L’integrazione dei robot collaborativi (cobot) nei processi di saldatura rappresenta un cambiamento di paradigma nell’automazione manifatturiera. A differenza dei sistemi robotici tradizionali, i cobot sono progettati per lavorare a fianco degli esseri umani in uno spazio condiviso, migliorando la sicurezza e l’efficienza. Questa evoluzione è guidata da avanzamenti nell’intelligenza artificiale (IA), nel machine learning (ML), nella tecnologia dei sensori e nell’interazione uomo-robot (HRI), portando a significativi miglioramenti nell’efficienza operativa, nell’adattabilità e nella sicurezza.
Avanzamenti nell’IA e ML per processi di saldatura adattivi
L’applicazione dell’IA e del ML nei sistemi di saldatura con cobot consente regolazioni in tempo reale dei parametri di saldatura basati sui dati dei sensori, inclusi, ma non limitati a, geometria delle giunzioni, proprietà dei materiali e condizioni ambientali. Algoritmi avanzati possono prevedere percorsi di saldatura ottimali, regolazioni dell’apporto termico e della velocità, riducendo la necessità di intervento umano e garantendo saldature di alta qualità. Ciò significa poter progettare sistemi in grado di apprendere da ogni saldatura, migliorando e adattandosi continuamente a nuovi scenari di saldatura senza riprogrammazione manuale.
Intuitività e Accessibilità dei Cobot nella Saldatura
I cobot odierni già si distinguono per le loro interfacce utente intuitive e una curva di apprendimento relativamente bassa, semplificando significativamente il processo di programmazione e adattamento a nuovi compiti di saldatura. Questa facilità di uso permette agli ingegneri e ai tecnici di implementare e regolare rapidamente i processi di saldatura, ottimizzando la produzione per lotti piccoli e personalizzati. La programmazione diretta e l’utilizzo di interfacce di realtà aumentata (AR) sono tecnologie in via di costante sviluppo e miglioreranno ulteriormente questa accessibilità, consentendo agli operatori di apportare modifiche in tempo reale con minima formazione.
Integrazione di tecnologie di sensing avanzate
L’integrazione di sensori sofisticati, inclusi sistemi di visione e sensori tattili, nei sistemi di saldatura con cobot, ne migliorerà ulteriormente le capacità. Questi sensori consentono ai cobot di rilevare variazioni nell’allineamento delle giunzioni, nelle condizioni superficiali dei materiali e nella dinamica dei bagni di fusione in tempo reale, consentendo correzioni automatiche al percorso di saldatura e ai parametri. Ciò significa sviluppare e incorporare sensori in grado di resistere agli ambienti duri della saldatura fornendo dati accurati per il controllo del processo in tempo reale.
Sistemi Cobot Modulari e Scalabili
I futuri sviluppi nella tecnologia dei cobot sottolineeranno la modularità e la scalabilità, consentendo agli stabilimenti di produzione di adattare i loro sistemi robotici a compiti specifici o cambiarli man mano che le esigenze di produzione evolvono. End-effector modulari, facilmente intercambiabili e programmabili per diversi processi di saldatura (ad es., MIG, TIG, saldatura laser), diventeranno standard. Gli ingegneri si concentreranno sulla creazione di sistemi cobot che possono essere facilmente riconfigurati per vari compiti, migliorando la flessibilità e l’efficienza delle operazioni di produzione.
Il futuro è già qui: quali problemi risolvono oggi i cobot nella saldatura?
I cobot nella saldatura affrontano efficacemente il problema dei rischi associati alla saldatura manuale. Eliminando la necessità per gli operatori di eseguire compiti ripetitivi e di sostare in ambienti pericolosi, i cobot riducono significativamente il rischio di infortuni legati allo sforzo ripetitivo e all’esposizione a fumi nocivi. Questo approccio non solo migliora la sicurezza sul lavoro ma anche aumenta la soddisfazione e il benessere degli operatori, portando a una maggiore produttività.
L’adozione dei cobot nella saldatura risolve anche il problema della variabilità della qualità e dell’efficienza nei processi di produzione. Con la loro capacità di operare con precisione costante, i cobot garantiscono un livello di qualità uniforme delle saldature, permettono inoltre al saldatore esperto di dedicare più spazio alla parte strategica del suo ruolo, al set-up e alla scelta delle saldature. Infine, la loro flessibilità e facilità di programmazione consentono una rapida ri-configurazione per diversi compiti, ottimizzando i tempi di produzione e riducendo i costi operativi.
Il turnover patologico e l’impatto di cobot ed esoscheletri industriali
Il turnover, ovvero il tasso di rotazione dei dipendenti in un’organizzazione, è un fenomeno che ha sempre caratterizzato il mondo del lavoro. Tuttavia, quando tale fenomeno assume dimensioni eccessive e diventa “patologico”, può causare gravi ripercussioni sulle aziende sia dal punto di vista economico che operativo. I motivi del turnover patologico sono molteplici, tra le cause più frequenti vi sono condizioni di lavoro poco appaganti. Nello specifico esistono operazioni manuali ripetitive e fisicamente pesanti che causano agli operatori problemi di varia natura come: disturbi muscolo-scheletrici, stress e affaticamento. Fortunatamente, l’innovazione tecnologica offre oggi strumenti avanzati come i cobot (robot collaborativi) e gli esoscheletri industriali che promettono di contrastare efficacemente il turnover patologico. Ma come?
Il Turnover Patologico: impatto e costi
Prima di tutto, è essenziale comprendere l’entità del problema. Studi recenti indicano che il costo del turnover per le aziende può variare dal 50% al 200% dello stipendio annuo del dipendente che se ne va, a seconda della posizione e dell’industria. Questi costi comprendono la ricerca e la formazione del nuovo personale, la perdita di produttività e le possibili interruzioni delle operazioni. Se pensiamo ad una media del 150%, per un dipendente con uno stipendio annuo di 30.000 euro, il costo del turnover sarebbe di 45.000 euro.
Tale situazione si aggrava ulteriormente quando il turnover diventa “patologico”, ovvero quando si verifica in modo continuo e incontrollato. Le cause possono essere molteplici: condizioni di lavoro non ottimali, carichi di lavoro eccessivi, mancanza di opportunità di crescita, ma anche problemi di salute legati a sollecitazioni fisiche eccessive o posizioni non ergonomiche.
Cobot e Esoscheletri: la rivoluzione tecnologica
Ecco dove entrano in gioco i cobot e gli esoscheletri industriali. I cobot, a differenza dei robot tradizionali, sono progettati per lavorare in collaborazione con gli esseri umani. Essi possono svolgere compiti ripetitivi o pesanti, riducendo il carico di lavoro e lo stress fisico sui dipendenti. Inoltre l’implemento di un applicazione con cella cobot, risulta spesso uno stimolo ulteriore per gli operatori, che si trovano ad interagire con uno strumento tecnologico avanzato, migliorando quindi anche la loro esperienza e le loro qualifiche lavorative.
Gli esoscheletri, d’altro canto, sono dispositivi indossabili che aumentano la forza e l’endurance dei lavoratori, permettendo di eseguire compiti pesanti con meno sforzo e riducendo il rischio di infortuni. In settori come la produzione, la logistica e l’edilizia, questi dispositivi possono fare una differenza significativa.
L’Investimento e il ROI
Supponiamo che l’acquisto di una cella cobot costi dagli 80.000 ai 100.000 euro. Considerando il costo del turnover patologico di 45.000 euro per dipendente, un’azienda potrebbe ammortizzare l’investimento in poco più di due dipendenti che decide di trattenere grazie a queste soluzioni. Ovviamente, questo è un calcolo semplificato e bisogna considerare anche i costi operativi, di manutenzione e formazione.
Tuttavia, oltre al semplice ROI, l’introduzione di questi dispositivi può portare a numerosi altri vantaggi: aumento della produttività, riduzione degli infortuni sul lavoro e, quindi, dei costi associati, miglioramento della morale e della soddisfazione dei dipendenti, attrazione di nuovo talento e, naturalmente, riduzione del turnover patologico.
Conclusioni
Il turnover patologico è un problema serio e costoso per le aziende. La tecnologia, in particolare i cobot e gli esoscheletri industriali, offre soluzioni promettenti per contrastarlo. Investire in queste soluzioni può non solo portare a un ritorno economico ma anche a un ambiente di lavoro migliore, più sicuro e più produttivo.
Le proiezioni di Interact Analysis nel “Global Collaborative Robot Market – 2023” indicano che il mercato dei cobot sta progredendo costantemente. Nel 2022, i ricavi di mercato hanno superato i 954 milioni di dollari, evidenziando un aumento del 17,2% rispetto all’anno precedente. Le spedizioni sono cresciute del 21,9%, raggiungendo le 37.780 unità. Dopo una rapida ripresa nel 2021 a seguito della pandemia di Covid-19, il tasso di crescita del mercato dei robot collaborativi (cobot) è sceso a circa il 20%. La domanda principale è quindi se i robot collaborativi possano tornare al precedente tasso di crescita del 30% nei prossimi 5 anni. Cerchiamo di rispondere con alcune considerazioni sulla robotica collaborativa.
Fattori Guida della Crescita
L’aumento della domanda di automazione e il desiderio di maggiore efficienza stanno trainando la crescita del mercato dei cobot. L’espansione in nuovi ambiti applicativi e la riduzione dei costi dei robot collaborativi stanno contribuendo al rapido sviluppo del settore. In un’epoca caratterizzata dalla scarsità di manodopera, l’automazione si presenta come una soluzione per affrontare questa sfida e per migliorare l’efficienza operativa.
Proiezioni di Crescita del mercato, diminuzione dei prezzi
Le spedizioni globali di robot collaborativi prevedono un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 27% nei prossimi cinque anni, con la Cina in testa con un CAGR del 30%, seguita dalle regioni del Sud America e del Sud-Est asiatico con oltre il 30%. A differenza dei robot industriali tradizionali che hanno visto aumentare i prezzi nel 2022, i robot collaborativi continuano a diminuire di prezzo, seppur in modo più contenuto. Questo è dovuto al forte mercato cinese, alla crescente concorrenza che spinge i produttori a praticare prezzi più bassi, inoltre sono state effettuati oltre un centinaio di grandi ordini nei settori automobilistico e non industriale, contribuendo a ridurre i prezzi medi.
Si prevede che la diminuzione annuale dei prezzi si attesti tra il 3% e il 5%.
Evoluzione dei Cobot: maggiore intelligenza, maggiore capacità di carico e maggiore apertura
I produttori di robot collaborativi stanno orientando i loro sforzi verso l’incremento dell’intelligenza e della flessibilità dei loro prodotti. L’integrazione dell’intelligenza artificiale e della visione artificiale sta consentendo l’ampliamento degli ambiti applicativi e l’aumento delle capacità percettive dei cobot. Inoltre, l’espansione dei carichi utili superiori a 10 kg rappresenta una tendenza significativa, guidando l’innovazione nell’industria dei cobot.
Altro aspetto importante è la maggiore apertura, che include diversi livelli di apertura nel software e nell’hardware. Attualmente, la maggior parte dei principali produttori di robot collaborativi fornisce RDK per gli integratori di sistemi o i clienti per condurre lo sviluppo secondario. Il trend verso una maggiore apertura renderà possibili una gamma più completa di robot collaborativi, consentendo anche di creare soluzioni personalizzate in modo più efficace.
L’industria: crescita prevista per le spedizioni di robot collaborativi non industriali nell’era post-pandemia
Nel 2022, la recessione economica globale ha fortemente colpito il settore non industriale, causando un rallentamento nella diffusione dei robot collaborativi in settori come la ristorazione, il massaggio e il retail, principalmente orientati ai consumatori individuali. Inoltre, ritardi nei progetti di logistica di magazzino hanno contribuito a un tasso di crescita più lento del previsto.
Al contrario, l’industria manifatturiera ha subito perturbazioni e carenze di manodopera a causa della pandemia di Covid-19 negli ultimi tre anni. Ciò ha innescato una crescente domanda di aggiornamenti e ristrutturazioni delle linee di produzione nelle industrie tradizionali come l’automobile e i metalli. La rilocazione di fabbriche e linee di produzione da parte di multinazionali per adattarsi agli aggiustamenti della catena di approvvigionamento e alla tendenza di riorientamento ha ulteriormente alimentato la domanda di robot collaborativi.
Nel 2022, le industrie a crescita più rapida sono state quelle delle nuove energie, come le batterie al litio, l’energia eolica, il fotovoltaico e l’idrogeno, seguite da settori come l’automobile e l’elettronica. Questo aumento è stato guidato dalla crescente adozione di robot collaborativi per sostituire le postazioni di lavoro grazie alla loro flessibilità.
Inoltre, settori come alimenti e bevande, chimica e farmaceutica hanno mostrato una crescita stabile. La logistica rimane il principale mercato di crescita per i robot collaborativi, ma altri settori stanno guadagnando terreno in questa tendenza di espansione.
Il rapporto di Interact Analysis sottolinea che, nel 2022, la saldatura e la movimentazione dei materiali sono state le principali applicazioni per i robot industriali, rappresentando oltre il 50% delle vendite globali di tali robot. Queste applicazioni sono state dominio dei robot industriali articolati pesantemente caricati. Tuttavia, nonostante una quota di mercato inferiore al 5% nel 2022, la saldatura ha un enorme potenziale di crescita.
Applicazioni: La saldatura e la pallettizzazione emergono rapidamente
Nel 2022, la saldatura e la movimentazione dei materiali hanno rappresentato oltre il 50% delle vendite globali di robot industriali, dominando il settore. Nonostante una quota di mercato inferiore al 5%, la saldatura ha un grande potenziale di crescita a causa delle sfide della saldatura manuale. I robot collaborativi sono sempre più utilizzati in piccole fabbriche per saldare pezzi piccoli e su linee di montaggio più grandi per compiti complessi. Aziende leader hanno sviluppato soluzioni specifiche per la saldatura. La pallettizzazione collaborativa sta crescendo, specialmente in settori come alimenti e bevande e farmaceutica, indicando opportunità significative di automazione collaborativa.
Clienti: vendite dirette e collaborazione con i clienti in crescita
Il canale di vendita dei robot collaborativi è diviso tra vendite dirette e rete di distribuzione, quest’ultima rappresentando la maggior parte delle vendite fino al 2020. Le vendite dirette si concentrano sui grandi clienti nei settori chiave, mentre la distribuzione si basa su integratori di sistemi con competenze ingegneristiche per fornire soluzioni di automazione. Tuttavia, la crescente necessità di connessione diretta con i clienti ha portato a un aumento delle vendite dirette negli ultimi anni. Questo coinvolgimento diretto con i clienti permette ai produttori di adattare le soluzioni alle esigenze specifiche, scoprire nuove applicazioni e migliorare la fidelizzazione. Inoltre, ci sono opportunità di personalizzazione e sviluppo secondario per varie applicazioni. Nel complesso, il mercato dei robot collaborativi mostra segni di crescita continua, con previsioni di aumento delle spedizioni e maggiore intelligenza dei robot, in particolare nell’ambito delle applicazioni logistiche e della saldatura. Collaborare con i clienti e ampliare le reti di vendita rimarrà cruciale per il successo futuro.
Sicurezza: un fattore cruciale nella robotica collaborativa
Un elemento di cruciale importanza nella robotica collaborativa è la sicurezza. L’implementazione di cobot ha introdotto nuove prospettive sulla sicurezza nei luoghi di lavoro. Grazie ai sistemi avanzati di rilevamento e alle tecnologie di collaborazione uomo-macchina, i rischi per gli operatori vengono notevolmente ridotti. Questa sicurezza migliorata rende possibile un ambiente di lavoro più protetto e contribuisce alla crescita continua del mercato dei cobot.
L’Esperienza dei Cobot di Doosan Robotics
Un nome che si distingue nel panorama dei robot collaborativi è Doosan Robotics. L’azienda si è guadagnata una solida reputazione per la produzione di cobot affidabili e avanzati. Grazie alla loro attenzione per la sicurezza e all’innovazione costante, i cobot di Doosan Robotics sono ampiamente utilizzati in vari settori. La loro presenza sta contribuendo alla crescita globale del mercato dei cobot.
Conclusioni
In sintesi, il mercato dei robot collaborativi è destinato a un periodo di espansione significativa, guidato da fattori quali nuove applicazioni, riduzione dei costi e necessità di automazione industriale. L’innovazione continua sta portando a una maggiore intelligenza e capacità dei cobot, rendendoli strumenti versatili per una vasta gamma di settori. La collaborazione diretta con i clienti sta diventando sempre più critica per adattare le soluzioni alle esigenze specifiche dei vari mercati. La sicurezza è al centro di questa evoluzione, garantendo un ambiente di lavoro più protetto e una maggiore adozione dei cobot. Aziende come Doosan Robotics stanno contribuendo in modo significativo a questo scenario, offrendo soluzioni affidabili e all’avanguardia. Con proiezioni di crescita positive e una costante ricerca di innovazione, il futuro della robotica collaborativa appare ricco di opportunità.
L’industria moderna sta vivendo una trasformazione epocale grazie a innovazioni tecnologhiche avanzate come il sistema Com-For-Table, un cobot progettato per assistere gli operatori in diversi tipi di assemblaggio. Questo avanzato sistema è ispirato ai principi fondamentali dell’Industry 5.0 e promuove una visione rivoluzionaria di un’industria human centric, efficiente e sostenibile. In questo articolo, esploreremo come Com-For-Table, il cobot per il tavolo di assemblaggio smart, migliora la salute e la produttività degli operatori, mentre trasforma radicalmente l’ambiente di lavoro.
La sfida dell’assemblaggio manuale tradizionale
Immaginiamo un tradizionale banco di assemblaggio manuale, dove gli operatori devono manipolare oggetti per tutta la giornata. Questo processo può richiedere sforzi fisici considerevoli, e spesso gli operatori cercano di risparmiare energia adottando posture scorrette. Purtroppo, questa routine apparentemente innocua può portare a interruzioni forzate nella produzione e a disturbi muscolo-scheletrici a lungo termine per gli operatori.
Com-for-Table: l’assistente intelligente
Com-For-Table interviene in questa sfida, posizionando gli oggetti in modo ottimale per facilitare il lavoro manuale e ridurre il rischio di disturbi muscolo-scheletrici. Questo cobot non solo aumenta l’efficienza, ma anche la sicurezza sul luogo di lavoro. Inoltre, integra sistemi intelligenti di processo che trasformano le postazioni di lavoro in ambienti digitali e interattivi.
Realità aumentata e controllo di qualità
Grazie alla realtà aumentata e ai sensori intelligenti, Com-For-Table guida gli operatori con istruzioni visive in tempo reale e valida le operazioni eseguite. Questa trasformazione digitale converte le operazioni manuali in processi consapevoli, garantendo la perfezione nell’assemblaggio dei prodotti finiti.
Operatore aumentato: potenziamento delle capacità umane
Com-For-Table va oltre l’assistenza intelligente, offrendo la possibilità di potenziare le capacità degli operatori umani attraverso tecnologie avanzate. Questi sistemi forniscono informazioni in tempo reale, guide visive e istruzioni interattive, migliorando l’efficienza e la qualità delle operazioni. Gli operatori aumentati possono accedere a conoscenze specialistiche e ottenere supporto durante complesse attività lavorative.
Diversità e inclusione sul luogo di lavoro
Questo sistema apre nuove opportunità per l’occupazione, rendendo possibile per operatori di diverse abilità, anzianità e generi partecipare a processi produttivi che prima richiedevano un notevole sforzo fisico. Co-For-Table promuove l’equità sul luogo di lavoro, contribuendo a creare team più diversificati e inclusivi.
Benefici per l’organizzazione
L’integrazione di soluzioni innovative come Co-For-Table offre vantaggi significativi sia per gli operatori che per le organizzazioni. Oltre a semplificare le attività quotidiane, contribuisce anche alla prevenzione di problemi di salute legati alla ripetitività dei movimenti e alle posture errate. Questo sistema rappresenta un passo avanti verso un ambiente di lavoro ergonomico, produttivo e sicuro.
Un futuro sostenibile ed umano
Attraverso l’uso di tecnologie all’avanguardia, Com-For-Table unisce le esigenze di produzione con quelle della salute e del benessere dei lavoratori. Questo avvicinamento proietta il mondo del lavoro verso un futuro più sostenibile e umano, dove l’efficienza e la sicurezza si combinano per migliorare la qualità della vita dei lavoratori e la competitività delle organizzazioni.
In conclusione, Com-For-Table è un esempio di come l’innovazione possa trasformare l’industria in un’entità più umana ed efficiente. Questo sistema apre le porte a una nuova era di produzione, promuovendo la salute e la diversità sul luogo di lavoro e contribuendo a un futuro più sostenibile per tutti.
Milioni di persone in Europa soffrono di disturbi muscolo-scheletrici (DMS) causati da vari processi di produzione, come il lavoro ripetitivo, lo sforzo fisico e la postura scorretta. Questi DMS rappresentano il problema di salute legato al lavoro più comune nell’Unione Europea e hanno un impatto significativo sulla salute e sulle prestazioni dei lavoratori, oltre che sui costi per le aziende e la società nel loro complesso.
Ecco i DMS più comuni:
Mal di schiena
Tendinite
Sindrome del tunnel carpale
Disturbi delle spalle.
Lesioni al collo
Lesioni al polso
Dolori alle gambe
Dolori al collo e alle spalle
Lesioni alla colonna vertebrale
Le cause più frequenti di DMS
Lavoro ripetitivo
Lavoro a sforzo fisico
Postura scorretta
Vibrazioni
Stress meccanico
Manipolazione dei materiali
Lavori con movimenti inattesi
Posizioni statiche
Costi dei disturbi muscolo-scheletrici
I disturbi muscolo-scheletrici correlati al lavoro comportano costi diretti, come spese mediche, assistenza sanitaria, salari persi, costi legali e indennità per invalidità temporanea o permanente. Inoltre, le aziende devono affrontare costi indiretti come la perdita di produzione, la formazione di nuovi lavoratori, la riparazione di attrezzature danneggiate e l’aumento dei premi assicurativi. I costi di conformità alle norme di sicurezza sul lavoro e di reputazione possono ulteriormente influire sulle aziende.
Come valutare l’impatto dei DMS
Per valutare l’impatto sulla redditività dell’azienda, è necessario confrontare i costi sopra menzionati con i ricavi dell’azienda. I costi indiretti, in particolare, possono rappresentare una parte significativa dei costi totali e non sono generalmente coperti dall’assicurazione. È importante considerare anche i costi potenziali derivanti da prodotti difettosi, come riparazioni, restituzioni, perdita di vendite, costi legali e sostituzione del personale.
Costi indiretti
Costi di riparazione o sostituzione del prodotto difettoso
Costi di restituzione o risarcimento
Perdita di vendite
Costi legali
Costi di formazione
Costi di tempo perso
Costi di reputazione
Costi di sostituzione del personale
Come affrontare il problema
Doosan Robotics Serie-E progettato appositamente per il settore alimentare
Per affrontare in modo efficace i disturbi muscolo-scheletrici correlati al lavoro e ridurre i costi associati, è fondamentale considerare l’implementazione della robotica e dell’automazione. Queste tecnologie possono limitare lo sforzo fisico ripetitivo e migliorare l’ergonomia sul luogo di lavoro, riducendo così il rischio di lesioni muscolo-scheletriche. L’utilizzo di robot collaborativi (cobot) e di esoscheletri può aiutare a svolgere compiti fisicamente impegnativi o ripetitivi, consentendo ai lavoratori di concentrarsi su attività ad alto valore aggiunto che richiedono competenze umane uniche. Ciò non solo riduce il rischio di disturbi muscolo-scheletrici, ma aumenta anche l’efficienza operativa e la produttività complessiva dell’azienda. Inoltre, l’automazione può contribuire a migliorare la sicurezza sul lavoro eliminando o riducendo la necessità di lavorare in ambienti pericolosi o ad alto rischio. I robot possono essere utilizzati per eseguire compiti pericolosi o ripetitivi in modo sicuro ed efficiente, proteggendo i lavoratori da potenziali lesioni o esposizioni a sostanze nocive. Gli esoscheletri invece sono una soluzione di supporto che migliora notevolmente la qualità del lavoro oltre a prevenire in larga parte i disturbi fisici elencati in questo articolo.
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