Industrial Robot Application Trend in World’s Metal Industry

Abstract

Technological success implies technical solution improvement in automation domain of technological process and intelligent system application in different branches of industry, along with a metal industry. A huge number of robot applications exist today in metalworking industry. Their application is motivated with the technical and economical reasons like: quality improvement of the completed products (machine processing and other), fallout decrease (in the assembly process), rate enlargement of the homogeneity-constancy quality (in all process linked to robot application repeatability), security operation rate enlargement (in aggressive, burning, explosive and other areas, with the high rate of robot protection), decrease of necessary work force of routine and repeatability process, manufacture cost minimizing and overall maintenance, fulfilling of demands required by a competition and more rigorous quality standards. Besides the technical advantages, which is carried out owing to the robot application, it is necessary to emphasize that rationality of the robot application in particular operations is principally conditioned with the manufacturing volume and the operation character which the robot (or more robots) needs to carry out. This paper provides an analysis of the industrial robot applications in metal industry worldwide, with a detailed analysis according to years and manufacturing process. The analysis has been carried out on all four continents: Europe, Asia, America and Africa. The parallel analysis with the other industries has been given in addition to analysis of economic justification of robot application in manufacturing process. The results of this research show increasing robot application in metal industry and in other industries, which was a primary goal of this research. By using available data concerning installed robots worldwide, such as analyzing profitability and economic justification of robot implementation in manufacturing process, and as a result of this research, the trend of robot application in metal industry has increasing trend today.DOI: http://dx.doi.org/10.5755/j01.ee.23.4.2567Be technikos privalumų, kurie atsirado pradėjus naudoti robotus, būtina pabrėžti, kad robotų pritaikymo konkrečioms operacijoms racionalumas yra susijęs daugiausiai su gamybos apimtimi ir operacijomis, kurias turi atlikti robotas (arba keli robotai) pobūdžiu. Technologinė sėkmė reiškia techninių sprendimų patobulinimą technologinių procesų automatizacijos srityje ir tinkamą sistemos pritaikymą skirtingose pramonės šakose, kartu įskaitant ir metalo pramonę. Šiuo metu egzistuoja daugybė robotų pritaikymo būdų metalo apdirbimo pramonėje. Jų taikymas yra nulemtas techninių ir ekonominių priežasčių, tokių kaip: baigtų gaminių kokybės gerinimas (mašininis apdirbimas ir kt.), šalutinių rezultatų sumažinimas (surinkimo procese), kokybės vienodumo-pastovumo normos padidinimas (visuose procesuose susietuose su robotų pritaikymo kartotinumu), apsaugos operacijų normos padidinimas (degiose, sprogiose ir kitose srityse, turinčiose aukštą robotų apsaugos normą), būtinos darbo jėgos kasdieniams ir pakartotiniams procesams sumažinimas, gamybos kaštų minimizavimas ir bendra priežiūra, konkurencijos keliamų reikalavimų ir daugybės griežtų kokybės standartų įvykdymas. Pasaulyje pramoninių robotų taikymas metalo pramonėje gausiausias yra gaminant variklius ir automobilius. Metalo apdirbimo pramonėje robotų panaudojimas apdoroti sunkiuosius metalus, mažėja. Vertinant robotų panaudojimą per metus, mažiausias jų taikymas buvo užfiksuotas 2009 metais, nors bendras robotų taikymas metalo pramonėje 2008-2010 metais didėjo. Tokios pramoninių robotų pritaikymo krypties metalo pramonėje buvo tikimasi dėl gamybos procesų ir rinkos automatizavimo ir modernizacijos, dėl didelio variklių ir automobilių kompanijų konkurencingumo ir poreikio patenkinti vartotojų keliamas sąlygas. Pagal pramoninių robotų naudojimą per metus lyginant su kitomis pramonės šakomis( žr. 7 pav.), antrą vietą užima elektros pramonė, po to chemijos pramonė ir maisto pramonė. Aptariant  8 paveikslėlį, matyti, kad pramoninių robotų pritaikymas metalo pramonėje Europoje pirmauja ir yra didesnis negu kitose pramonės šakose per metus. Per pastaruosius trejus metus robotų pritaikymas metalo pramonėje yra mažesnis lyginant su kitomis šakomis. Jeigu palyginsime pramoninių robotų pritaikymą metalo pramonėje (žr. 10 pav.), matysime, kad Azijoje jis skiriasi lyginant su Europa. Metiniu ir bendru lygiu pramoninių robotų pritaikymas yra mažesnis metalo pramonėje lyginant su kitomis pramonės šakomis Azijoje. Pramoninių robotų pritaikymas metalo pramonėje Amerikoje 2005-2009 metais yra didesnis už robotų pritaikymą kitose pramonės šakose. 2010 metais, pritaikymas metalo pramonėje yra mažesnis lyginant su kitomis pramonės šakomis. Po metalo pramonės robotų pritaikymo eina elektros pramonė, po to chemijos pramonė ir maisto pramonė. Afrikoje pramoninių robotų pritaikymas yra apleistas lyginant su Europa, Amerika ir Azija/ Australija, tačiau į jį atsižvelgiama. Didžiausias pramoninių robotų pritaikymas yra metalo pramonėje, daugiau kaip 90 %. Šiame darbe pateikiama pramoninių robotų pritaikymo metalo pramonėje (visame pasaulyje) analizė, išskaidant ją atskirai pagal metus ir gamybos procesus. Analizė buvo atlikta visų keturių žemynų: Europos, Azijos, Amerikos ir Afrikos. Pateikta lygiagreti kitų pramonės šakų analizė. Pateiktos robotų pirkimo kainos, taip pat tam tikrų roboto savybių, suteikiančių tam tikrus privalumus lyginant su rankų darbu analizė. Panaudojant tyrimo duomenis, išsamiai atskleidžiamas robotų sistemos ekonomiškumas ir rentabilumas gamybos procese, lyginant su žmogaus darbo kaštais. Atliktas tyrimas leidžia daryti prielaidą, kad ateityje robotų panaudojimas  metalo pramonėje ir kitose pramonės šakose didės.DOI: http://dx.doi.org/10.5755/j01.ee.23.4.2567