Các Nhà Máy Của Tương Lai Sẽ Không Chỉ Cần Robot Tốt Hơn, Mà Còn Cần Đến Dây Chuyền Sản Xuất Hiệu Quả Hơn

Thắng Dương
30/10/2018 - 07:00 91     0

Khi mọi người nghĩ về Nhà máy ô tô của tương lai, từ đầu tiên xuất hiện trong tâm trí là tự động hóa. Họ nghĩ về nhà máy “không cần ánh đèn” mà Tổng giám đốc điều hành của General Motors Roger Smith đã mơ tưởng đến vào năm 1982, và thứ mà Elon Musk nói về việc xây dựng ngày hôm nay - nhà máy sẽ được lấp đầy bởi robot và máy móc, nơi không cần ánh sáng để làm việc.

Chắc chắn rằng ngành công nghiệp ô tô sẽ tiếp tục theo đuổi đến cùng các giải pháp tự động hóa để giảm chi phí sản xuất xe hơi. Nhưng thực tế là bất kỳ bước tiến lớn nào về chi phí và sự hiệu quả sẽ không thể thực hiện được chỉ bằng tự động hóa, vì hầu hết các công việc có thể được tự động hóa trong một nhà máy ô tô đều đã được giải quyết.

Khi một nhà máy của tương lai thực sự xuất hiện, nó sẽ trông không quá lạ lẫm bởi vì chúng ta đã đang tự động hóa các quy trình chúng ta sử dụng ngày nay. Nhưng cũng sẽ có đầy sự mới lạ bởi vì chúng ta sẽ phát minh ra các quy trình hoàn toàn mới và những thiết kế trong lĩnh vực chế tạo ô tô đòi hỏi kỹ thuật sản xuất chưa từng có.

Lấy quy trình phủ sơn lên ô tô làm một ví dụ. Ngày nay, ở hầu hết các thị trường đã phát triển, 90% hoạt động của quy trình này là tự động, nhưng nó vẫn là một trong những phần tốn kém nhất và chiếm nhiều không gian của nhà máy. Sử dụng robot thay vì sức người để thực hiện hầu hết các công việc  - phủ lớp bảo vệ chống ăn mòn, chất trám, sơn lót, sơn nền và lớp phủ để đạt được độ bóng cao mà chúng ta ao ước có được trên xe ô tô của mình - nhưng quá trình này không khác những gì ta đã làm 30 năm trước đây. Ví dụ, trong nhà máy BMW ở Spartanburg, South Carolina, quá trình đưa ô tô vào nhà sơn là một công việc kéo dài 12 giờ, cần đến hơn 100 robot, và đòi hỏi phải có một phương tiện trong dây chuyền phủ sơn để đi di chuyển bốn dặm trong nhà máy trước khi quá trình được hoàn tất.

Rõ ràng có một cách tốt hơn để sơn một chiếc xe hơi, nhưng để làm cho công việc đó hiệu quả hơn và giảm thiểu chi phí sẽ đòi hỏi đến sự phát triển của một quy trình mới. Có lẽ nó sẽ là phương pháp thử nghiệm của việc áp dụng phủ một lớp sơn lên chiếc xe  và sau đó “nướng nó”, giống như trong một lò gốm - hiện đang được thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu ô tô. Hoặc in 3-D toàn bộ thân xe theo màu yêu cầu của khách hàng, hoàn toàn loại bỏ những thứ cơ bản quy trình sơn truyền thống và cửa hàng sửa chữa ô tô. Dù là gì đi nữa, ta sẽ cần nhiều thứ hơn là chỉ cho thêm vài con robot vào quy trình sản xuất  để có thể tạo ra sự khác biệt đáng kể trong chi phí sản xuất tự động.

Ngày nay, hai phần ba số công nhân là con người - đều ở bộ phận lắp ráp chung. Tự động hóa bộ phận này có vẻ khăn hơn vì việc chế tạo theo yêu cầu và độ phức tạp của ô tô ngày nay đòi hỏi sự linh hoạt của con người. Hầu hết các nhà máy đang sản xuất nhiều mô hình xe hơi cùng một lúc, và sự pha trộn giữa các mô hình này thường thay đổi tùy theo nhu cầu. Việc lập trình lại robot và máy móc cho phù hợp với các thay đổi hàng ngày trong lịch trình sản xuất của nhà máy cho dù chúng ta có thể làm đi chăng nữa thì nó cũng sẽ vô vùng tốn kém.

Ngoài ra còn có một số công việc trên dây chuyền lắp ráp mà vị trí của con người ở đó phù hợp hơn, chẳng hạn như xử lý tất cả các cài đặt phức tạp và kết nối các bó dây của xe  - hệ thống thần kinh của xe. Với một thị trường tương lai dự kiến ​​sẽ bao gồm các loại xe điện và xe tự lái, các hệ thống điện sẽ cần phải truyền tải dữ liệu nhanh hơn và không bao giờ phải thay đổi, so với những loại xe hiện tạ . Hậu quả xảy, ra đối với các  nhà máy là gì? Sẽ có nhiều hệ thống dây hơn và đầu nối cần đến sợi dây dài hơn, nặng hơn. Để hoạt động này được tự động hóa, ta sẽ lại cần một quy trình mới - có lẽ sẽ là hệ thống không dây, với các hệ thống điện hoạt động thông qua các mô-đun điện tử hoặc kết nối qua điện toán đám mây.

Một quá trình mới cũng sẽ cần phải được phát triển để lắp ráp xe điện vì chúng liên quan đến việc lắp đặt pin và động cơ điện. Những nhiệm vụ đơn giản hơn có thể để cho rô bốt thực hiện sẽ tốt hơn, nhưng một vài khâu trong sản xuất cũng sẽ bị loại bỏ. Bước nhảy vọt sẽ được thực hiện thông qua sự phát triển của một quy trình mới - trong trường hợp này, điện khí hóa tự động - không tự động hóa một cái cũ.

Robot cộng tác mới (cobots), cũng đang tạo ra một bước ngoặt mới: Thay vì đe dọa sự tồn tại của con người trên dây chuyền lắp ráp bằng cách thay thế con người, cobots nâng cao khả năng vốn có của chúng. Với kích thước từ hai đến bốn feet, các trợ lý tự động này hoạt động với con người để thực hiện các nhiệm vụ có thể hơi nguy hiểm hoặc lặp đi lặp lại hoặc yêu cầu một sự nhanh nhẹn đặc biệt để làm việc ở những nơi chật hẹp hoặc khó tiếp cận, chẳng hạn như làm việc bên dưới ô tô. Ví dụ, Renault đã triển khai cobots trong một vài nhà máy để giúp xây dựng hệ thống truyền động, bu lông mô men xoắn theo dung sai nhất định , một nhiệm vụ quá tẻ nhạt để con người có thể làm một cách nhất quán và hiệu quả.

Để cho những người trợ giúp nhỏ này hấp dẫn các công ty, cobots có thể tương đối rẻ tiền, thường chi phí dưới $ 50,000 mỗi con. Việc tái lập trình chúng vô cùng đơn giản — các công nhân trong dây chuyền lắp ráp thường có thể xử lý việc lập trình lại theo cách riêng của họ. Điều này giúp chúng có thể tái tác vụ một cách nhanh chóng, bổ sung thêm vào giá trị và tính linh hoạt của chúng.

Không giống như nhiều tự động hóa robot hiện tại đang phải được rào chắn, với các dấu hiệu an toàn cảnh báo nhân viên giữ khoảng cách với chúng, cobots thực hiện các nhiệm vụ trong các nhà máy mà không làm tổn thương con người khi chúng được lập trình để dừng khi có vật ở trước mặt chúng. Với cánh tay xoay , chúng có thể lấy một số bộ phận nhỏ từ thùng cho người cộng sự - con người.

Một ví dụ khác về tự động hóa giúp tăng cường khả năng bẩm sinh của con người là bộ giáp ngoài. Công nhân mặc những bộ đồ cyborg-esque giúp họ đủ khỏe để nâng lốp xe tải nặng hoặc giảm bớt căng thẳng trên cơ thể của họ khi thực hiện nhiệm vụ hàng ngày như lắp ráp trên không. Thiết bị áo giáp thông minh này trở nên đặc biệt quan trọng vì tuổi nghề trung bình của công nhân sản xuất tăng lên trên 40, hiện chúng có ở nhiều nền kinh tế công nghiệp phát triển, như Hoa Kỳ, Tây Âu và Nhật Bản.

Ước mơ của Roger Smith về một nhà máy “không cần ánh đèn”  chỉ được thực hiện trong một số ít hoạt động - ví dụ như robot xây dựng rô bốt — và không phải trong thế giới ô tô. Nhưng có những con đường khác đến Nhà máy ô tô của tương lai mà có thể sẽ được mở đường bằng những sáng chế của con người, và trong khi robot và tự động hóa sẽ là một phần của bức tranh, đèn sẽ vẫn sáng.

Nguồn : Theo SAGA.VN
Thắng Dương