تتكون العديد من المنتجات التي تستخدمها يوميًا من مكونات صغيرة. تتطلب هذه المنتجات تجميعًا لكي تعمل. تقليديًا، كانت هذه العملية تتطلب جهدًا بشريًا. أما الآن، فقد أتاحت التطورات في تكنولوجيا الروبوتات استخدام روبوتات التجميع كخيار للمصنّعين الذين يسعون إلى تحسين خطوط إنتاجهم.

يُعدّ فهم الوقت الأمثل للأتمتة تحديًا يواجه المصنّعين الجدد في هذا المجال. إضافةً إلى ذلك، غالبًا ما يحقق المصنّعون عوائد ضخمة على استثماراتهم في الروبوتات. في هذه المقالة، ستتعرف على الوقت الأمثل لأتمتة عملية التجميع، ومصادر العوائد المحتملة، وكيفية البدء.

في هذه المقالة:

• ما هي الصناعات التي تستخدم روبوتات التجميع؟
• متى يتم أتمتة عملية التجميع
• كيفية اختيار روبوت التجميع المناسب
• اعتبارات التكلفة

ما هي الصناعات التي تستخدم روبوتات التجميع؟

تُستخدم المنتجات المُجمّعة في طيف واسع من الصناعات، ولذلك تُستخدم روبوتات التجميع في العديد منها. تستطيع هذه الروبوتات تجميع مكونات لوحات الدوائر المطبوعة الصغيرة وهياكل المركبات الثقيلة. فيما يلي بعض الأمثلة على الصناعات التي تستخدم روبوتات التجميع اليوم:

• السيارات
• طبي
• الإلكترونيات
• شركة معادن
• شركة البلاستيك
• شركة الأغذية والمشروبات

هذه مجرد أمثلة قليلة. أي مصنع يقوم بتجميع المكونات يمكنه الاستفادة من هذه التقنية. ولكن ما هي الفوائد التي يمكن جنيها من التجميع الآلي؟

مزايا أتمتة عملية التجميع

غالباً ما تختار الشركات أتمتة عملية التجميع لعدة أسباب:

• زيادة الإنتاجية
• السلامة وبيئة العمل
• زيادة قابلية التكرار

متى يتم أتمتة عملية التجميع

بالنسبة للشركات الجديدة في مجال الأتمتة، قد يُمثل تحديد الوقت المناسب تحديًا. فالمشاريع الرأسمالية تنطوي دائمًا على مخاطر. وفهم الوقت الأمثل للأتمتة يُساعد على الشعور بمزيد من الثقة عند الشروع في مشروع روبوتي. وتميل الشركات إلى تبني أتمتة التجميع في الحالات التالية:

• إنهم يحتاجون إلى زيادة الإنتاجية
• المهمة خطيرة أو قد تؤدي إلى إصابة
• إنهم بحاجة إلى خفض التكاليف العامة
• إنهم يعانون من تفاوت في جودة الإنتاج

الإنتاجية

غالبًا ما تتفوق الروبوتات بسهولة على العمل البشري، ومهام التجميع ليست استثناءً من هذه القاعدة. عادةً ما يكون لدى المصانع التي تُجمّع المنتجات حصص إنتاج عالية تسعى لتحقيقها، وتُعدّ روبوتات التجميع إحدى الوسائل لزيادة حجم الإنتاج. كثيرًا ما تواجه المصانع مشكلات الاختناقات الإنتاجية، وهي حالة يُبطئ فيها جزءٌ مُحدد من العملية الإنتاجية الإجمالية للعملية بأكملها. مثال على ذلك مصنع تعبئة الزجاجات، حيث يجب تعبئة الزجاجة وإغلاقها ووضع الملصق عليها في خط إنتاج مُعين. لنفترض أن عملية الإغلاق يدوية ولا تُنتج حاليًا سوى 45 زجاجة في الدقيقة، بينما يُمكن لبقية الخط أن يُنتج 120 زجاجة في الدقيقة. يُتيح أتمتة عملية الإغلاق استغلال هذه الإمكانات الإضافية للخط، مما يُؤدي إلى زيادة إيرادات المصنع.

أمان

أحد أسباب لجوء الشركات إلى الأتمتة هو أن مهام التجميع قد تؤدي إلى إصابات، لا سيما عند التعامل مع مكونات كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا. تشكل المكونات الثقيلة مخاطر واضحة على السلامة، إذ قد يتعرض العاملون للإصابة أثناء تحريك الأجزاء الكبيرة. كما تشكل الأجزاء الصغيرة مصدر قلق أيضًا، ويُعد تجميع لوحات الدوائر المطبوعة مثالًا جيدًا على مخاطر السلامة المرتبطة بالأجزاء الصغيرة. تشمل الإصابات الشائعة الناتجة عن بيئة العمل ما يلي:

• إجهاد العين
• إجهاد العضلات
• استنشاق الأبخرة
• الاصطدامات

تُزيل روبوتات التجميع خطر إصابة العاملين أثناء هذه المهام. ويمكن توفير المال بتجنب فترات التوقف عن العمل، والتكاليف الطبية، والغرامات المرتبطة بإصابات مواقع العمل.

خفض التكاليف

تتضمن خطوط التجميع العديد من التكاليف المرتبطة بها، وأهمها تكلفة العمالة. قد تختلف هذه التكلفة باختلاف البلد، لكنها تبقى عاملاً رئيسياً في تكلفة السلع. إلى جانب ذلك، توجد تكاليف المواد الخام، بالإضافة إلى بعض التكاليف الخفية، مثل تكاليف التدريب، وانخفاض الإنتاج نتيجة توقف العمل، وتكاليف الرعاية الصحية في بعض الحالات. تُزيل خطوط التجميع المؤتمتة بالكامل تكاليف العمالة والتكاليف الخفية، لأن الروبوتات لا تتطلب رواتب أو مزايا. يؤدي هذا إلى خط إنتاج أكثر كفاءة وفعالية. يلجأ العديد من المصنّعين إلى إعادة توظيف هذه الكفاءات البشرية في مهام يصعب أتمتتها، حيث يمكن للعمال أن يكونوا أكثر إنتاجية.

تتطلب الروبوتات تكلفة أولية مرتفعة، بالإضافة إلى بعض تكاليف الصيانة طوال فترة استخدامها. ولكن في الظروف المثالية، يمكن لمشاريع الروبوتات تحقيق عائد استثمار صافٍ خلال 12-18 شهرًا. وينطبق هذا بشكل خاص على مشاريع الأتمتة المعيارية التي أثبتت حلولها الروبوتية فعاليتها. أما مشاريع الأتمتة التجريبية أو المعقدة، فتواجه خطر عدم تحقيق أهداف عائد الاستثمار هذه. من المهم مناقشة هذه المخاوف مع مُكامل الأنظمة لفهم المخاطر المحتملة.

جودة إنتاج متسقة

تتميز الأنظمة الآلية بدقة حركاتها وتكرارها أكثر من البشر، ويعود ذلك إلى برمجتها المتطورة. صُممت الروبوتات لتنفيذ مجموعة من التعليمات، وعندما تكون المهام قابلة للتنبؤ والتكرار، تتفوق الروبوتات. هذه الخاصية تُمكّنها من إنتاج منتجات أكثر اتساقًا، مما يعني تقليل الأعطال والمنتجات التي لا تجتاز فحوصات مراقبة الجودة.

كيفية اختيار روبوت التجميع المناسب

تختلف متطلبات مهام التجميع باختلاف أنواعها، وغالبًا ما تحدد هذه المتطلبات الروبوت المُختار. ولحسن الحظ، جميع أنواع الروبوتات قادرة على التجميع. مع ذلك، لا يُمكن لكل روبوت أداء جميع مهام التجميع. ومن العوامل الرئيسية التي تُحدد الروبوت المُناسب ما يلي:

• تعقيد التجميع
• الحمولة والمدى
• سرعة

تُعدّ التجميعات المعقدة التي تتطلب مرونةً خيارًا مثاليًا للروبوتات سداسية المحاور، وذلك بفضل نطاق حركتها الاستثنائي وقدرتها على الوصول إلى زوايا صعبة. وتُعدّ الروبوتات التعاونية مثالًا على الروبوتات سداسية المحاور التي يمكن نشرها بالقرب من البشر.

غالباً ما تُمثل التطبيقات التي تتطلب حمولة عالية أو مدى وصول واسع تحدياً لمعظم أنواع الروبوتات. أما الروبوتات من نوع دلتا وسكارا، فهي عادةً أصغر حجماً وأقل قوة، وتُستخدم بشكل أفضل في التطبيقات الصغيرة. من الضروري فهم الحمولة ومدى الوصول المطلوبين لإنجاز المهمة، فالأخطاء في هذا الجانب مكلفة.

تُعدّ السرعة المطلوبة لإنجاز المهمة عاملاً رئيسياً آخر. تتمتع جميع الروبوتات بالقدرة على السرعة، وبعض أنواعها تُصنّف ضمن أعلى فئات السرعة. يُعدّ روبوت دلتا مثالاً مثالياً على ذلك، فبفضل تصميمه، يُمكنه الوصول إلى أعلى السرعات، كما أنه سريع الاستجابة للغاية لتغييرات الاتجاه. يُناسب هذا النوع التطبيقات التي تتطلب حمولة منخفضة وسرعة عالية. أما الروبوت التعاوني (Cobot) فهو خيار غير مناسب للتطبيقات التي تتطلب سرعة فائقة، حيث تُحدّد سرعته عادةً لأسباب تتعلق بالسلامة.

هل تواجه صعوبة في تحديد الروبوت المناسب لك؟ يمكن لشبكتنا من المستشارين المستقلين مساعدتك في اتخاذ القرار الصحيح.

اعتبارات التكلفة

وأخيرًا، عليك أن تقرر ما إذا كان السعر مناسبًا. تتفاوت تكاليف أنظمة روبوتات التجميع بشكل كبير، من حوالي 10,000 دولار أمريكي إلى ما يزيد عن 100,000 دولار أمريكي. ومن أهم العوامل المؤثرة في ذلك:

• تعقيد المشروع
• نوع الروبوت، وعلامته التجارية، وحجمه
• متطلبات السلامة

المشاريع الأكثر تعقيدًا تكون دائمًا أكثر تكلفة. قد تتطلب روبوتات متعددة، أو أنظمة رؤية، أو دمجها مع المعدات الموجودة. وهذا يعني المزيد من المعدات والعمالة لدمج النظام. تتفاوت الأسعار من علامة تجارية لأخرى، وتختلف بشكل أكبر بين أنواع الروبوتات المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، تتزايد التكاليف مع زيادة حجم الروبوت. تتطلب مهام التجميع الكبيرة معدات أكبر وأكثر تكلفة. غالبًا ما يتم إغفال معدات السلامة الإضافية عند تقدير التكلفة. يمكن أن تشكل الروبوتات خطرًا على البشر، لذا يجب استخدام معدات السلامة لحماية المشغلين من هذه المخاطر. تشمل تكاليف السلامة ما يلي:

• أقفاص الأمان
• ستائر ضوئية
• أجهزة المسح الضوئي للسلامة
• أجهزة الترحيل والتشابك الآمنة
• وحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة مخصصة للسلامة