Trzeba sobie powiedzieć wprost, że o ile w wysoko rozwiniętych krajach Unii Europejskiej obecnie upowszechniane są rozwiązania wpisujące się w koncepcję Przemysłu 4.0, oparte na internecie rzeczy, Big Data oraz inteligencji maszynowej, a nawet zaczyna się kreślić wizje dotyczące kolejnych etapów technicznego rozwoju przemysłu, kładące nacisk na technologie kognitywne, o tyle polski przemysł jako całość nie zdołał jeszcze wyjść poza ramy trzeciej rewolucji przemysłowej. Ta zaczęła się 40 lat temu wraz z pojawieniem się pierwszych sterowników PLC oraz programów SCADA, ERP i MES umożliwiających rozwój automatyzacji procesów wytwórczych.

Można przyjąć, że większość przedsiębiorstw jest na etapie Przemysłu 3.0, a część stosuje jedynie technologie typowe dla Przemysłu 2.0 – przekonuje Karol Puk, kierownik działu doradztwa, sprzedaży i projektów w firmie WObit.

Potwierdzają to liczne analizy rynkowe dotyczące zaawansowania technologicznego krajowego przetwórstwa, jak chociażby „Smart Inudstry Polska 2017” i „Smart Industry Polska 2018” oraz badania krakowskiej firmy Astor dotyczące poziomu automatyzacji przedsiębiorstw. Wynika z nich, że na razie tylko 15% firm przemysłowych może mówić o szerszej automatyzacji produkcji, podczas gdy reszta przedsiębiorców jest w tym obszarze mało aktywna lub wcale.

>>Jak przygotować się na cyfrową transformację?<<

Według danych Międzynarodowej Federacji Robotyki (International Federation of Robotics – IFR) za rok 2017, jak zauważa Dariusz Kudzia, Country Manager Poland w Dassault Systèmes, poziom robotyzacji na świecie rośnie w dość szybkim tempie. Globalnie sprzedaż robotów wzrosła o 30%, a w regionie Europy Środkowo-Wschodniej aż o 36%. – Te liczby jednak nie odzwierciedlają poziomu automatyzacji procesów produkcyjnych w Polsce. Według IFR jesteśmy rynkiem wschodzącym z przyspieszającym tempem instalacji robotów – dodaje.

Jeżeli weźmiemy pod uwagę tzw. wskaźnik gęstości robotyzacji (liczba zainstalowanych robotów w przeliczeniu na 10 tys. osób zatrudnionych w przetwórstwie przemysłowym), to stawia on Polskę za większością państw UE, nie wspominając już o wiodących europejskich rynkach, jak Niemcy, gdzie na 10 tys. pracowników przypadają 322 roboty, czy Szwecja – 240. Znacząco wyprzedziły nas też Słowacja i Czechy, które jeszcze w 1995 r. razem z nami znajdowały się daleko w tyle za państwami Europy Zachodniej – gęstość robotyzacji wynosi tam odpowiednio 151 i 119 przy średniej europejskiej na poziomie 106.

Krajowa produkcja obrabiarek sterowanych numerycznie (w szt.)


Statystyki dotyczące liczby robotów przemysłowych na ilość mieszkańców mówią same za siebie. Słowacja i Czechy w znacznym stopniu zawdzięczają swoje wyższe notowania koncentracją przemysłu samochodowego, a jest to przemysł od lat wiodący w dziedzinie automatyzacji. W tej branży również w Polsce dużo się dzieje i właściwie różnice polegają tylko na cykliczności inwestycji – uważa Witold Siemieniako, dyrektor zarządzający w Hexagon Manufacturing Intelligence.

Według prognoz IFR w latach 2018–2021 możliwy jest wzrost poziomu robotyzacji w Polsce o 15–20%. Wśród sektorów najbardziej otwartych na takie rozwiązania wymienia się branże motoryzacyjną, chemiczną i metalową. – To bardzo obiecująca perspektywa. Obecnie jednak polskie firmy nie są uważane za pionierów innowacji (jak ma to miejsce np. w Szwajcarii). Zazwyczaj czekają, aż nowe rozwiązania sprawdzą się gdzie indziej, a dopiero potem rozpoczynają inwestowanie.

Na szczęście to się powoli zmienia – widzimy dużą liczbę start-upów tworzonych przez nową generację, niektóre firmy (np. Grupa Nowy Styl) stale monitorują postęp nowych technologii i starają się z nich szybko skorzystać – analizuje Dariusz Kudzia z Dassault Systèmes.

Roman Padewski, dyrektor zarządzający w Prima Power Central Europe, jest zdania, że Polskę w porównaniu do państw ościennych można zaliczyć do grupy krajów bardziej rozwiniętych w zakresie automatyzacji produkcji. – Duże przedsiębiorstwa produkcyjne korzystają z zautomatyzowanych linii, gdzie z surowego materiału powstaje praktycznie gotowy produkt, bez jakiejkolwiek ingerencji człowieka. Małe zakłady potrzebują na wdrożenie nowych technologii więcej czasu, przez co w dalszym ciągu w większości bazują na pracy fizycznej. W dobie rozwiązań Przemysłu 4.0 kwestia bardzo częstych przezbrojeń i zmian materiału, a także parametrów obróbki nie stanowi już problemu. Polscy przedsiębiorcy coraz chętniej automatyzują swoje procesy, bo widzą realne zyski, które są tego efektem – tłumaczy.

Bariery mentalnościowe

Automatyzacja i robotyzacja linii produkcyjnych to bez wątpienia krok w przyszłość, ale nie we wszystkich przypadkach ma to uzasadnienie ekonomiczne, zwłaszcza przy niewielkiej skali działalności lub bardzo dużym zróżnicowaniu asortymentowym wytwarzanych wyrobów. Obecnie jednak z taką sytuacją mamy do czynienia coraz rzadziej, ponieważ współczesne linie wytwórcze charakteryzują się dużą elastycznością i nie powinny być już wyłącznie kojarzone z masową produkcją jednakowych wyrobów. Dziś z równym powodzeniem można je wykorzystywać do produkcji krótkoseryjnej czy wręcz jednostkowej, utrzymując końcowe koszty na poziomie zbliżonym do kosztów produkcji wielkoseryjnej, a jednocześnie osiągając wyższą – w porównaniu z tradycyjnymi sposobami wytwarzania – jakość i powtarzalność wyrobów.

Wszystko zależy od tego, kto jest właścicielem przedsiębiorstwa. Zakłady z dużym kapitałem, działające na dużą skalę i mające spore problemy ze znalezieniem właściwego personelu, już dawno zdały sobie sprawę z tego, że automatyzacja może im znacznie pomóc i pomimo sporych nakładów z tym związanych jest to inwestycja, która szybko się zwraca. Co istotne, wiele z nich ma za sobą już pierwsze udane instalacje, co powoduje większy optymizm przy kolejnych decyzjach. W przypadku mniejszych firm ta świadomość jest zupełnie inna, ale odnoszę wrażenie, że z roku na rok jest lepiej w tym obszarze – zaznacza Marcin Sawczyn, dyrektor zarządzający w Haimer Polska.

Jak przekonuje Jacek Hanslik, sensor sales manager w Cognex Polska, od automatyzacji i robotyzacji nie ma odwrotu. Często jest ona odpowiedzią na brak pracowników, a nie ma prowadzić, co pokutuje w obiegowej opinii, do redukcji zatrudnienia. – Aktualnie brakuje rąk do pracy, a wymagania dotyczące jakości wyrobów cały czas rosną. Dodatkowo proces wytwarzania poszczególnych produktów jest coraz bardziej złożony, dlatego automatyzacja produkcji pozwala na sprostanie tym wymaganiom w krótszym czasie. Jest to dla nas duża szansa na dotrzymanie kroku innym krajom, które chętnie zapraszają nowych inwestorów do siebie – mówi.

Liczba zainstalowanych robotów przemysłowych na 10 tys. zatrudnionych w przetwórstwie w 2017 r. (w szt.)

W podobnym tonie wypowiada się Marcin Sawczyn z Haimer Polska: – Gdziekolwiek się nie rozejrzeć, brakuje rąk do pracy. Dotyczy to każdej z branż, na każdym poziomie zaawansowania pracownika. Automatyzacja jest w tej chwili jedyną opcją dla wszystkich tych, którzy chcą iść do przodu i być konkurencyjnym za kilka lat, kiedy problemy z pracownikami będą się pogłębiać, a zamortyzowanie inwestycji dziś realizowanych będzie budować przewagę konkurencyjną przedsiębiorstwa. Zagrożeniem wydaje się obecnie opieranie najprostszych czynności na pracy ludzi, którzy z ekonomicznego punktu widzenia są najbardziej newralgicznym elementem całego procesu wytwarzania.

Często opór przedsiębiorców przed automatyzacją produkcji wynika z konieczności uprzedniego uporządkowania firmy, a więc zdefiniowania na nowo lub przynajmniej doprecyzowania celu jej działalności i kluczowych kompetencji. Wiąże się to z gruntownym przeglądem struktury organizacyjnej, ciągów technologicznych, sposobów wykorzystania systemów informatycznych, stanu i jakości zatrudnienia, powiązań kooperacyjnych, gospodarki maszynowej itp.

Im szybciej zrozumiemy, że większość zakładów powinna być wyposażona w nowoczesne maszyny oparte na automatyzacji, tym więcej miejsc pracy uda się uratować. W przeciwnym wypadku produkcja zostanie przeniesiona w inne miejsca, na czym z pewnością ucierpi polski przemysł – przestrzega Roman Padewski, dyrektor zarządzający w Prima Power Central Europe.

Warto pamiętać, że automatyzacja ma sens tylko wtedy, gdy przedsiębiorca rzetelnie się do tego przygotuje, zarówno od strony organizacyjnej, kompetencyjnej, jak i mentalnościowej. W innym wypadku czas zwrotu inwestycji w automatyzację ciągów technologicznych może być nieakceptowalnie długi, co pod znakiem zapytania postawi racjonalność zakupów nowoczesnych maszyn. Dodatkowym utrudnieniem jest widoczny brak specjalistów od programowania robotów czy też związanych z cyberbezpieczeństwem.

Technologiczne przełomy w automatyzacji

Automatyka i robotyka w jednym punkcie skupiają przełomowe zmiany, które dokonują się w wielu dziedzinach techniki. Ta pierwsza przeszła długą drogę – od automatyki stałej, zaprojektowanej z myślą o wytwarzaniu jednego produktu w ilościach masowych, poprzez programowalną, umożliwiającą ustawienie nowej konfiguracji parku maszynowego w przypadku zmiany produkowanego wyrobu (zazwyczaj wiązało się to z czasochłonną wymianą narzędzi i koniecznością chwilowego wstrzymania produkcji), do automatyki elastycznej, pozwalającej na szybkie i płynne przezbrajanie linii i przechodzenie od wytwarzania jednego wyrobu do drugiego bez związanych z tym przestojów.

Warunkiem upowszechnienia automatyki elastycznej – która pozwala na realizację w ramach określonego ciągu technologicznego szerokiej gamy spersonalizowanych wyrobów wytwarzanych jednostkowo lub w krótkich seriach przy samoczynnym dostosowywaniu się maszyn do zmienionego asortymentu produkcji i niezbędnych operacji obróbkowych – był duży postęp w dziedzinie dostępu do danych ze wszystkich urządzeń produkcyjnych i zarządzania tymi danymi, z ogromną rolą przemysłowego internetu rzeczy (IIoT) oraz Big Data. Automatyka elastyczna sprawdza się najlepiej – także pod względem rentowności produkcji – gdy stopień zróżnicowania asortymentowego wyrobów jest wysoki, a właśnie takie są oczekiwania współczesnych rynków.

Rentowność produkcji w zależności od formuły automatyzacji linii wytwórczych

Następuje więc stałe zwiększanie funkcjonalności zautomatyzowanych maszyn, w tym robotów przemysłowych, oraz ich parametrów technicznych (dokładność, powtarzalność, udźwig, zakres obszaru roboczego, optymalizacja ruchów) i ekonomicznych (szybkość, zużycie energii, żywotność). Dzięki temu urządzenia takie mogą dzisiaj obsługiwać coraz szerszą i bardziej zróżnicowaną paletę zadań, wykonując je z większą szybkością, dokładnością i co najważniejsze – taniej.

Szczególnie roboty wieloramienne oraz współpracujące bezpośrednio z człowiekiem (tzw. koboty) stanowią obecnie jedne z najbardziej elastycznych urządzeń produkcyjnych dostępnych na rynku. Ich właściwe użycie i skonfigurowanie może zaowocować wdrożeniem produkcji według formuły one-piece flow, czyli tworzeniem nie serii wyrobów, ale pojedynczych sztuk bez konieczności przezbrajania linii.

Istotne jest także, że instalowanie zautomatyzowanych maszyn, a także ich programowanie uległo uproszczeniu do tego stopnia, że często takie zadania mogą wykonywać inżynierowie bez specjalistycznego przygotowania. Niedługo może być pod tym względem jeszcze łatwiej, ponieważ operator automatu obróbczego będzie mógł zmienić jego program za pomocą tabletu, nie potrzebując w ogóle wsparcia eksperckiego z zewnątrz.

>>Jak przygotować się na cyfrową transformację?<<

Ponadto wzrosło bezpieczeństwo użytkowania automatów obróbczych i to w stopniu umożliwiającym współpracę człowieka z maszyną w bezpośredniej bliskości, jak to ma miejsce w przypadku kobotów. Tradycyjne zabezpieczenia w postaci wygrodzeń, klatek bezpieczeństwa czy kurtyn są zastępowane rozwiązaniami z zakresu software, które służą do ograniczania i monitorowania obszarów roboczych i stref bezpieczeństwa. Cechą zautomatyzowanych maszyn nowych generacji jest również bardzo niska awaryjność, do czego przyczyniają się systemy monitorujące pracę głównych podzespołów, zdolne do wykrycia i zdiagnozowania symptomów możliwej awarii, zanim ona faktycznie wystąpi. Poza tym wiele operacji serwisowych może być wykonywanych zdalnie, co bardzo skraca czas przestoju danego urządzenia.

Systematyczny spadek kosztów automatyzacji i robotyzacji produkcji sprawia, że wyraźnie skrócił się okres zwrotu takich inwestycji. W przypadku właściwego zaprojektowania i przeprowadzenia automatyzacji ciągów technologicznych może on nie przekraczać 2–4 lat. W rezultacie zakup zautomatyzowanych maszyn, ich instalacja, zaprogramowanie oraz bieżąca obsługa i serwisowanie pociągają za sobą wydatki, które mogą udźwignąć także przedsiębiorcy z mniejszym budżetem. Oczywiście nadal jest to poważna inwestycja, ale koszty związane z automatyzacją są adekwatne do osiąganych korzyści, chyba że potencjał maszyn nie jest należycie wykorzystywany.

– Polski przemysł jest otwarty na nowe technologie, jednak tempo inwestycji jest niskie ze względu na wysokie koszty tych technologii i niskie źródło finansowania. Dlatego większość inwestycji podejmowana jest przez duże przedsiębiorstwa i międzynarodowe koncerny. Jednak, aby utrzymać konkurencyjność, to właśnie firmy z sektora MŚP powinny przede wszystkim stawiać na inwestycje w innowacje i technologie. W odniesieniu do branż można tu z pewnością wyróżnić sektor motoryzacyjny, branżę elektroniczną, przetwórstwo tworzyw sztucznych – mówi Karol Puk z WObit.

Struktura rynku

Automatyką przemysłową zajmuje się w Polsce ok. 5 tys. przedsiębiorców. Większość z nich to firmy małe, które zatrudniają do 9 pracowników i zorientowane są wyłącznie na klientów lokalnych. Firm średnich i dużych (w tym z udziałem zagranicznym), z solidnym zapleczem kapitałowym i doświadczeniem w realizacji złożonych projektów w kraju i za granicą, jest nie więcej niż kilkadziesiąt.

Automatyzacja i robotyzacja to odpowiedź na obecne potrzeby przemysłu, ale także sposób na osiągnięcie przewagi konkurencyjnej

To oznacza, że rynek automatyki nadal jest raczej rozproszony i wymaga konsolidacji kapitałowej. Większość działających tu firm to dystrybutorzy koncernów zachodnich. Zbyt mało jest rodzimych przedsiębiorców z mocną pozycją na rynku, którzy mogą zaproponować rozwiązania konkurencyjne w stosunku do ofert zagranicznych lub świadczyć usługi z zakresu integracji systemów. Sytuacja ta odzwierciedla też generalną słabość krajowych ośrodków badawczo-rozwojowych, które bardziej koncentrują się na pracach teoretycznych niż poszukiwaniu rozwiązań praktycznych, np. z zakresu automatyki przemysłowej.

O płytkości tego rynku świadczy także fakt, że wielu dostawców automatyki przemysłowej i zajmujących się integracją takich systemów działa równolegle w kilku sferach biznesu – zwłaszcza w elektronice, w dziedzinie technologii kontrolno-pomiarowych i telekomunikacji.

Jeden z kluczowych elementów zautomatyzowanych linii produkcyjnych stanowią obrabiarki sterowane numerycznie, a tych wytwarza się w Polsce jedynie kilkaset sztuk rocznie (600 w 2018 r.), w dodatku w dość ograniczonym asortymencie, jeśli chodzi o rodzaj maszyn i ich podstawowe parametry. W efekcie dostawy krajowe mogą pokryć tylko niewielką część potrzeb (według niektórych danych 25%) polskiego rynku w zakresie obrabiarek CNC. Podobnie zresztą rzecz wygląda w przypadku robotów i szerokiej palety elementów automatyki (z wyjątkiem instrumentów i aparatury kontrolno-pomiarowej), w przypadku których niezbędny jest duży import. W konsekwencji w Polsce dostępne są wyroby większości renomowanych koncernów światowych kojarzonych z branżą automatyki przemysłowej. Należą do nich: Siemens, Mitsubishi Electric, Omron, Rockwell Automation, Schneider Electric, ABB, Fanuc, KUKA, Universal Robots czy Kawasaki.

Nikt już nie ma wątpliwości, że zaniechanie inwestycji w automatyzację i robotyzację fabryk będzie miało niekorzystny wpływ na konkurencyjność polskiej gospodarki. Otwarte rynki pracy w innych krajach, nadciągający niż demograficzny, brak szkolnictwa zawodowego czy wcześniejsze emerytury – jak zaznacza Jędrzej Kowalczyk, prezes zarządu Fanuc Polska – powinny być dla zarządzających produkcją istotnym argumentem przekonującym do tego, by jak najszybciej zainteresować się możliwościami oferowanymi przez nowoczesne technologie, m.in. roboty czy wysokowydajne obrabiarki.

>>Jak przygotować się na cyfrową transformację?<<

Dziś nie powinniśmy się zastanawiać nad tym, czy warto automatyzować, tylko jak to robić. Im szybciej to zrobimy, tym skuteczniej będziemy mogli wykorzystać nieograniczone możliwości technologii w rozwoju naszych linii produkcyjnych i całej polskiej gospodarki – przekonuje Jędrzej Kowalczyk. W tym kontekście zwraca uwagę na fakt, że przemysł w krajach naszego regionu, takich jak Rumunia, Bułgaria, Słowenia czy nawet Białoruś, nie tylko bardzo szybko się rozwija, ale też zwykle „domyślnie” wybiera produkcję zautomatyzowaną. I właśnie dlatego tam przenoszą się koncerny, które chcą produkować wydajnie i nie mają wątpliwości co do słuszności inwestycji w robotyzację.

Zdaniem Jędrzeja Kowalczyka największą przeszkodą na drodze dynamicznej automatyzacji i robotyzacji w Polsce jest mylne przekonanie, że robotyka jest droga i skomplikowana. – W naszej pracy często spotykamy się z brakiem wiedzy i zrozumienia korzyści, jakie mogą wynikać z automatyzacji produkcji. W przedsiębiorstwach wyraźnie widać brak ludzi, którzy byliby w stanie dostrzec czy przewidzieć długofalowe benefity wynikające z automatyzacji. Bardzo często uważają oni, że wciąż stosunkowo niski koszt pracy w Polsce, a także możliwości zatrudniania tanich pracowników z zagranicy pozwalają na to, by inwestycje odkładać na później. A w dzisiejszych czasach, gdy koszty produkcji systematycznie rosną, firmy poszukują oszczędności w różnych obszarach. Rekrutują tańszych pracowników czy korzystają z tańszych materiałów, nierzadko ryzykując obniżenie jakości lub opóźnienie dostaw produktu – podsumowuje prezes zarządu Fanuc Polska.