منذ بداياتها كذراع روبوتية بسيطة وحتى انتشارها الواسع، واجهت الروبوتات الصناعية تحديات جمة، من بينها ارتفاع الأسعار وتعقيد مكوناتها. وقد أعاقت بنيتها التحتية النماذج الأولى، إذ اعتمدت على عناصر مثل المسارات والسكك الحديدية والمغناطيسات. كما اعتمدت على طاقة البطاريات، مما حدّ بشكل كبير من نطاقها وأدائها.

خلال العقدين الماضيين، دفعت زخم الثورة الصناعية الرابعة التطورات إلى الأمام بوتيرة أسرع بكثير. هذا لا يعني أن الأمور ستكون سهلة من الآن فصاعدًا، ولا تزال هناك العديد من التحديات في مجال الروبوتات الصناعية. فيما يلي سبعة من أكثرها شيوعًا:

التكاليف

تُعدّ التكاليف الباهظة للتنفيذ أحد أبرز التحديات التي تواجه تركيب الروبوتات الصناعية. فمن المرجح أن تكون عملية التكامل الأولية طويلة وشاقة ومكلفة. وقد تتطلب مواصفات المهام الجديدة إعادة تصميم مساحة العمل وإعادة توظيف الروبوتات العاملة. حتى التعديلات البسيطة على خط الإنتاج قد تستدعي الاستعانة بشركة متخصصة في التكامل.

إن محاولة تطبيق أنظمة روبوتية جديدة باستخدام البنى التحتية والتقنيات الحالية ليست بالأمر الهين بالنسبة للشركات الكبيرة. أما الشركات الصغيرة والمتوسطة، فغالباً ما تجد التكاليف باهظة أو غير مبررة. إضافةً إلى ذلك، يجب الحفاظ على أحجام الإنتاج ومستويات المبيعات خلال فترة استرداد الاستثمار المتوقعة لاسترداد الاستثمار الأولي.

عدم المرونة

يُشكّل هذا النقص في التنسيق تحديًا إضافيًا في مجال الروبوتات الصناعية. فالمصنّع الواحد لا يكتفي بتوفير أجهزته فحسب، بل يُقدّم أيضًا حلول برمجية خاصة به. ويتطلب ذلك وجود العديد من واجهات برمجة التطبيقات للتنسيق بين الأجهزة المختلفة، وقد يستلزم الأمر برمجيات مُخصصة. ولا يُمكن دائمًا إعادة استخدام تقنيات الروبوتات الحالية بسهولة، مما يُحدّ من الأدوار المحتملة للروبوتات. حتى عمال خطوط الإنتاج ذوو الخبرة والمعرفة غالبًا ما يعجزون عن تحسين عمليات التصنيع بهذه الطريقة.

ستتيح المرونة الأكبر للأنظمة الروبوتية التعامل مع أوقات التكامل وإعادة التكامل الأسرع، وإمكانية إعادة استخدام الروبوتات. كما ستمكن من إنشاء خطوط إنتاج وخلايا عمل قابلة لإعادة التشكيل، بالإضافة إلى إمكانية إنتاج تشكيلة واسعة من المنتجات بكميات قليلة. ويمكن تقليل البصمة الكربونية للمصنع من خلال تصنيع منتجات متعددة باستخدام خط إنتاج واحد.

مخاوف تتعلق بالسلامة

تتطلب التقنيات الحديثة إجراءات جديدة، وهذه بدورها تُدخل مخاطر سلامة جديدة في مكان العمل. والروبوتات الصناعية ليست استثناءً، إذ توجد لوائح صارمة تُنظم سلامة الروبوتات، فضلاً عن عقوبات شديدة.

قبل دمج أي نظام روبوت صناعي، يتعين على المصنّعين الاستعداد لذلك وتوفير بيئة عمل آمنة للعمال تضمن الامتثال الكامل للمعايير. وسيُشجع الاستثمار في الروبوتات الصناعية إذا تمكن المصنّعون من إيجاد التوازن الأمثل بين السلامة والتنوع والسرعة.

مهارات القوى العاملة

يتعين على المشغلين أيضاً اكتساب مستوى جديد من الخبرة. فالعمال عادةً لا يفهمون كيفية تشغيل أنواع جديدة من المعدات، وفي حالة الروبوتات المتنقلة، لا يعرفون كيفية التصرف بشكل صحيح حولها. وغالباً ما يعيقون مسار الروبوت أو يختلط عليهم الأمر بشأن توزيع المهام بين البشر والعمال الآليين.

لا تزال هذه التقنية حديثة نسبياً، لذا لا يوجد تدريب أكاديمي مُدمج كما هو الحال مع المهارات القديمة. وبالتالي، سيحتاج العديد من الموظفين إلى التدريب، وفي الوقت نفسه، سيتعين توظيف موظفين آخرين ممن يمتلكون بالفعل التعليم والشهادات والخبرة اللازمة.

تدريب القوى العاملة

تهدف الروبوتات الصناعية إلى تحسين الأداء العام للمنشأة، ما يعني ضرورة تفاعلها مع البشر في إطار تكاملي. فإلى أن يكتسب الموظفون المهارات اللازمة، ستكون المنشأة أقل كفاءة وبالتالي أقل فعالية من حيث التكلفة. يُسهم التدريب الأساسي على الروبوتات في رفع مستوى وعي الموظفين بكيفية عمل الأنظمة الروبوتية وكيفية استجابة البشر لها. ويمكن تحسين الكفاءة العامة من خلال توضيح هذا التكامل بين الإنسان والروبوتات الصناعية.

يمكن تحقيق ذلك من خلال استخدام التحليلات المتقدمة وجمع البيانات لتحديد المشكلات الرئيسية. ينبغي على المشغلين جمع أكبر قدر ممكن من البيانات، بما في ذلك نوع وعدد الرحلات التي تقوم بها الأنظمة الروبوتية، وفترات التوقف الناتجة عن الأخطاء والمشاكل التقنية، وأوقات شحن البطارية، والوقت الذي تقضيه الروبوتات في وضع الخمول. وباستخدام هذه المعلومات، يستطيع المشغلون تعديل العمليات اللازمة لمعالجة مشكلات محددة وزيادة كفاءة الروبوت.

إدارة سير العمل

يجب تقييم سير العمل في المنتج لتحديد المكاسب التي يمكن تحقيقها من خلال دمج الروبوتات. يشمل ذلك حساب سرعة واتجاه عرض الأجزاء للروبوتات لضمان أقصى إنتاجية، دون إرهاق الأنظمة الحالية. يمكن تقديم الأدلة القصصية والتجريبية من العمال لتحليل البيانات بهدف تحسين سير العمل وتقييم كيفية تأثير مساهماتهم على عمليات التصميم والدمج. قد يساعد ذلك أيضًا في تقييم التأثير الإجمالي على الأداء ودورات الإنتاج، للقضاء على أوجه القصور.

آخر التطورات

رغم تنوع استخداماتها، فإنّ المشكلات في مجال الروبوتات الصناعية متشابهة نسبيًا. ومع التطورات التكنولوجية التي يشهدها قطاع الصناعة 4.0 والتي تدعم أنظمة الروبوتات الحديثة، يجري العمل على معالجة العديد من هذه التحديات.

مع تحسين التدريب، سيكتسب الناس فهمًا أعمق لكيفية عمل المنصات الروبوتية. وعلى المدى البعيد، سيكتسب المزيد من الناس المهارات اللازمة، وسيتمكنون من تعلم كيفية تطوير منصاتهم الروبوتية الخاصة. ويجري تطوير حلول برمجية تستخدم بيئات مفتوحة المصدر، بالإضافة إلى حلول لا تتطلب كتابة أكواد أو تتطلب كتابة أكواد قليلة.

بدأ مطورو الروبوتات بالتركيز بشكل أكبر على إدراك المحيط، وذلك من خلال استخدام أنظمة استشعار معقدة تُعزز ذكاء الروبوتات التعاونية بشكل كبير. ستتمكن هذه الروبوتات من فهم محيطها بشكل أفضل وتعلم كيفية التفاعل مع البشر، تمامًا كما سيتعلم البشر كيفية التفاعل معها. والنتيجة النهائية هي تحسين التفاعلات الروبوتية، مما يزيد الإنتاجية ويقلل التكاليف.