Nejsou lidi? Ale robotů může být dost…

Chris Anderson, Product Marketing Manager svářečské divize americké pobočky firmy Yaskawa Motoman, v článku „Potřebujete svářeče? Pomoci může automatizace!” publikovaném v magazínu Practical Welding Today konstatuje: „Pokud mluvíte s někým, kdo vlastní nebo provozuje kovozpracující firmu, uslyšíte, že výrobní nároky se zvyšují, a jak složité je najít svářeče. A bez těchto specialistů je těžké, ne-li nemožné, udržet krok s objednávkami.“

Tyto připomínky dokumentují i některé znepokojivé statistiky. Podle americké Národní asociace nářadí a obrábění (NTMA) na 40 % z jejích členských společností odmítá projekty, protože nemají dostatek svářečů. Americká svářečská společnost AWS (American Welding Society) hlásila v USA už v roce 2010 chybějících 200 tisíc svářečů a předpokládá, že do roku 2026 může nedostatek kvalifikovaných svářečů dosáhnout až 372 tisíc. Upozorňuje také, že asi půl milionu kvalifikovaných svářečů, kteří v současné době představují aktivní pracovní síly, jsou v průměru padesátníci a brzy budou odcházet do důchodu rychlostí vyšší, než budou moci vyplnit jejich uvolněná pracovní místa náhradníci.

Kromě toho nedávná zpráva společnosti Deloitte Consulting LLP uvádí, že lidé se správnými dovednostmi pro zaplnění pracovních míst ve výrobě stále chápou odvětví svařování jako „špinavý, nebezpečný a mizející obor," navzdory skutečnosti, že mnoho dnešních výrobních závodů hledající svářeče mohou být dokonale čisté, vzorové inovační provozy s high-tech procesy.

Automatizujte!

Jedním ze způsobů, který může pomoci překonat nedostatek pracovních sil, je zavádění automatizovaných pracovišť. Robotika umožní vyplnit mezery prováděním svarů na běžných nebo opakovatelných částech, což umožní převést kvalifikované manuální svářeče pro svařování sekvencí vyžadujících složitější svary. Ti pak mohou zvýšit svou produktivitu pomocí automatizace tím, že opakující se úlohy bude provádět robot. Potíž je však získat robotické programátory, kteří mají potřebnou odbornou přípravu a certifikace, anebo ještě lépe - identifikovat pracovníky s příslušnými dovednostmi, kteří mohou úspěšně absolvovat přechod od svářeče k operátorovi robotického svařování.

Podle průzkumu oborů vědy, technologie, inženýrství a matematiky (STEM) provedeném společností Yaskawa Motoman ve spolupráci s americkou Asociací pro profesní a technickou výchovu ACTE (Association for Career and Technical Education) o stavu vzdělání v oblasti robotiky v Americe, uvedlo 59 % škol, že směřují spíše ke kariérně založenému robotickému vzdělání, než k přístupu podle dovedností. Školy se tedy snaží sladit své programy výuky robotiky s tím, co zaměstnavatelé konkrétně potřebují a rozvíjet studenty, aby se po nástupu do pracovního procesu stali platnými zaměstnanci.

Kromě toho AWS zahájila program pro certifikované robotické svařování elektrickým obloukem, který akcentuje dovednosti a znalosti, jež by měl mít operátor robota, technik a inženýr. Podobně jako u certifikací pro manuální svářeče, musí i tito pracovníci absolvovat písemné a praktické zkoušky požadovaných dovedností pro programování svářecích robotů. A jakkoli je vzdělání důležité, jsou to často právě „měkké" dovednosti, které umožňují, aby se svářeč stal dobrým robotickým programátorem. Potenciální robotický programátor (z řad svářečů) by měl mít zkušenosti v oblasti plynového kovového obloukového svařování GMAW (gas metal arc welding) nebo plynového wolframového obloukového svařování GTAW (gas tungsten arc welding). Stejně tak by měl mít základní znalosti logiky, počítačové a matematické dovednosti a být schopen číst plány 3D kreseb a svarů. „Zjednodušeně řečeno, obvykle je méně komplikovanější vyškolit svářeče, jak naprogramovat robota, než učit počítačového programátora jak svařovat,“ konstatuje specialista firmy Yaskawa Chris Anderson.

Reagoval také průmysl - mnoho výrobců robotů nabízí pedagogům zmenšené robotické pracovní buňky, které obsahují průmyslové roboty v malé, přenosné formě za nižší cenu, než jsou dodávány běžné výrobní systémy. Ty mohou být nasazeny ve výuce pro instruktáž bez potřeby průmyslových nástrojů a mohou být navíc často financovány i prostřednictvím grantů pro rozvoj pracovních sil.

Není to tak složité

Výrobci robotů mohou jejich naprogramování operátorům také usnadnit. Někteří se o to pokoušeli pomocí offline programování robota. A i když programování v režimu offline má své výhody, jako je přesné 3D modelování pro ověření funkcí před sestavením systému, má i řadu nevýhod. Offline programování pomocí simulačního softwaru obecně vyžaduje více zručnosti a je užitečné spíše pro lidi se zkušenostmi např. v počítačově podporovaném navrhování (CAD). Alternativou k offline programování je učení robota pomocí navádění jeho ramene pracovní cestou od začátku až do konce, a zafixováním opakování tohoto procesu. Ovšem tento programovací proces vyžaduje hodně manipulace s robotem, a navíc nemusí umožnit dosažení přesnosti požadované pro obloukové svařování. Pro použití většího stupně automatizace ve výrobních procesech je potřeba robotický svařovací systém, který je možné jednoduše naprogramovat a rychle přeúkolovávat v malých dávkách. Klasickým argumentem proti nasazování robotů je, že ručně mohou být části svařovány rychleji, než je čas potřebný k programování robota. Nicméně programování robotů je v dnešní éře smartphonů mnohem intuitivnější a technologie jsou uživatelsky jednodušší.

Pro praktický příklad může posloužit michiganská společnost Rapid-Line. Jde o kovozpracující firmu, která kvůli zvýšenému objemu zakázek potřebovala zvýšit produktivitu své výroby. Na své obloukové svařovací roboty vyškolila své svářeče v robotickém programování. Jak uvedl ředitel firmy Rick Van Dis, pro programování robotů byla zapotřebí vysoká úroveň dovedností, navíc rozmanitost práce vyžadovala i nadále další doškolování. Vzhledem k nákladům na výcvik programování robotů si společnost mohla dovolit školit jen několik svářečů najednou. Proto se rozhodla využít pedagogickou pomůcku Kinetiq Teaching, která umožňuje svářečům provádět programování robotů. Tento nástroj byl vyvinut s kombinovanými funkcemi přímé výuky nebo manuálního navedení robota do pozice, a ikonami uživatelského rozhraní, aby zjednodušil programátorské úlohy.

Šest svářečů absolvovalo krátký zácvik a všichni byli schopni pochopit proces a vytvořit jednoduchý robotický svarový program v méně než 15 minutách poté, co sledovali instruktora. Svářeči se v programování robota střídali, ti, kteří šli později, obvykle zlepšili své časy a kvalitu už v průběhu počátečních stáží, protože se učili sledováním ostatních. Tato skutečnost jen podtrhuje, jak snadné je zlepšit výcvik. Jeden ze svářečů absolvoval programovací cvičení čtyřikrát, protože se snažil neustále své výkony zlepšovat. Jeho programovací čas se snížil z původních 9,1 minuty při prvním cyklu na 5,3 minuty při posledním tréninku. Další ze svářečů použil zmíněný nástroj k naprogramování svařovacího úkolu pro výrobu dílu hned následující den poté, a prakticky okamžitě aplikoval to, co se naučil v kurzu. Takovéto nástroje umožňují např. manuálním svářečům s menším zaškolením rychle programovat roboty pro malosériovou výrobu.