Как коботы ускорили процессы упаковки чая на заводе Unilever

О заказчике

Unilever — одна из крупнейших мировых компаний в сфере производства товаров повседневного спроса (FMCG) и владелец около 400 брендов, доступных в более чем 190 странах. Компании Unilever принадлежат четыре завода в Польше. Крупнейший из них расположен в городе Катовице. Этот завод специализируется на упаковке чая, который доставляется на предприятие в мешках весом по 25 кг.

Компании Unilever принадлежат четыре завода в Польше

Предпосылки проекта

На заводе Unilever в Катовице занято около 400 человек, которые работают в двух производственных цехах. Дариуш Ратайчак (Dariusz Ratajczak), старший специалист по автоматизации в Unilever, объясняет, что в течение долгого времени компании было трудно найти и удержать сотрудников, выполняющих вручную однообразные задачи, связанные с упаковкой и укладкой грузов на поддоны, — задачи, которые также требовали физических усилий из-за размеров обрабатываемой продукции.

Unilever необходимо было решение, автоматизирующее эти процессы. Найти адаптивного робота с требуемой грузоподъемностью и радиусом действия, а также интуитивно понятным управлением и программированием было непросто. Конкретные задачи нужно было разделить на подпроцессы для того, чтобы последовательно автоматизировать отдельные этапы, освобождая людей от выполнения работ, требующих физических усилий, и направляя их на выполнение более значимых задач.

Каждый год всё меньше людей хотят получить работу, связанную с укладкой грузов на поддоны, но на наших заводах это ключевой процесс, который должен выполняться эффективно, — объясняет Дариуш Ратайчак. — Для упаковки нам нужен был робот с достаточным радиусом действия руки-манипулятора. Задача, которую должен был выполнять робот, заключалась в том, чтобы поднимать различные коробки с чаем и помещать их на поддон.

Решение

Специалисты Unilever рассмотрели множество вариантов, но, в конце концов, решили протестировать коботов компании Universal Robots. Кобот UR10 с радиусом действия 1300 мм и грузоподъемностью 10 кг прошел всесторонние испытания на заводе Unilever в Катовице. Для выполнения задач по упаковке чая использовалось вакуумное захватное устройство. Испытания прошли успешно, и компания приняла решение ввести коботов модели UR10 в эксплуатацию.

Unilever выбрала коботов модели UR10 из-за большого радиуса действия, высокой грузоподъемности, адаптивности и простоты использования

Внедрение в производство первого кобота выполнялось специалистом по системной интеграции и заняло около 3 недель. Первичный инструктаж команды автоматизации Unilever, касающийся программирования роботов, был проведен дистрибьютором UR коботов, компанией Encon-Koester (известной под новым брендом ProCobot).

Итоги проекта

Компания Unilever полностью автоматизировала две производственные линии в Катовице, где теперь шесть роботов UR10 выполняют задачи, связанные с упаковкой чая. До внедрения средств автоматизации все эти задачи выполнялись человеком. Операторы тратили около 70% времени на упаковку и 30% на паллетирование.

Решены следующие проблемы автоматизации:

• сокращение времени на упаковку
• повышение эффективности укладки грузов на поддоны
• переориентация сотрудников на иные задачи
• полная автоматизация процесса паллетирования

Благодаря тому, что процесс паллетирования был полностью автоматизирован с помощью коботов, операторы были освобождены от выполнения 30% задач. Коботы выполняют самые утомительные задачи, а также отличаются высокой продуктивностью, укладывая на поддоны около 1100 коробок в течение восьмичасовой рабочей смены. В процессе паллетирования UR10 помещает каждую коробку на поддон в соответствии с заранее заданным шаблоном.

Компания Unilever полностью автоматизировала две производственные линии в Катовице, где теперь шесть роботов UR10 выполняют задачи, связанные с упаковкой чая

Внедрение первого кобота UR заняло около 3 недель, — вспоминает Давид Мрочек (Dawid Mroczek), специалист по автоматизации Unilever. — Сейчас его можно ввести в эксплуатацию всего за несколько часов. Задача программиста состоит в том, чтобы определить точки захвата и размеры коробок.

Особенности проекта

На предприятии Unilever программирование роботов зависит от формы и размера картонной упаковки. Однако во всех случаях этот процесс происходит аналогично. После того, как заданное количество коробок на поддоне достигнуто, UR10 начинает заполнять следующий слой. На поддоне обычно размещается от шести до десяти слоев, при этом в каждом слое от 10 до 21 коробки. Когда процесс упаковки одного слоя завершен, кобот вычисляет новую высоту уровня и отмечает начальную точку для следующего слоя. Когда оператор замечает, что UR10 начинает укладывать коробки на следующий поддон, он просто забирает уже заполненный.

Задачи, которые были решены коллаборативными роботами:

• процесс паллетизации
• послойная укладка упакованных коробок с чаем

Укладка одного поддона занимает примерно 20 — 30 минут. Во время упаковки используется как режим совместной работы, так и режим автономной работы кобота. Когда сотрудник входит в рабочее пространство UR10, робот немедленно переключается в режим совместной работы для обеспечения безопасности персонала. Сканеры безопасности установлены в трех положениях в зоне производственного модуля для того, чтобы отслеживать вхождение персонала в рабочее пространство.

UR10 поднимает упакованную коробку и помещает её на поддон, освобождая сотрудников от тяжелой физической работы

Перед тем, как внедрить в производство коботов от Universal Robots, специалисты по автоматизации Unilever рассматривали готовое к эксплуатации решение, в частности, роботов-паллетоукладчиков. Принимая во внимание все плюсы и минусы, команда решила, что коботы будут более адаптивными, более простыми в использовании и обеспечат быструю окупаемость инвестиций.

Ключевые факторы эффективности:

• предоставление инструментов и информации, позволяющих сотрудникам быстро изучить процесс программирование коботов
• интуитивное управление коллаборативными роботами
• возможность программировать сложные задачи для робота уже через несколько месяцев
• освобождение сотрудников от тяжелой физической работы

Внедрение в производство коботов UR10 позволило нам сократить время на упаковку и в то же время значительно улучшить эргономику рабочего пространства. До внедрения автоматизации сотрудникам приходилось выполнять монотонные операции, в том числе наклоняться, чтобы разместить коробки в нижних слоях поддона. Эту изнурительную работу полностью взяли на себя коботы UR, — объясняет Дариуш Ратайчак (Dariusz Ratajczak), старший специалист по автоматизации Unilever, добавляя, что предполагаемый срок окупаемости инвестиций в кобота UR составляет примерно 12 месяцев.

Варианты развития проекта

Возможность внедрения коллаборативных роботов также рассматривается на других заводах Unilever, и специалисты по автоматизации из Катовице готовы поделиться своим опытом, объясняя, как они решили проблему паллетирования с помощью коботов. Команда из Катовице также работает над автоматизацией процесса депаллетизации, который позволяет коботам поднимать и переносить материалы, необходимые для производства.

Робототехника