Robot sử dụng AI giúp giải quyết những khoảng trống trong tự động hóa

Robot được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo (AI), đặc biệt là phần mềm AI-vision (thị giác AI) mang lại giải pháp đầy hứa hẹn để giảm bớt tình trạng thiếu nhân công bằng cách tự động hóa các công việc thủ công và nâng cao vai trò của nhân viên hiện có.

Việc tích hợp đào tạo AI vào công việc hàng ngày có thể gia tăng giá trị và đóng vai trò như một yếu tố đổi mới trong việc đào tạo nhân tài trẻ, giúp thu hút và giữ chân nhân viên mới.

Tình trạng thiếu lao động gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho ngành sản xuất. Các vấn đề như chậm trễ sản xuất, chi phí vận hành tăng cao và khả năng đáp ứng nhu cầu thị trường giảm đi ngày càng trở nên phổ biến. Các công ty phải vật lộn để duy trì năng suất, dẫn đến khả năng mất doanh thu và giảm sức cạnh tranh. Ngoài ra, lực lượng lao động hiện tại chịu áp lực lớn hơn, dẫn đến tỷ lệ nhân viên nghỉ việc cao hơn và tinh thần làm việc giảm sút.

Tự động hóa từ lâu đã là một phần không thể thiếu của sản xuất, với robot đảm nhận các nhiệm vụ lặp đi lặp lại và nguy hiểm. Những năm gần đây, việc sử dụng robot tại Mỹ đã tăng mạnh. Theo một nghiên cứu gần đây của Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR), số lượng robot công nghiệp đang hoạt động đã tăng 14% vào năm 2023, đạt mức cao kỷ lục. Trong thời gian gần đây, các robot được điều khiển bởi AI đã nổi lên như một giải pháp hứa hẹn để giải quyết tình trạng thiếu nhân lực bằng cách tự động hóa các công việc phức tạp và giảm sự phụ thuộc vào lao động con người.

Nguồn: Liên đoàn Robot Quốc tế

Trí tuệ nhân tạo mang lại tiềm năng rất lớn cho robot, với nhiều lợi ích trong sản xuất. Học máy giúp tối ưu hóa quy trình, bảo trì dự đoán và robot có khả năng nhận diện thị giác. Điều này đặc biệt quan trọng trong thời điểm thiếu lao động. Các robot được dẫn dắt bởi AI, được trang bị camera và phần mềm phức tạp, có thể phản ứng với môi trường xung quanh, thể hiện khả năng phối hợp tay-mắt cần thiết để xử lý các nhiệm vụ đa dạng.

Robot sử dụng AI-vision thay thế những công việc mà trước đây phải làm thủ công, giảm bớt gánh nặng cho người lao động khỏi các công việc lặp đi lặp lại và có tính chất ergonomics (thiết kế công thái học) khó khăn. Quá trình tự động hóa này đảm bảo sản xuất liên tục và độ tin cậy cao mà không yêu cầu nhân viên làm việc theo ca khó khăn như ca đêm hoặc khi thiếu vắng lao động. AI được triển khai để giải quyết những khoảng trống trong tự động hóa, đặc biệt là ở những nơi các giải pháp truyền thống gặp khó khăn với các biến đổi quy trình, gây ra tình trạng gián đoạn sản xuất hoặc các vấn đề về chất lượng.

Ứng dụng của Robot được điều khiển bởi AI

Robot điều khiển bởi AI được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm ô tô, điện tử và hàng tiêu dùng, đặc biệt trong các quy trình lắp ráp và kiểm tra cuối dây chuyền, nơi điều kiện nhà máy thay đổi và robot cần xử lý các biến đổi về vị trí, hình dạng, màu sắc, nền và ánh sáng. Các ứng dụng chính bao gồm lắp ráp, siết ốc, lắp đặt cáp, xử lý bộ phận phản chiếu và hướng dẫn đầu dò cho các quy trình kiểm tra an toàn điện và phát hiện rò rỉ.

Ví dụ, một nhà sản xuất ô tô hàng đầu tại Mỹ sử dụng phần mềm AI-vision để tự động hóa việc siết ốc. Tại một cơ sở ở Bắc Mỹ, nhà sản xuất này lắp ráp ghế xe trên các thanh ray. Trong quá trình này, họ gặp phải nhiều loại biến đổi như vị trí của ốc vít thay đổi do quá trình vặn trước thủ công, hệ thống băng chuyền được thiết kế cho con người và các bộ phận không đồng đều từ nhà cung cấp. Hơn nữa, điều kiện ánh sáng không ổn định gây khó khăn cho các hệ thống thị giác truyền thống.

Robot được trang bị phần mềm AI-vision chọn chính xác dây cáp. Xử lý dây cáp được coi là một trong những lĩnh vực khó nhất trong tự động hóa.

Nhà sản xuất này đã tự động hóa bảy nhiệm vụ siết ốc mà trước đây không thể thực hiện được bằng các phương pháp tự động hóa truyền thống. Họ sử dụng các robot cộng tác (cobots) tích hợp hệ thống AI-vision. Mỗi hệ thống tiết kiệm hơn 200.000 USD mỗi năm. Các hệ thống tự động này xử lý các biến đổi về vị trí ốc, ánh sáng và các thành phần không đồng nhất từ nhà cung cấp với tỷ lệ thành công gần 100%, giúp tăng năng suất sản xuất và giảm can thiệp thủ công.

Một ví dụ khác là kiểm tra rò rỉ ở tủ lạnh. Trong quá trình sản xuất tủ lạnh, một đầu dò kiểm tra rò rỉ sẽ được di chuyển dọc theo ống dẫn phía sau tủ lạnh để kiểm tra xem liệu chất làm lạnh có bị rò rỉ tại các điểm hàn hay không. Các rò rỉ khí nhỏ tới 0,5 gram mỗi năm cần được phát hiện chính xác. Vị trí của các ống dẫn và hình dạng, màu sắc của các điểm hàn đều khác nhau đối với mỗi chiếc tủ lạnh. Thêm vào đó, tủ lạnh thường di chuyển trên băng chuyền trong quá trình kiểm tra. Tất cả những yếu tố này ngăn cản việc tự động hóa với các giải pháp thông thường.

Robot điều khiển bằng AI xử lý biến động trong việc định vị ốc vít, điều kiện ánh sáng và các thành phần không nhất quán, với tỷ lệ thành công gần 100% trong quá trình tự động hóa siết ốc.

BSH, công ty dẫn đầu thị trường châu Âu về thiết bị gia dụng và là nhà sản xuất các thương hiệu cao cấp như Siemens, Bosch và Thermador, đã sử dụng AI-vision để tự động hóa thành công nhiều nhiệm vụ. Nhờ phần mềm AI-vision, các robot tại BSH có thể nhận diện chính xác các điểm hàn và định vị đầu dò kiểm tra rò rỉ một cách chính xác nhờ khả năng nhận thức môi trường xung quanh. BSH đã có thể giảm chi phí vận hành liên tục, bảo trì và khắc phục sự cố. Giải pháp AI-vision này được triển khai trong quy trình sản xuất hàng loạt 24/6 và đảm bảo chất lượng cao cùng với độ tin cậy tuyệt đối.

Triển khai nhanh chóng

Việc triển khai robot điều khiển bằng AI đơn giản hơn so với các giải pháp tự động hóa truyền thống và việc đào tạo phần mềm AI cũng không phức tạp, thường chỉ cần ghi lại một số kịch bản với camera. Một vài giờ đào tạo có thể cung cấp đủ dữ liệu cho thuật toán AI. Một số giải pháp AI thậm chí có thể tự huấn luyện bằng cách thu thập dữ liệu hình ảnh cần thiết. Điều này loại bỏ nhu cầu phải thuê các chuyên gia về thị giác máy tính hay AI. Các đội ngũ hỗ trợ khách hàng của các công ty AI có thể hỗ trợ triển khai và đào tạo nhân viên tại chỗ.

Tùy vào độ phức tạp của công việc, các robot điều khiển bằng AI có thể hoạt động trong vòng một đến hai ngày. Các ứng dụng đã được đào tạo có thể dễ dàng chuyển sang các robot khác, cho phép tự động hóa nhanh chóng nhiều trạm. Các robot hiện có có thể được nâng cấp với AI-vision và việc đào tạo lại cho các nhiệm vụ hoặc thiết lập mới diễn ra nhanh chóng và đơn giản.

Robot được điều khiển bởi AI-vision vượt qua những biến đổi về vị trí của ống dẫn và hình dạng, màu sắc của các điểm hàn khi kiểm tra tủ lạnh để phát hiện rò rỉ.

Ưu điểm về sản xuất

Các ưu điểm khác của phần mềm AI-vision bao gồm tăng hiệu quả hoạt động và giảm chi phí, như:

• Khả năng thích ứng với các biến đổi: AI vượt trội trong việc xử lý các điều kiện nhà máy thay đổi, giúp robot xử lý các biến đổi về vị trí, hình dạng, màu sắc, nền và ánh sáng.

• Tăng hiệu quả và sự ổn định: AI-vision đảm bảo hoạt động 24/7 và đầu ra sản xuất ổn định.

• Linh hoạt: Robot điều khiển bằng AI phù hợp cho cả quy trình sản xuất đơn chiếc và hàng loạt. Thiết lập của chúng có thể nhanh chóng và tiết kiệm chi phí để thích ứng với các thay đổi trong quy trình. Chúng có thể được huấn luyện ngoài dây chuyền, nghĩa là không cần dừng sản xuất, giúp giảm bớt lo ngại về thời gian chết.

• Độ chính xác và tính chuẩn xác: Phần mềm AI đạt được độ chính xác ở mức milimet, rất quan trọng cho các nhiệm vụ như định vị đầu dò kiểm tra rò rỉ.

• Giảm chi phí: Tự động hóa các nhiệm vụ phức tạp giúp giảm nhu cầu lao động thủ công, giảm chi phí vận hành và bảo trì.

Việc sử dụng các công nghệ mới cũng mang lại lợi ích cho việc tuyển dụng và tăng sự hài lòng của lực lượng lao động cốt lõi. Đối với nhân viên, việc triển khai các giải pháp AI trong sản xuất có nghĩa là họ không còn phải thực hiện các công việc lặp đi lặp lại và không thoải mái, cũng như các ca làm việc đêm hoặc cuối tuần, từ đó cải thiện cân bằng giữa công việc và cuộc sống. Các robot dẫn dắt bởi AI giúp giảm bớt những nhiệm vụ đơn điệu, yêu cầu thể chất, đồng thời mở ra cơ hội để nhân viên nâng cao trình độ và đảm nhận các trách nhiệm mới, chẳng hạn như lập kế hoạch và điều phối các ứng dụng robot.