Robotika a automatizace: Komplexní analýza aplikací, trendů a sociálních účinků

Zaměření: Robotika a automatizace v Evropě se zaměřují

Robotika a automatizace jsou dnes mnohem více než jen klíčová slova - jsou to hnací síly za hlubokou změnu v podnikání, společnosti a našem každodenním životě. Od způsobu, jakým jsou produkty vyráběny a jsou poskytovány služby, po našich pracovištích a způsobu, jakým spolu komunikujeme, robotiku a automatizace předávají náš svět rychlým tempem.

Tato komplexní zpráva osvětluje základní koncepty, rozmanité oblasti aplikací a křížové účinky robotiky a automatizace se zvláštním zaměřením na Německo a Evropu. Budeme se zabývat klíčovými technologiemi, které posouvají tuto revoluci vpřed, jako je umělá inteligence (KI), kolaborativní roboti (Cobots), autonomní systémy a humanoidní roboty, a zkoumá příležitosti a výzvy, které jsou s nimi spojeny.

Zkoumáme účinky na různá odvětví, od logistiky a výroby po stavbu a zdravotní péči po vzdělávání, mobilitu a zemědělství. Koneckonců, budeme analyzovat výhody a nevýhody těchto technologií a položit klíčovou otázku: Jak můžeme zodpovědně použít robotiku a automatizaci, abychom vytvořili budoucnost, která je ekonomicky úspěšná i společensky spravedlivá?

Vhodné pro:

• Robotika a humanoidní roboti kontrolované AI: humbuk nebo realita? Kritická analýza zralosti trhu

Robotika a automatizace - Definice a vymezení

Pojmy robotika a automatizace se často používají synonymně, ale je důležité pochopit jemné rozdíly mezi nimi, aby bylo možné plně uchopit rozsah jejich účinků.

Základní koncepty a principy

Automatizace

Automatizace se v podstatě týká použití technologie k řízení a provádění procesů nebo postupů bez nebo s minimálním lidským zásahem. To lze provést prostřednictvím mechanických, elektronických nebo počítačových systémů a jeho cílem je provádět úkoly částečně nebo plně autonomně. Hlavním cílem automatizace je zlepšit efektivitu, konzistenci a bezpečnost.

Automatizace není v žádném případě novým konceptem. Přemýšlejte o sestavách v továrnách nebo počítačových strojích, které fungují přesně. Moderní automatizace však přesahuje tyto tradiční příklady. Nyní také zahrnuje automatizaci digitálních procesů prostřednictvím softwaru, jako je automatizace robotických procesů (RPA), která automatizuje opakující se úkoly v kanceláři.

V Německu hrají standardizační orgány klíčovou roli v definici a standardizaci metod a procesů automatizace, aby se zajistilo, že systémy fungují bezpečně a efektivně.

robotika

Robotics je interdisciplinární vědecká a inženýrská disciplína, která se zabývá designem, konstrukcí, provozem a používáním robotů. Integruje znalost mechaniky, elektroniky, informatiky a matematiky a vytváří inteligentní stroje, které jsou schopny autonomně provádět úkoly.

Robot je v podstatě systém, který může vnímat jeho okolí, rozhodovat a provádět akce. Moderní roboti používají senzory ke shromažďování informací o životním prostředí, pohonech k provádění pohybů nebo akcí a komplexních řídicích systémů pro rozhodování a koordinování akcí.

Mezinárodní federace robotiky (IFR) zásadně rozlišuje mezi průmyslovými roboty, které se primárně používají ve výrobě, a roboty služeb, které poskytují služby lidem nebo institucím.

robot

Robot je fyzická nebo virtuální jednotka, která interaguje s jeho prostředím. Fyzikální roboti používají senzory ke shromažďování informací o životním prostředí, pohonech k provádění pohybů nebo akcí a systémů pro zpracování informací, které přijímají rozhodnutí a kontrolní akce. Můžete nahradit lidi ve fyzických úkolech nebo při rozhodování. Průmyslové roboty jsou určeny pro použití ve výrobě, zatímco roboti služeb poskytují služby lidem nebo institucím. Existují různé vzory, jako jsou karteziánské, Scara, Delta, Knickarm nebo kolaborativní roboti, které se liší v jejich kloubech a sekerách pohybu. Kromě samotného robotického ramene vyžaduje funkční robotický systém také koncové efektory (uchopení, nástroje), kontrolní, senzory a bezpečnostní opatření.

Automatizace robotických procesů (RPA):

Na rozdíl od fyzických robotů je RPA softwarové aplikace, které napodobují lidské interakce s uživatelskými rozhraními softwarových systémů. RPA roboti provádějí pravidelné, opakující se digitální úkoly, jako je vyplňování formulářů, kopírování dat nebo informace o zpracování ze strukturovaných dokumentů. Pracují nepřetržitě, bezchybně pro rutinní úkoly a levnější než lidští pracovníci pro tyto konkrétní činnosti. RPA je proto formou automatizace procesu v digitálním prostoru.

Servis

Toto pole zahrnuje roboty, které poskytují částečné nebo plně autonomní služby mimo průmyslovou výrobu, ať už pro lidskou pohodu nebo pro instituce. Rozlišuje se mezi roboty profesionálních služeb, které provozují vyškolený personál (např. Logistické automobilové roboty, jako jsou AMR, lékařské roboti), a roboty osobních nebo domácích nebo domácích služeb používaných laici (např. Robot prachu). Ústřední oblasti výzkumu a vývoje jsou vnímání, navigace, manipulace, interakce člověka-robota (MRI) a bezpečnost.

Základní principy

Robotika a automatizace jsou založeny na řadě základních principů, včetně:

• Vnímání: Schopnost uchopit životní prostředí prostřednictvím senzorů, jako jsou kamery, lidar a pevnost senzory.
• Navigace: Schopnost pohybovat se a lokalizovat se v oblasti.
• Manipulace: Schopnost fyzicky interagovat s objekty Griffanem nebo nástroji.
• Řízení a regulace: Schopnost kontrolovat pohyby a akce.
• Zabezpečení: Záruka bezpečného operace, zejména poblíž lidí.
• Autonomie: Schopnost provádět úkoly bez lidských zásahů.
• Inteligence/poznání: Naučte se schopnost rozhodovat a přizpůsobit se změněným podmínkám, často realizovaným AI.

Vztah a synergie mezi robotikou a automatizací

Robotika a automatizace jsou úzce propojeny a doplňují se navzájem. Robotika je často prostředkem k realizaci automatizace v reálném světě, zejména pokud jde o automatizaci fyzických úkolů. Automatizace je zastřešující koncept, který popisuje použití technologie k řízení procesů.

Automatizovaný robotický systém integruje různé komponenty - samotný robot, senzory, ovládací prvky, software - pro samostatné vykonávání úkolu. Synergie je, že robotika poskytuje fyzickou schopnost jednat (akce), zatímco automatizační technologie, která je stále více založena na softwaru, kontrolních systémech a AI, která poskytuje inteligenci, koordinaci a kontrolu. RPA automatizuje digitální pracovní procesy, fyzické roboti automatizují fyzické procesy; Oba spadají pod obecný termín automatizace.

Hranice mezi termíny jsou však stále rozmazanější, zejména kvůli pokroku systémů definovaných AI a softwarem. Moderní robotika často zahrnuje ze své podstaty vysoce rozvinuté automatizační funkce a naopak, pokročilé automatizační systémy často integrují robotické prvky, ať už jsou to fyzické zbraně robotů, mobilní platformy nebo softwarové roboty. Zaměření se posune z čisté formy (hardware vs. software) na schopnost - autonomní provádění úkolů. „Inteligentní automatizace“ se tak stává tématem vyšší úrovně, které realizuje různé technologie.

Současně se koncept robotiky rozšiřuje. To odráží funkční pohled, který je založen na schopnosti provádět autonomní úkoly poháněné základní automatizací a technologiemi AI. Tato koncepční rozšíření vyžaduje přesnou definici v příslušném kontextu (např. Průmyslová automatizace vs. Servicerobotics vs. Automation Process Automation).

Vhodné pro:

• Humanoidy, průmyslové a servisní roboti na roboty v upswingu- Humanoidní roboty již nejsou sci-fi

Aplikace a efekty křížové sektory

Robotika a automatizace se neomezují pouze na jediný průmysl, ale používají se v rostoucím počtu odvětví. Specifické implementace a účinky se však liší v závislosti na průmyslu.

logistiky

Obecná role a aplikace

Logistický průmysl, který tvoří asi 10% globálního HDP, čelí výzvě čelit nedostatku kvalifikovaných pracovníků, zvyšování efektivity a zlepšení přesnosti při skladování, přepravě a dodávce. Klíčem je automatizace zde.

Mezi typické aplikace patří přenos materiálu prostřednictvím přepravních systémů bez řidiče (FTS/AGV) a autonomních mobilních robotů (AMR), sběr (výběr), balení, třídění, palety a přepadení, jakož i nakládání a vykládání nákladních vozidel nebo palet. Software, jako jsou systémy správy skladu (WMS) a systémy řízení dopravy (TMS), hraje ústřední roli při kontrole a optimalizaci těchto procesů.

Případová studie Nespresso

Výrobce kapsle kávy Nespresso používá automatizační řešení ve svém distribučním centru ke zpracování objednávek elektronického obchodování. Robot zobrazuje kávové krabice, zatímco ostatní roboti přebírají klování a balení objednávek zákazníků. Systém umožňuje vysokou propustnost a výrazně snižuje míru chyb.

Nespresso také obecně investuje do technologie, například pro průhlednost dodavatelského řetězce pomocí blockchainu nebo ke zlepšení zákaznických služeb pomocí aplikace napájení. Produkce se koná ve vysoce automatizovaných dílech, do kterých značně investovala.

Efekty

Automatizace v logistice vede k významnému zvýšení účinnosti, přesnosti, produktivity a škálovatelnosti. Umožňuje snížení nákladů, zlepšuje kvalitu zpracování objednávek a pomáhá působit proti nedostatku pracovníků. Umožňuje rychlejší dodací lhůty, zejména v elektronickém obchodování.

Logistická automatizace se vyvíjí mimo jednoduché systémy podpory a třídění směrem k inteligentnějším a flexibilnějším systémům. Autonomní mobilní roboty (AMRS) a roboty podporované AI mohou lépe řešit požadavky na vysokou variabilitu a rychlost elektronického obchodování a omnichannel. Kromě pokročilého hardwaru to vyžaduje také vysoce rozvinutý software, jako je WMS a AI pro orchestraci. Tento vývoj odráží přechod na integrované inteligentní systémy, které namísto provádění jednoduchých opakování řídí složitost.

Navzdory výhodám zůstávají vysoké počáteční investice a složitost implementace překážky, zejména pro malé a středně velké společnosti (MSP). To vede k vývoji alternativních obchodních modelů, jako je robotika jako as-a-a-a-service (RAAS), ve kterých si společnosti mohou pronajmout automatizační kapacity nebo platit za založené na použití, což snižuje vstupní bariéru.

Průmysl a výroba

Obecná role a aplikace

Průmysl a produkce jsou historickou hlavní oblastí pro použití robotiky. Roboti zde provádějí úkoly pro lidi monotónní, špinavé, nebezpečné nebo vysokou kontrolu („4 d“: nudné, špinavé, nebezpečné, delikátní/obratné). Mezi hlavní aplikace patří manipulace s materiálem, montáž, svařování, malování, broušení, leštění, frézování, skládání strojů a kontrola kvality.

Robotika a automatizace jsou rozhodujícími ovladači pro produktivitu, kvalitu, efektivitu, flexibilitu a konkurenceschopnost ve výrobě. Jsou to ústřední prvky průmyslu 4.0 a umožňují koncepty, jako je „inteligentní továrna“.

Případová studie Estonsko

Země sleduje ambiciózní strategii pro digitální transformaci svého odvětví, podporovanou státními programy podpory pro zavedení automatizace, digitálních technologií a robotiky, včetně školení zaměstnanců. Estonsko se staví jako „e-estonie“, vysoce digitalizovaná země a chce tuto sílu využít k tomu, aby jeho průmysl byl konkurenceschopnější.

Případová studie Endress+Hauser

Jako globální poskytovatel technologie měření a automatizace pro procesní průmysl používá Endress+Hauser ve svých výrobních zařízeních intenzivní automatizaci a robotiku. Výroba se řídí principy Lean a Kaizen, používá nejnovější výrobní technologie a vysoce přesné kalibrační systémy k efektivnímu produkci vysoké škály variant.

Případová studie Čína

Čína provedla bezprecedentní úlovek v průmyslové automatizaci a předjela Německo a Spojené státy v hustotě robotů. To je výsledek masivních státních investic a dotací, silné vnitřní poptávky a zvyšování nákladů na mzdu. Čína je největším trhem na světě pro průmyslové roboty a v roce 2022 nainstalovala více než polovinu všech nových robotů po celém světě. Země se nyní také zaměřuje na vedoucí roli v hromadné výrobě Humanoidních robotů do roku 2027.

Případová studie infineon

Výrobce polovodiče Infineon je důležitým uživatelem robotiky ve svých vlastních vysoce automatizovaných továrnách (FABS) a také důležitým dodavatelem klíčových komponent (senzory, prvky výkonu) pro robotický průmysl.

Efekty

Automatizace v průmyslu vede k významnému zvýšení produktivity, účinnosti, kvality a bezpečnosti. Snižuje náklady, zmenšuje výbor a časy propustnosti a zvyšuje flexibilitu. Umožňuje výrobu složitých produktů a může pomoci čelit nedostatku kvalifikovaných pracovníků. Kromě toho je považován za prostředek přemístění výrobních kapacit (reshoring/blízký) a zajištění konkurenceschopnosti.

Automatizace ve výrobě se vyvíjí nad rámec jednoduchých, opakujících se úkolů. Trend, řízený AI, pokročilými senzory a požadavky průmyslu 4.0 (personalizovaná produkce, šarže 1), směřuje k kognitivním a flexibilním robotickým systémům. Tito potřebují vyšší úroveň autonomie a přizpůsobivosti, aby mohli reagovat na varianty, tolerance a nepředvídané události.

Zatímco velké společnosti, zejména v automobilovém průmyslu, citovaly včasnou adaptaci, je důraz zaměřen stále více schopný zpřístupnit automatizaci a ekonomické pro malé a středně velké společnosti (MSP). To se provádí prostřednictvím uživatelsky přívětivějších programovacích konceptů (nízký kód/ne-kód, výuka demonstrace), levnější roboti (nízkonákladová robotika) a nové obchodní modely, jako jsou RAAS.

Konstrukce

Obecná role a aplikace

Stavební průmysl, tradičně tvrzený jako konzervativní a práce -intenzivní, stále více začíná přizpůsobovat robotiku a automatizaci. Řidiči jsou nedostatek odborníků, tlak na zvýšení účinnosti, bezpečnostních obav a cílů udržitelnosti. Aplikace zahrnují automatizované stěny, svařování, vrtání, přepravu materiálu a manipulaci s těžkými zatíženími, demolice a recyklace robotů, 3D tisk komponent nebo celých budov, inspekce a dohled pomocí dronů nebo robotů, autonomní stavební stroje pro zemní práce a výstavbu silnic, jakož i exoskelety pro podporu pracovníků při fyzikálně obtížných činnostech.

Případová studie Wirtgen Group

Společnost nabízí integrovaný systém pro konstrukci silnic, který používá modely digitálního terénu a automatizuje ovládání strojů. S polohováním GNSS/RTK, hloubka frézování, sklonu, řízení dokončení a polohou roviny jsou ovládány přesně a automaticky. Pro králíky nabízí Wirtgen systém založený na GPS/GNSS pro přední bezdrátovou instalaci betonových profilů.

Případová studie mobilní automatizace MOBA

MOBA se specializuje na automatizační řešení pro mobilní pracovní stroje ve konstrukci, jako je Asphalt -Ready, Backvator, Groreder a Wheel Loader. Pro stavbu silnic nabízejí vyrovnávací systémy, které mohou automaticky regulovat výšku a sklon Bohle a pracovat s různými odkazy. V Earthworks je portfolio ovládání rypadlo a ovládací prvky pro srovnávače a housenky, které pomáhají řidiči pracovat přesně podle plánu a výrazně zvýšit efektivitu.

Efekty

Využití robotiky a automatizace ve stavebnictví slibuje významné výhody: zvýšená účinnost, zrychlení stavebních procesů, vyšší přesnost a konstantní kvalita, zlepšená bezpečnost při práci přijímáním nebezpečných činností, snižováním nákladů (práce, materiálu, přepracování), snížení materiálového odpadu a lepší využívání zdrojů. Můžete také pomoci čelit nedostatku kvalifikovaných pracovníků a povolit nové inovativní stavební procesy, jako je 3D tisk.

Automatizace ve stavebnictví čelí zvláštním výzvám, které se liší od problémů v kontrolovaném továrním prostředí. Staveniště jsou obvykle nestrukturované, dynamické a drsné podmínky prostředí. To vyžaduje, aby robotické systémy měly obzvláště robustní vnímání jejich okolí, spolehlivou navigaci za obtížných podmínek a samotné vysoké přizpůsobivosti a interakce s lidskými pracovníky.

Navzdory značnému potenciálu pro zvýšení efektivity a snížení nákladů zůstávají vysoké náklady na akvizice pro specializované stavební roboty a potřeba kvalifikovaného personálu pro provoz a údržbu zůstávají významnými překážkami pro široké přizpůsobení, zejména pro menší stavební společnosti.

Healthcare & Care

Obecná role a aplikace

Robotika a automatizace jsou v sektoru zdravotnictví a péče stále důležitější, aby se zlepšila péče o pacienty, pro přesněji chirurgické intervence, zvýšení provozní efektivity, zmírňování zaměstnanců a podporu nezávislého života ve stáří nebo postižení.

Aplikační spektrum je široké: chirurgická pomoc, logistika a transport, čištění a dezinfekce, manipulace s pacientem a podpora mobility, diagnostika, automatizace lékárny, sociální a doprovodné roboty, stejně jako telepoty a dálkové monitorování.

Příklad veletrhu geriatrické péče

Tento obchodní veletrh ukazuje současné trendy pro odvětví péče. To zahrnuje sociální roboty pro zábavu a excitaci seniorů, servírování robotů, exoskeletony pro podporu chůze, elektrické zvedání a proti proudu AIDS a software založený na AI pro reliéfy pro administrativní úkoly.

Příklad Köpenick (Sociální nadace)

Köpenick Social Foundation představila sociálního robota „Williho“ v seniorském centru, aby podpořil sociální účast obyvatel. Použití je vědecky doprovázeno k prozkoumání účinků na studnu. V Berlíně existují i ​​další iniciativy, jako je editor startup s robotem „Oscar“, který v noci monitoruje obyvatelům v pečovatelských domovech, nebo na klinice Caritas Dominikus, který používá pro vysoce přesné operace robota páteře.

Příklad Leipzig (Avatar Project)

Různé iniciativy v Leipzig používají roboty telepresence, které působí jako „poslanci“ pro dlouhodobé děti a dospívající, kteří se nemohou fyzicky účastnit školních lekcí. Prostřednictvím tabletu mohou děti ovládat avatar ve třídě, sledovat lekce, hlásit, mluvit se spolužáky a dokonce se prakticky účastnit školních výletů.

Efekty

Robotika ve zdravotnictví umožňuje přesné a méně invazivní operace s potenciálně rychlejším zotavením. Zvyšuje účinnost logistiky, čištění a lékáren. Fyzický stres pro zaměstnance lze snížit. Roboti mohou pomoci při polštáři personálních úzkých míst a zvýšit bezpečnost pacienta. Pomoc a sociální roboti mohou podpořit nezávislost a sociální účast.

Adaptace robotiky ve zdravotnictví a péči ukazuje rozdělení dvou: Na jedné straně existují vysoce rozvinuté a drahé chirurgické systémy, které jsou stanoveny na specializovaných klinikách, ale vyžadují vysoké investice. Na druhé straně se vytvářejí stále více nákladově efektivnější pomoc a servisní roboty pro logistiku, sociální podporu nebo telepresence. Tyto výzvy však čelí integraci do složitého lidského prostředí, přijetí uživatele a důkaz jejich nákladové efektivity a jejich skutečných výhod.

Etické úvahy o vynikajícím významu jsou v sektoru zdraví a péče zvláště důležité. Otázky o bezpečnosti pacientů, ochraně údajů, riziko ztráty lidské blízkost a empatie a také zajištění toho, aby technologie sloužila a nahrazuje neesenciální lidskou interakci, musí být pečlivě zohledněn vývoj a implementace.

Vzdělání

Obecná role a aplikace

Robotika se ve vzdělávacím sektoru používá dvěma způsoby: jako výuka a jako podpůrná technologie. Jako výukový materiál slouží k předávání studentů a studentů z předmětů máty (matematika, informatika, přírodní vědy, technologie). Jako podpůrná technologie, roboti, zejména avatary telepresence, studenti s dlouhodobými nemocemi nebo zdravotním postižením, umožňují účast na lekcích a společenským životem školy z dálky. V budoucnu by roboti založené na AI mohly být také použity jako personalizovaní lektoři nebo společníci učení.

Příklad Hennigsdorf

Soupravy robotů LEGO se zde používají v počítačovém dílně AG nebo Mint, které umožňují dětem a dospívajícím od 10 let věku praktické zkušenosti s robotikou a programováním. AG se účastní soutěží, jako je World Robot Olympiad (WRO).

Příklad Leipzig (Avatar Project)

Jak je popsáno v sekci zdravotnictví/péče, iniciativy v Lippu používají telepress roboty, aby umožnily pacientům s dlouhodobým účastí účastnit se virtuální účasti na lekcích a školním životě.

Efekty

Robotika v oblasti vzdělávání může zvýšit zájem o předměty máty a podporovat důležité budoucí dovednosti (programování, kritické myšlení, spolupráce). Zlepšuje dostupnost vzdělávání pro studenty, kteří nemohou být fyzicky přítomni. Představuje také potenciál pro personalizované a interaktivní zkušenosti s učením.

Robotika ve vzdělávacím kontextu tak splňuje dvojitou funkci: na jedné straně slouží jako předmět učení se zprostředkovat znalosti o technologiích a principech máty a vyškolit budoucí specialisty. Na druhé straně to funguje jako nástroj pro rozšíření a individualizaci procesů učení (avatary) nebo procesy učení (potenciální lektory).

Zdá se však, že úspěšná integrace robotiky do každodenního školního života je často závislá na vnější podpoře, ať už prostřednictvím sponzorství, podpůrných programů, soutěží nebo partnerství s extra -currikulárními aktéry. To naznačuje, že náklady, školení učitelů a ukotvení kurikula nadále představují překážky a robotika, dosud ve vzdělávacím systému dosud není komplexním standardem.

mobilita

Obecná role a aplikace

Robotika a automatizace revolucionizují přepravu lidí a zboží. To zahrnuje vývoj autonomních vozidel (automobily, nákladních vozidel), doručovací roboty pro poslední míli, mobilní robotické platformy pro různé úkoly (např. Inspekce, čištění ve veřejných prostorách) a inteligentní mobility pro lidi s omezenou mobilitou. Cílem je zlepšení bezpečnosti, efektivity, pohodlí a dostupnosti, jakož i vytváření nových služeb mobility, jako je robotaxe nebo automatizovaná veřejná doprava. Zahrnuty jsou také specializované aplikace, jako jsou roboty Off -Road nebo Exploration.

Příklad Kawasaki

Japonská skupina představila koncepty pro čtyři roboty, včetně jezdeckého robota, který může řídit na kolech na hladkém povrchu a jít na čtyři nohy v drsném terénu.

Příklad dynamiky Hyundai/Boston

Převzetí většiny bostonské dynamiky skupinou Hyundai Motor Group označuje strategické spojení mezi velkým výrobcem automobilů a přední robotickou společností. Společnost Hyundai plánuje využít své odborné znalosti ve výrobě výroby robotů Boston Dynamics a stát se jedním z předních světových výrobců pokročilých mobilních robotů.

Efekty

Automatizovaná mobilita slibuje zvýšenou bezpečnost provozu, lepší dopravní tok, větší pohodlí a produktivitu při řízení (prostřednictvím sekundárních aktivit), nové možnosti mobility pro lidi bez licence a efektivnější logistiku. Současně existují rizika, jako je zvýšení kilometrů a spotřeba energie (dopady), obavy ohledně ochrany údajů a kybernetické bezpečnosti, jakož i složité etické otázky (např. Pro scénáře nehody).

Sektor mobility je příkladem sbližování robotiky, umělé inteligence a tradiční konstrukce vozidel. To vede k vývoji zcela nových kategorií produktů (robotaxe, doručovací roboti) a transformaci stávajících (Car, Truck), přičemž automobilové výrobce se stávají technologickými společnostmi a technologickými společnostmi vstupují na trh mobility.

Zatímco plně autonomní osobní automobily pro obecný silniční provoz musí stále překonat významné technické, regulační a sociální překážky, automatizace v kontrolovanějších prostředích (např. AMR v logistice) a pro specializované aplikace (např. Pomůcky pro mobilitu, specializované koncepty).

Zemědělství

Obecná role a aplikace

Robotika a automatizace hrají rostoucí roli v zemědělství, aby čelily výzvám, jako je nedostatek pracovníků, zvýšení účinnosti, zvýšení přesnosti a snížení ekologických účinků. Tento vývoj je součástí konceptů „přesného zemědělství“ (přesné zemědělství) nebo „inteligentního zemědělství“.

Typické aplikace jsou: autonomní traktory a polní roboti, sklizeň roboti, roboti výsadby a jídla, roboty ovládání plevelů, drony (UAV), dojení roboti a roboti chovu zvířat.

Efekty

Automatizace v zemědělství vede k vyšší účinnosti a produktivitě, snižuje závislost na (často vzácné a drahé) manuální práci a snižuje náklady na pracovní sílu. Náklady mohou být ušetřeny a negativní dopady na životní prostředí lze ušetřit přesnějším využitím zdrojů (voda, hnojivo, pesticid). Kvalita a výnos sklizní lze vylepšit a roboti lze použít kolem hodin.

Adaptace zemědělského automobilu je silně pokročilá jak ekonomickými faktory (rostoucí mzda, nedostatek práce, efektivita, tlak na efektivitu), tak i aspekty udržitelnosti (zachování zdrojů, snížení chemického využití).

Přes vysoký potenciál existují významné překážky pro široké zavedení zemědělské nercomotiky. To zahrnuje vysoké náklady na nákup, zejména u menších společností, potřebu technického know-how pro provoz a údržbu, výzvy v oblasti integrace do stávajících soudních infrastruktur a procesů, jakož i potenciální problémy s připojením dat ve venkovských oblastech.

V době, kdy digitální přítomnost společnosti určuje její úspěch, je výzvou, jak tuto přítomnost učinit autentickou, individuální a dalekosáhlou. Xpert.Digital nabízí inovativní řešení, které se staví jako průsečík mezi průmyslovým centrem, blogem a ambasadorem značky. Spojuje výhody komunikačních a prodejních kanálů v jediné platformě a umožňuje publikaci v 18 různých jazycích. Spolupráce s partnerskými portály a možnost publikování článků na Google News a tiskový distribuční seznam s cca 8 000 novináři a čtenáři maximalizují dosah a viditelnost obsahu. To představuje základní faktor v externím prodeji a marketingu (SMarketing).

Více o tom zde:

• Autentický. Jednotlivě. Globální: Strategie Xpert.Digital pro vaši společnost

Technologické klíčové trendy

Další vývoj robotiky a automatizace je do značné míry formován několika vzájemně propojenými technologickými trendy.

Integrace umělé inteligence (AI)

Popis

AI transformuje roboty z předprogramovaných strojů na adaptivní, schopné učit se. AI umožňuje robotům vnímat a porozumět jejich okolí, poučit se ze zkušeností, rozhodovat samostatně a interagovat přirozeněji s lidmi.

Formy AI v robotice

Analytická AI: Zpracované velké množství senzorů v reálném čase pro analýzu, rozpoznávání vzorů, optimalizaci pohybových sekvencí a pro prediktivní údržbu (prediktivní údržba).
Generative KI: Otevřete nové možnosti interakce, jako jsou programovací roboty pomocí přirozeného jazyka (místo kódu). Umožňuje také roboty v simulovaném prostředí.
Fyzikální KI / ztělesněná AI: Popisuje systémy AI, které řídí fyzické tělo (robot) a interagují se skutečným světem.

Efekty

AI usnadňuje autonomnější, flexibilnější a snadnější použití. Umožňuje robotům jednat ve složitých nestrukturovaných prostředích a otevírá se zcela nová pole aplikace. KI významně přispívá ke zvyšování účinnosti, kvality a bezpečnosti.

Vhodné pro:

• Od svařování k logistice: Tam, kde se coboti (kolaborativní roboti) stanou v roce 2025 nepostradatelnými – nedostatek pracovních sil a zvýšená efektivita

Collborative Robot (Cobots)

Popis

Coboti jsou třídou robotů, které byly speciálně vyvinuty pro jednání v bezprostřední blízkosti nebo v přímé spolupráci s lidskými pracovníky ve společném pracovním prostoru. Na rozdíl od tradičních průmyslových robotů často nepotřebujete oddělení plotů.

Aplikace

Coboti se používají pro řadu úkolů, ve kterých má být lidská flexibilita a úsudek kombinována s robotickou přesností a vytrvalost. To zahrnuje montáž, načítání stroje, balení, palexii, kontrolu kvality, svařování, lepení, šroubování a manipulaci s materiálem.

Trh a trendy

Trh s kobot má silný růst. Důležitými trendy jsou zvýšení zátěže a rychlosti, integrace na mobilních platformách, zvýšená integrace AI a strojového učení pro větší autonomii a schopnost učení, zlepšená interakce člověka-robota a dále rozvinutá bezpečnostní koncepty.

Efekty

Cobots umožňuje zvýšení produktivity a účinnosti při zachování flexibility ve výrobních procesech. Zlepšují bezpečnost a ergonomii při práci při převzetí nebezpečných, stresujících nebo monotónních úkolů. Pomáhají splnit nedostatek kvalifikovaných pracovníků a snižovat vstupní překážku pro automatizaci, zejména pro malé a střední podniky. Umožňují nové formy přímé spolupráce mezi lidmi a roboty.

Autonomní systémy (včetně navigace, vnímání)

Popis

Autonomní systémy jsou schopny provádět úkoly a přijímat rozhodnutí bez přímé lidské kontroly. Jejich autonomie je založena na schopnosti vnímání (vnímání prostředí a vašeho vlastního stavu pomocí senzorů), lokalizace (stanovení pozice), mapování (vytvoření environmentální reprezentace) a plánování (nalezení trasy, plánování pohybu, výběr akce).

Vnímání (vnímání)

Autonomní systémy používají různé senzory - kamery, lidar, radar, ultrazvuk, inerciální měřicí jednotky (IMUS), GPS, hmatové senzory - pro shromažďování údajů o svém okolí. Interpretace těchto dat senzorů je hlavním úkolem, ve kterém AI a strojové učení hrají stále důležitější roli.

navigace

Pokud je schopnost systému určit nebo používat mapu prostředí (mapování) a plánovat a pokračovat v bezpečné a efektivní cestě do cíle, zatímco překážky se vyhýbáme, k určení nebo použití své vlastní polohy.

Efekty

Autonomie umožňuje použití robotů ve složitých skutečných prostředích nad pevnými výrobními liniemi. Je zásadní pro moderní logistiku, dopravní sektor, zemědělství, stavebnictví a úkoly pro kontrolu, údržbu a průzkum. Zvyšuje flexibilitu a efektivitu operací.

Humanoidní roboti

Popis

Humanoidní roboti jsou stroje, které jsou modelovány na lidském těle v jejich vnější podobě. Jejich design si klade za cíl jednat u lidí navržených lidmi a být schopen vykonávat úkoly podobné člověku.

Aplikace

Humanoidní roboti jsou v současné době většinou ve výzkumu a vývoji nebo v pilotních projektech. Potenciální oblasti aplikace jsou rozmanitá: průmysl a výroba, logistika a skladování, zdravotnictví a péče, maloobchod a zákaznický servis, vzdělávání a výzkum, nebezpečné prostředí a osobní pomoc a domácnost.

Trh a trendy

Humanoidní roboti v současné době zažívají velkou pozornost médií a přitahují značné investice. Technologické trendy se zaměřují na zlepšení mobility, jemných motorických dovedností a dovedností, kognitivní dovednosti AI, interakci člověka-robota a energetickou účinnost, jakož i na snížení výrobních nákladů.

Efekty

Humanoidní roboti jsou připisováni velkému potenciálu pro zmírnění vážného nedostatku práce v mnoha odvětvích. Mohli byste přijmout úkoly, které byly dříve obtížné automatizovat kvůli potřebě mobility a obratnosti podobné člověku. Současně vyvolávají hluboké etické a sociální otázky.

Další vznikající trendy

• Digitální dvojčata: Virtuální obrazy fyzických robotů, buněk nebo celých výrobních zařízení se stále více používají.
• Integrace a konektivita IoT: Síť robotů mezi sebou a se zastřešujícími systémy prostřednictvím průmyslového internetu věcí (IIOT) je hlavním prvkem průmyslu 4.0.
• Udržitelnost a energetická účinnost: S ohledem na rostoucí náklady na energii a ekologické požadavky je energetická účinnost robotů stále důležitější.
• Snadný provoz / nízký kód / programování bez kódu: Pro usnadnění adaptace robotiky, zejména v malých a středních podnicích, se silně zaměřuje na zjednodušení programování a provozu.
• Robotics-As-A-Service (RAAS): Tento obchodní model nabízí společnostem přístup k technologii robotů založené na pronájmu nebo využití místo toho, aby museli provádět vysoké počáteční investice.
• Mobilní manipulace (MOMAS): Kombinace mobilních robotických platforem (AMR) a robotických zbraní (manipulátory) vytváří vysoce flexibilní systémy, které mohou provádět manipulační úkoly na různých místech.

Xpert.Digital má hluboké znalosti z různých odvětví. To nám umožňuje vyvíjet strategie šité na míru, které jsou přesně přizpůsobeny požadavkům a výzvám vašeho konkrétního segmentu trhu. Neustálou analýzou tržních trendů a sledováním vývoje v oboru můžeme jednat s prozíravostí a nabízet inovativní řešení. Kombinací zkušeností a znalostí vytváříme přidanou hodnotu a poskytujeme našim zákazníkům rozhodující konkurenční výhodu.

Více o tom zde:

• Využijte 5x odborných znalostí Xpert.Digital v jednom balíčku – již od 500 EUR měsíčně

Analýza výhod a výzev

Široké zavedení robotiky a automatizace s sebou přináší jak významné výhody, tak významné výzvy, které je třeba pečlivě zvážit.

Klíčové výhody

• Zvýšení účinnosti a produktivity
• Zlepšená kvalita a konzistence
• Zvýšená bezpečnost a vylepšená ergonomie
• Úspora nákladů
• Zvýšená flexibilita a škálovatelnost
• Rozvoj nových dovedností
• Rostoucí konkurenceschopnost a odolnost

Základní překážky a výzvy

Navzdory nepopiratelným výhodám, které nabízejí robotiku a automatizaci, je nezbytné rozpoznat a řešit související překážky a výzvy. Společnosti mohou zabránit těmto výzvám v využití plného potenciálu těchto technologií a vyžadovat pečlivé plánování a strategická rozhodnutí.

Vysoké náklady na implementaci

Počáteční investice do robotiky a automatizace může být významná. Samotní roboti, spolu s požadovanými periferními zařízeními, softwarem, integrací a přizpůsobením, mohou být značné kapitálové výdaje. Kromě toho vzniknou pokračující náklady na údržbu, opravy, aktualizace softwaru a školení zaměstnanců.

U malých a středně velkých společností (malých a středních podniků) mohou být tyto náklady nepřekonatelnou překážkou. Za účelem překonání toho se objevily inovativní modely financování, jako je robotika as-a-a-a-service (RAAS), které umožňují společnostem pronajmout si nebo pronajmout řešení robotů, a tak snížit počáteční kapitálové zatížení.

Příčiny týkající se posunu práce

Jedním z největších sociálních obav v souvislosti s robotikou a automatizací je potenciální přemístění úloh. Vzhledem k tomu, že roboti a automatizované systémy jsou stále více schopny plnit úkoly, které lidé dosud prováděli, existuje strach, že mnoho pracovních míst bude ztraceno.

Je však důležité tento problém nuance. Zatímco některá pracoviště budou ztracena kvůli automatizaci, nová pracovní místa budou také vytvořena v oblastech, jako je design robotiky, programování, údržba a integrace. Automatizace může navíc racionalizovat úkoly a zvýšit produktivitu, aby se zaměstnanci mohli soustředit na aktivity s přidanou hodnotou.

Výzvou je trénovat a školit pracovníky, aby je připravili na nová pracovní místa, která vyplývají z automatizace. Vlády, vzdělávací instituce a společnosti musí spolupracovat na vývoji programů, které poskytují lidem dovednosti, které potřebují, aby byli úspěšní na automatizovaném trhu práce.

Etické otázky

Robotika a automatizace vyvolávají řadu etických otázek, které je třeba pečlivě zkontrolovat. To zahrnuje otázky soukromí, zabezpečení dat, algoritmické zaujatosti a odpovědnosti.

Například použití robotů ve zdravotnickém systému může vyvolávat obavy ohledně ochrany údajů o pacientech a možnosti, že algoritmy vedou k nespravedlivým nebo diskriminačním doporučením léčby. Podobně použití autonomních zbraní ve válce může zvýšit etické dilema, pokud jde o odpovědnost za rozhodnutí o životě a smrti.

Je důležité vyvinout podmínky a pokyny, které řídí vývoj a používání robotiky a automatizace, vyvinout etické rámcové podmínky. Tyto rámcové podmínky by měly zajistit, aby tyto technologie byly použity způsobem, který odpovídá lidským hodnotám, chrání soukromí a práva a podporuje odpovědnost.

Bezpečnostní rizika

Roboty a automatizované systémy mohou připojit bezpečnostní rizika, zejména pokud jsou používána poblíž lidí. Chyby robotů, chyby softwaru nebo kybernetické útoky mohou vést k nehodám, zraněním nebo poškozením.

Za účelem snížení těchto rizik je nezbytné vyvinout a implementovat přísné bezpečnostní standardy a protokoly. To zahrnuje konstrukci bezpečných robotů, implementaci robustních bezpečnostních mechanismů a školení zaměstnanců při bezpečném zacházení s robotickými systémy. Kybernetická bezpečnostní opatření jsou také nezbytná pro ochranu robotů před neoprávněným přístupem a manipulací.

Technologická složitost

Implementace a údržba robotických a automatizačních systémů může být složitá a náročná. Vyžaduje vysoký stupeň technických znalostí, které nemusí být dostupné ve všech společnostech.

Tato složitost může vést ke zpoždění, překročení nákladů a problémům s výkonem. Za účelem zvládnutí této výzvy mohou společnosti uzavřít partnerství s robotickými integrátory, poradenskými společnostmi nebo školeními, aby získaly přístup k potřebným specializovaným znalostem. Vývoj uživatelsky přívětivějších a intuitivnějších robotických systémů může také pomoci snížit technologickou složitost.

Nedostatek flexibility

I když moderní robotické systémy se staly flexibilnějšími, stále můžete mít omezení ohledně vaší schopnosti přizpůsobit se nepředvídaným změnám nebo neočekávaným situacím. Roboti jsou obecně navrženi tak, aby prováděli určité úkoly ve strukturovaném prostředí. Pokud narazíte na neočekávané překážky nebo variace, můžete mít potíže s reakcí.

Za účelem překonání tohoto omezení je AI stále více integrována do robotických systémů, aby jim poskytla schopnost učit se, přizpůsobit se a rozhodovat v reálném čase. Robot kontrolovaný AI může analyzovat data senzorů, identifikovat vzorce a podle toho přizpůsobit jejich akce, což zvyšuje jejich flexibilitu a přizpůsobivost.

Problémy s regulací a dodržováním předpisů

Průmysl robotického a automatizace podléhá rostoucímu počtu předpisů a požadavků na dodržování předpisů. Tato nařízení by měla zajistit bezpečnost, zabezpečení dat, ochranu soukromí a etické úvahy.

Dodržování těchto předpisů může být pro společnosti složité a nákladné. Je důležité zůstat v aktuálním stavu s nejnovějšími předpisy a zajistit, aby robotické a automatizační systémy byly navrženy a provozovány tak, aby tyto požadavky splňovaly.

Vhodné pro:

• Autonomní mobilní robot (AMR): Globální rozvoj podnikání v Německu, Evropě, Asii, USA a Jižní Americe

Robotika a automatizace v Německu a Evropě

Německo a Evropa jsou na vrcholu průmyslu robotiky a automatizace, což je způsobeno silným základem v oblasti strojírenství, výroby a výzkumu. Region má vysokou hustotu robotů, tj. Počet robotů na 10 000 zaměstnanců, zejména v automobilovém průmyslu.

Evropské země, jako je Německo, Švédsko a Dánsko, jsou průkopníky ve vývoji a používání pokročilých technologií a automatizace. Mají silný ekosystém robotických společností, výzkumných institucí a státních iniciativ, které zvyšují inovace a růst.

Evropská komise zahájila několik iniciativ na podporu průmyslu robotiky a automatizace v Evropě. To zahrnuje financování výzkumných projektů, podporu spolupráce mezi vědou a průmyslem a rozvoj standardů a předpisů, které podporují inovace a konkurenceschopnost.

Se svou strategií „Industry 4.0“ sleduje Německo zvláště ambiciózní přístup. Cílem této iniciativy je transformovat německý výrobní průmysl integrací technologií, jako je robotika, automatizace, AI a internet věcí.

Evropská unie však také čelí výzvám. To zahrnuje potřebu zvýšit investice do výzkumu a vývoje, rozvíjet kvalifikované pracovníky a podporovat zavedení robotiky a automatizace v malých a středně velkých společnostech (MSP). Kromě toho existuje rostoucí potřeba řešit etické a sociální problémy související s robotikou a automatizací, aby se zajistilo, že tyto technologie budou používány zodpovědně a v souladu s evropskými hodnotami.

Globální konkurence

Robotický a automatizační průmysl je vysoce konkurenceschopný, čímž společnosti z celého světa bojují o tržní podíly a technologickou dominanci. Spojené státy, Japonsko, Čína, Jižní Korea a Tchaj -wan patří mezi nejdůležitější aktéry na globálním trhu.

Spojené státy mají silný robotický sektor, který je poháněn inovacemi v oblastech, jako je AI, software a robotika. Společnosti jako Boston Dynamics, Google a Amazon investují silně do výzkumu a vývoje robotiky.

Japonsko je globální robotické energetické centrum s dlouhým příběhem ve vývoji a výrobě robotiky. Japonské společnosti jako Fanuc, Yaskawawa a Kawasaki jsou vůdci na trhu průmyslových robotů.

Čína se v posledních letech vyvinula v důležitého hráče v odvětví robotiky a automatizace. Čínská vláda silně investuje do robotického výzkumu a vývoje a jeho cílem je učinit z Číny přední světové robotické centrum.

Jižní Korea a Tchaj -wan jsou také důležitými hráči na trhu s robotikou, se silnou koncentrací na automatizaci výroby a rozvojem robotů služeb.

Globální konkurence v odvětví robotiky a automatizace vede inovace a růst. Společnosti silně investují do výzkumu a vývoje, aby rozvíjely nové technologie a zlepšily výkon a dovednosti svých robotů. To vede k rychlejšímu pokroku v oblasti robotiky a automatizace a zvyšuje tyto technologie přístupnější a dostupnější pro společnosti a soukromé osoby.

Jak může AI a automatizace učinit naši budoucí budoucí

Budoucnost robotiky a automatizace slibuje změnit potenciál změnit průmysl, zvýšit produktivitu a zlepšit naše životy. Očekává se, že několik důležitých trendů bude utvářet budoucnost robotiky a automatizace:

Hlubší integrace AI

AI bude hrát stále důležitější roli v robotice a automatizaci tím, že dá robotům možnost učit se, přizpůsobovat se a rozhodovat v reálném čase. Roboti kontrolované AI budou moci provádět složité úkoly v nestrukturovaných prostředích, pracovat s lidmi a poučit se ze zkušeností.

Zvýšení autonomních systémů

Autonomní systémy se používají stále více a více, protože roboti jsou schopni pracovat bez lidského zásahu. To povede ke zvýšení používání robotů v oblastech, jako je doprava, logistika, zemědělství a zdravotní péče.

Širší aplikace v nových oblastech

Robotika a automatizace se rozšíří do nových oblastí, jako jsou zdravotnictví, stavebnictví, zemědělství a služby nad rámec tradičních výrobních a logistických oblastí. To vytvoří nové příležitosti pro inovace a růst.

Zaměřit se na udržitelnost

Udržitelnost je v odvětví robotiky a automatizace stále důležitější. Společnosti se stále více zaměřují na vývoj energeticky účinných robotů a zavedení udržitelných výrobních postupů.

Etické a sociální úvahy

Etické a sociální úvahy budou hrát stále důležitější roli v odvětví robotiky a automatizace. Je důležité vyvinout podmínky a pokyny pro etické rámce, které řídí vývoj a používání robotiky a automatizace, aby se zajistilo, že tyto technologie budou používány způsobem, který odpovídá lidským hodnotám, chrání soukromí a práva a podporuje odpovědnost.

Proč je odpovědná inovace v robotice rozhodující

Robotika a automatizace jsou transformační technologie, které mají potenciál změnit průmyslová odvětví, zvyšovat produktivitu a zlepšovat naše životy. Nabízejí však také značné výzvy, jako jsou obavy o přemístění pracoviště, etických otázek a bezpečnostních rizik.

Za účelem využití plného potenciálu robotiky a automatizace je nezbytné tyto výzvy aktivně řešit. To vyžaduje spolupráci mezi vládami, společnostmi, výzkumnými institucemi a vzdělávacími institucemi s cílem vyvinout pokyny, investovat do vzdělávání a školení a vytvářet podmínky etického rámce.

Prostřednictvím odpovědného používání robotiky a automatizace můžeme utvářet budoucnost, která je ekonomicky úspěšná i sociálně spravedlivá. Tyto technologie můžeme použít k vytváření nových pracovních míst, zvýšení produktivity, zlepšení kvality života a vyrovnání s nejnaléhavějšími výzvami naší společnosti. Cesta do budoucnosti robotiky a automatizace vyžaduje jasný pohled, strategický způsob myšlení a neotřesitelnou povinnost být odpovědnými inovacemi. To je jediný způsob, jak můžeme uvolnit plný potenciál těchto transformačních technologií a udělat pro všechny lepší budoucnost.

☑️ Podpora MSP ve strategii, poradenství, plánování a implementaci

☑️ Vytvoření nebo přeladění digitální strategie a digitalizace

☑️ Rozšíření a optimalizace mezinárodních prodejních procesů

☑️ Globální a digitální obchodní platformy B2B

☑️ Pioneer Business Development

 

Rád posloužím jako váš osobní poradce.

Můžete mě kontaktovat vyplněním kontaktního formuláře níže nebo mi jednoduše zavolejte na číslo +49 89 89 674 804 (Mnichov) .

Těším se na náš společný projekt.

 

 

Xpert.Digital je centrum pro průmysl se zaměřením na digitalizaci, strojírenství, logistiku/intralogistiku a fotovoltaiku.

S naším 360° řešením pro rozvoj podnikání podporujeme známé společnosti od nových obchodů až po poprodejní služby.

Market intelligence, smarketing, automatizace marketingu, vývoj obsahu, PR, e-mailové kampaně, personalizovaná sociální média a péče o potenciální zákazníky jsou součástí našich digitálních nástrojů.

Více se dozvíte na: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus