Nieprawdą byłoby stwierdzenie, że to koncepcja Przemysłu 4.0 przyczyniła się do zrobotyzowania branży automotive. Rosnącą rolę robotów przemysłowych zatrudnionych przy produkcji samochodów, ale również najważniejszych podzespołów (m.in. silników, skrzyni biegów) można było zauważyć już w minionym stuleciu, kiedy to o czwartej rewolucji przemysłowej jeszcze się nie mówiło. Stosowanie robotów na nowoczesnych liniach produkcyjnych wynikało przede wszystkim z potrzeby zwiększania poziomu produkcji i wydajności fabryk, a zarazem zmniejszania kosztów jednostkowych. Roboty zastępowały ludzi głównie na tych stanowiskach, na których praca była najbardziej monotonna i powtarzalna, wymagała użycia sporej siły fizycznej i stwarzała potencjalne zagrożenie. Dziś środek ciężkości powoli przesuwa się w kierunku prac wymagających dużej precyzji i dokładności działania, choć powoli dochodzimy do takiego momentu, w którym to roboty przemysłowe mogłyby w teorii zastąpić człowieka na każdym stanowisku.

Motoryzacja napędziła automatyzację

Nie byłoby boomu na samochody przed drugą wojną światową, gdyby nie Henry Ford i pierwsza produkcja taśmowa w należących do niego zakładach Highland Park w Detroit. Dzięki masowej produkcji, która na dobre ruszyła w 1914 r., czas montażu Forda T skrócił się z ok. 12 godz. do zaledwie 1,5 godz., a jego cena z ok. 800 dolarów sprzed ery automatyzacji produkcji, spadła do 300 dolarów. W efekcie Ford T był bardzo długo liderem pod względem liczby wyprodukowanych egzemplarzy (tytuł ten stracił dopiero na rzecz Volkswagena Garbusa), a zakłady Forda stały się wzorem do naśladowania dla konkurencji, która organizowała pielgrzymki do Detroit, by uczyć się nowego systemu produkcji.

Nie minęło pół wieku, a branża automotive ponownie stała się prekursorem kolejnego trendu w zakresie masowej produkcji i znów wśród pionierów znajdziemy koncern Forda. Wprawdzie pierwsze roboty przemysłowe ujrzały światło dzienne w latach 50. XX w. (miano to przypisuje się dziś robotowi stworzonemu przez Georga Devola), jednak kolejną dekadę trwało ich udoskonalanie, by mogły stać się pełnoprawnymi pracownikami zakładów produkcyjnych. Pierwszymi fabrykami, w których pojawiły się roboty przemysłowe (robot Unimate 1900 w 1961 r.), były zakłady koncernu General Motors, a chwilę później również Forda (robot o nazwie Versatran Model C).

W latach 60. XX w. roboty przemysłowe były bardziej ciekawostką niż faktyczną zmianą sposobu wytwarzania samochodów o rewolucyjnym charakterze. Na tę trzeba było poczekać do kolejnej dekady, kiedy to na robotyzację produkcji sukcesywnie zaczęły stawiać wszystkie amerykańskie koncerny motoryzacyjne, a następnie ich śladami podążyli producenci z Europy. Dynamiczny rozwój wykorzystania robotów przemysłowych w produkcji samochodów obserwujemy nieprzerwanie od przełomu lat 70. i 80. XX w. aż do dziś.

Liczby nie pozostawiają złudzeń

Jak wynika ze statystyk Międzynarodowej Federacji Robotyki (IFR), branża automotive od początku gromadzenia szczegółowych danych dotyczących produkcji oraz sprzedaży robotów przemysłowych jest niekwestionowanym liderem, jeśli chodzi o stopień zrobotyzowania. Od początku obecnej dekady średni roczny wzrost liczby robotów przemysłowych sprzedawanych do firm motoryzacyjnych wyniósł 12%. W ostatnich dwóch latach widoczne było wprawdzie pewne spowolnienie (w 2016 r. liczba nowych robotów przemysłowych, które trafiły do automotive, zwiększyła się tylko o 6%), co jest następstwem sporego już nasycenia tej gałęzi przemysłu. Łącznie w 2016 r. do przemysłu motoryzacyjnego trafiło ok. 103 tys. nowych robotów przemysłowych, czyli 35% ich globalnej sprzedaży.

Najwięksi odbiorcy robotów przemysłowych

Eksperci rynkowi przewidują jednak, że tendencja wzrostowa będzie utrzymywać się w dalszym ciągu, a niewykluczone, że jeszcze się zwiększy. Wynika to z faktu planu budowy nowych fabryk w krajach rozwijających się, w których stopień robotyzacji nie należy do najwyższych, jak chociażby w Chinach czy Indiach, a także niezbędnych modernizacji linii produkcyjnych w istniejących fabrykach związanych z nowymi trendami w motoryzacji (pojazdy z napędem hybrydowym oraz elektrycznym, a w nieco dalszej przyszłości również wodorowym).

Już same liczby bezwzględne mówią sporo, ale jeszcze dobitniej znaczenie robotów dla motoryzacji pokazuje tzw. współczynnik gęstości robotyzacji, który wyraża się liczbą zainstalowanych robotów na 10 tys. pracowników produkcyjnych. Najbardziej zrobotyzowanymi krajami według tego kryterium są Korea (współczynnik gęstości wynosi 631), Singapur (488) oraz Niemcy (309), a kontynentem – Europa (99). W Korei współczynnik gęstości dla samej branży motoryzacyjnej wynosi aż 2145, czyli ponad dwukrotnie więcej niż w 2009 r. (1057). Z kolei w Stanach Zjednoczonych na 10 tys. osób w fabrykach motoryzacyjnych zainstalowanych jest 1261 robotów, a w Japonii – 1240.

Coraz bardziej wyszukane prace

Wspomniane wcześniej najcięższe prace, od jakich zaczęła się „kariera” robotów przemysłowych w fabrykach samochodów (m.in. spawanie karoserii czy przenoszenie ciężkich podzespołów), choć naturalnie w dalszym ciągu są wykonywane przez roboty, nie są już jedynymi ich zajęciami. W fabryce Audi w Ingolstadt już od kilku miesięcy ramię w ramię z ludźmi pracują tzw. roboty współpracujące. Ich zadaniem jest dostarczanie odpowiedniego elementu, który następnie jest już montowany przez człowieka. Najnowszym pomysłem władz niemieckiej fabryki jest wykorzystanie robotów o nazwie Ray (zaprojektowane i stworzone przez firmę Serva Transport Systems) do transportu zjeżdżających z taśmy produkcyjnej aut do miejsca ich magazynowania. Okazuje się, że robią to bardziej efektywnie niż ludzie, wskutek czego wyprodukowane samochody zajmują mniej miejsca.

Ford idzie jeszcze dalej i już wprowadza w swoich zakładach produkcyjnych w Kolonii elementy Smart Factory, w których znaczącą rolę będą odgrywać roboty, w tym roboty współpracujące. Już obecnie tzw. koboty wykonują wspólnie z ludźmi określone czynności montażowe przy dwóch stacjach roboczych, np. przy montażu amortyzatorów to robot podnosi ten element zawieszenia samochodu i następnie automatycznie ustawia go w nadkolu. Finalnego montażu dokonuje już sam pracownik. Według władz tej fabryki wykorzystywane w niej roboty ułatwiają i przyspieszają prace, a także sprawiają, że jest ona dużo bezpieczniejsza. Potencjalnych możliwości wykorzystania robotów jest jednak znacznie więcej.

Mówiąc o robotyzacji fabryk samochodowych, nie sposób pominąć koncernu Tesla Motors i jej ekscentrycznego prezesa Elona Muska, który swego czasu zasłynął m.in. z tego, że zapowiedział stworzenie w pełni autonomicznej fabryki produkującej modele marki Tesla. Na razie w zakładach w Freemont pracują również ludzie, choć hale produkcyjne wyglądają niezwykle futurystycznie i wiele prac wykonują w nich roboty. Zrobotyzowana jest linia, po której poruszają się skompletowane częściowo auta. Roboty zajmują się również całościową obróbką elementów z blachy czy aluminium oraz ich montażem. Rola człowieka sprowadza się do prac wykończeniowych na ostatnim etapie produkcji oraz do montażu elementów wewnętrznych auta.

Fabryka Opla w Kaiserslautern

Co ciekawe, Musk sam ostatnio przyznał, że jego błędem było zbyt duże poleganie na robotach wykorzystywanych podczas produkcji aut, stwierdzając, że ludzie są jednak niedoceniani. Okazało się, że zautonomizowana w bardzo dużym stopniu fabryka Tesli miała problemy z wydajnością produkcji i dochodziło w niej do spowolnienia tempa produkcji. Egzaminu nie zdały m.in. zaawansowane systemy przenośników taśmowych. Problemy te spowodowały znaczne opóźnienia w dostawach do klientów Modelu 3 (z zaplanowanej pierwotnie tygodniowej produkcji 5 tys. egzemplarzy tego modelu udało się jedynie wytwarzać 2 tys. aut w ciągu jednego tygodnia), a w konsekwencji również problemy finansowe Tesli.

W niedawno przeprowadzonym badaniu, którego wyniki zostały opublikowane w Forbesie, menedżerowie fabryk samochodowych wypowiadali się na temat robotyzacji produkcji. Wynika z niego, że roboty przemysłowe najlepiej sprawdzają się w prostych pracach, wymagających wielokrotnego powtarzania tych samych czynności, a także w szkodliwych warunkach, np. przy lakierowaniu poszczególnych elementów karoserii. W przypadku prac wymagających dużego stopnia dokładności, z zaawansowaną technologią również roboty spisywały się bez zarzutu. Jak ustalili jednak autorzy badania, okazało się, że finalnie niezbędna była ingerencja ludzi, aby utrzymać roboty w dobrym stanie. Człowiek okazał się natomiast bardziej elastyczny w sytuacji, gdy na jednej linii produkcyjnej znajdowały się np. dwa różne warianty nadwoziowe.

Wizja zastąpienia wszystkich, czy też zdecydowanej większości, pracowników produkcyjnych robotami przemysłowymi obecnie wydaje się wciąż mało realna, choć w nieco dalszej perspektywie czasu nie można jej całkowicie wykluczyć. Obecnie, czego najlepszym przykładem jest Tesla Motors, taki krok nie jest optymalny ani z punktu widzenia opłacalności inwestycji, ani z tytułu wydajności produkcji.