Οι σύγχρονες βιομηχανίες υιοθετούν ολοένα και περισσότερο τις προηγμένες τεχνολογίες του ψηφιακού μετασχηματισμού, με τις ευφυείς ρομποτικές συσκευές να έχουν πρωταγωνιστικό ρόλο και να προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα στις παραγωγικές μονάδες, σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη.
Της δρ. Βασιλικής Μπαλάσκα και του κ. Αντώνιου Γαστεράτου*
Οι σύγχρονες τάσεις στη βιομηχανική παραγωγή χαρακτηρίζονται από τον ψηφιακό μετασχηματισμό που διαμορφώνει τις νέες συνθήκες εργασίας και παραγωγής. Η υιοθέτηση τεχνολογιών όπως είναι το διαδίκτυο των πραγμάτων και η τεχνητή νοημοσύνη, η ανάλυση μεγάλων δεδομένων και οι προηγμένες ρομποτικές λύσεις επιτρέπουν την αυτοματοποίηση και τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών παραγωγής, καθιστώντας τις πιο αποδοτικές και βιώσιμες (Marinagi et al., 2023).
Η εφαρμογή αυτών των καινοτόμων τεχνολογιών έχει ήδη επηρεάσει σημαντικά τη βιομηχανία, δημιουργώντας νέες ευκαιρίες για ανάπτυξη και βελτίωση της παραγωγικότητας. Συγκεκριμένα, οδηγούν στη δημιουργία αυτοματοποιημένων, έξυπνων και διασυνδεδεμένων συστημάτων παραγωγής, με αποτέλεσμα τη βελτιστοποίηση των διεργασιών, τη μείωση των λειτουργικών εξόδων και την αύξηση της προσαρμοστικότητας στις απαιτήσεις της αγοράς.
Έτσι, οι βιομηχανίες μπορούν να αυξήσουν την ευελιξία τους, να μειώσουν το κόστος και να ενισχύσουν την ανταγωνιστικότητά τους στην παγκόσμια αγορά. Παράλληλα, η ανάπτυξη των κυβερνοφυσικών συστημάτων επιτρέπει τη διασύνδεση φυσικών και ψηφιακών διαδικασιών, ώστε να υπάρχει άμεση επικοινωνία και αυτονομία στα συστήματα παραγωγής.
Το επόμενο εξελικτικό στάδιο του βιομηχανικού τομέα επικεντρώνεται στη συνεργασία ανθρώπων και μηχανών, ενσωματώνοντας τεχνολογίες αυτοματισμού σε ένα ανθρωποκεντρικό πλαίσιο. Η μετάβαση αυτή χαρακτηρίζεται από τη χρήση της τεχνητής νοημοσύνης, των ψηφιακών διδύμων, του διαδικτύου των πραγμάτων και της ρομποτικής προς μία βιώσιμη και εξατομικευμένη παραγωγή.
Η μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος αποτελεί πλέον βασικό άξονα ανάπτυξης, παράλληλα με πολιτικές που αφορούν την ανακύκλωση πρώτων υλών, την ελαχιστοποίηση της σπατάλης και τη χρήση πράσινων τεχνολογιών για μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης.
Για την εξατομίκευση των προϊόντων σύμφωνα με τις ανάγκες των καταναλωτών, ο ρόλος της ρομποτικής είναι κρίσιμος καθώς επιτρέπει την αυτοματοποίηση των παραγωγικών διαδικασιών, παρέχοντας μεγαλύτερη ακρίβεια, επαναληψιμότητα και ταχύτητα στην κατασκευή προϊόντων.
Οι ευφυείς ρομποτικές συσκευές, εξοπλισμένες με αισθητήρες και μηχανισμούς μάθησης, μπορούν να προσαρμόζονται δυναμικά σε διαφορετικές συνθήκες παραγωγής, μειώνοντας το χρόνο προσαρμογής και αυξάνοντας την αποδοτικότητα (Varriale et al., 2023).
Η συνεργασία ανθρώπων και ρομπότ προσφέρει σημαντικές βελτιώσεις στις συνθήκες εργασίας, καθώς τα ρομπότ μπορούν να αναλαμβάνουν βαριές ή επικίνδυνες εργασίες, αφήνοντας στους ανθρώπους καθήκοντα υψηλής προστιθέμενης αξίας (Duan, Jianguo, et al, 2024).
Επιπλέον, οι σύγχρονες ρομποτικές λύσεις επιτρέπουν την ανάπτυξη ευέλικτων γραμμών παραγωγής, ικανών να προσαρμόζονται δυναμικά σε αλλαγές ζήτησης.
Δυνατότητες προσομοίωσης
Παράλληλα, τα συστήματα ψηφιακών διδύμων επιτρέπουν τη δημιουργία εικονικών αναπαραστάσεων των φυσικών βιομηχανικών διαδικασιών, προσφέροντας τη δυνατότητα προσομοίωσης και ανάλυσης διαφορετικών σεναρίων, πριν από την εφαρμογή αλλαγών στο φυσικό περιβάλλον.
Αυτό παρέχει άμεσες λύσεις στα πολυσύνθετα προβλήματα που ανακύπτουν από την εφαρμογή της εξατομικευμένης παραγωγής. Μέσω τέτοιων τεχνολογιών που προάγουν τον ψηφιακό μετασχηματισμό στη βιομηχανία, οι επιχειρήσεις μπορούν να προβλέψουν πιθανά προβλήματα και να βελτιστοποιήσουν τις διαδικασίες παραγωγής (Ghobakhloo et al., 2024).
Ακόμη, η δυνατότητα προγνωστικής συντήρησης, μέσω της συλλογής και ανάλυσης δεδομένων από αισθητήρες σε πραγματικό χρόνο, βελτιώνει περαιτέρω την απόδοση των βιομηχανικών εγκαταστάσεων και μειώνει το χρόνο διακοπής λειτουργίας των συστημάτων.
Η συλλογή δεδομένων από αισθητήρια, η οποία προσφέρεται από την τεχνολογία του διαδικτύου των πραγμάτων, επιτρέπει αυξημένη διαφάνεια στις παραγωγικές διαδικασίες. Επιπλέον, τα δίκτυα έξυπνων αισθητήρων συμβάλλουν στη διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας σε πραγματικό χρόνο, μειώνοντας καθυστερήσεις και βελτιώνοντας τη ροή πρώτων υλών και προϊόντων (Balaska et al., 2022).
Απομακρυσμένη συντήρηση
Τέλος, η υιοθέτηση της επαυξημένης πραγματικότητας (Agrawal and Narain, 2023) στη βιομηχανική παραγωγή προσφέρει νέες δυνατότητες στην εκπαίδευση του προσωπικού, στην απομακρυσμένη συντήρηση και στην εποπτεία των διαδικασιών. Με τη χρήση συστημάτων επαυξημένης πραγματικότητας, οι εργαζόμενοι μπορούν να αλληλεπιδρούν με τα δεδομένα των ψηφιακών διδύμων και των ρομποτικών συστημάτων σε ένα εικονικό περιβάλλον, κάτι που βελτιώνει την κατανόηση των διαδικασιών και τη λήψη αποφάσεων.
Οι εφαρμογές επαυξημένης πραγματικότητας μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για εικονικές εκπαιδεύσεις σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, επιτρέποντας στους εργαζόμενους να εξασκούνται σε ασφαλές περιβάλλον προτού αναλάβουν πραγματικά καθήκοντα (Kosmidis et al., 2024). Επιπρόσθετα, η επαυξημένη πραγματικότητα δίνει τη δυνατότητα βελτιωμένης απομακρυσμένης τεχνικής υποστήριξης, επιτρέποντας σε ειδικούς να καθοδηγούν το προσωπικό μέσω διαδραστικών οπτικών οδηγιών σε πραγματικό χρόνο.
Η συνεχής εξέλιξη του παραγωγικού τομέα και η μετάβαση σε πιο ανθρωποκεντρικές λύσεις διαμορφώνουν ένα μέλλον όπου η τεχνολογία, η ρομποτική και η ψηφιακή συνδεσιμότητα συνδυάζονται για τη δημιουργία ευφυών, προσαρμοστικών και βιώσιμων βιομηχανικών οικοσυστημάτων.
Η ενσωμάτωση των προηγμένων τεχνολογιών επιτρέπει στις επιχειρήσεις να βελτιστοποιούν τις παραγωγικές τους διαδικασίες, να μειώνουν την κατανάλωση πόρων και να προσφέρουν υψηλότερη ποιότητα προϊόντων με μειωμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Μεταποίηση
Επιπλέον, η σύνδεση της ανθρώπινης δημιουργικότητας με τη ρομποτική παραγωγικότητα οδηγεί σε ένα περιβάλλον μεταποίησης στο οποίο η παραγωγική διαδικασία γίνεται πιο ανθεκτική, προσαρμοζόμενη και βιώσιμη.
Η αυξανόμενη χρήση τεχνητής νοημοσύνης και ανάλυσης δεδομένων διευκολύνει τη λήψη αποφάσεων, ενώ οι δυνατότητες των ψηφιακών διδύμων επιτρέπουν τον ακριβή προγραμματισμό και την ελαχιστοποίηση των λαθών.
Καθώς η τεχνολογία συνεχίζει να εξελίσσεται, η μεταποίηση θα εστιάζει ακόμη περισσότερο στη συνεργασία ανθρώπου – μηχανής, διαμορφώνοντας ένα παραγωγικό μοντέλο που θα βασίζεται στη συνέργεια της τεχνητής νοημοσύνης με την ανθρώπινη εμπειρία, επιτρέποντας την υλοποίηση εξατομικευμένων και υψηλής ποιότητας προϊόντων σε μεγάλη κλίμακα.
Σε ένα τέτοιο περιβάλλον, η τεχνολογία και η ψηφιακή συνδεσιμότητα συνδυάζονται για τη δημιουργία ευφυών, προσαρμοστικών και βιώσιμων βιομηχανικών οικοσυστημάτων. Οι βιομηχανίες που θα επενδύσουν στρατηγικά στις τεχνολογίες αυτές θα αποκτήσουν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα, υψηλότερη ποιότητα προϊόντων, μεγαλύτερη ευελιξία στην παραγωγή και ταχύτερη ανταπόκριση στις απαιτήσεις της αγοράς.
* Η δρ. Βάσια Μπαλάσκα είναι Μεταδιδακτορική συνεργάτιδα στο Εργαστήριο Ρομποτικής και Αυτοματισμών του Τμήματος Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης στο ΔΠΘ. Ο κ. Αντώνιος Γαστεράτος είναι καθηγητής και Διευθυντής του Εργαστηρίου Ρομποτικής και Αυτοματισμών του Τμήματος Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης στο ΔΠΘ.
Αναφορές:
Marinagi, C., et al. (2023). The impact of industry 4.0 technologies on key performance indicators for a resilient supply chain 4.0. Sustainability, 15(6), 5185.
Varriale, V., et al. (2023). Industry 5.0 and triple bottom line approach in supply chain management: the state-of-the-art. Sustainability, 15(7), 5712.
Duan, J., Zhuang, L., Zhang, Q., Zhou, Y., & Qin, J. (2024). Multimodal perception-fusion-control and human–robot collaboration in manufacturing: A review. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 132(3), 1071-1093.
Ghobakhloo, M., et al. (2024). A practical guide on strategic roadmapping for information and operations technology management: a case study on industry 5.0 transformation. Journal of Industrial and Production Engineering, 1-25.
Konstantinidis, F. K., Balaska, V., Symeonidis, S., Mouroutsos, S. G., & Gasteratos, A. (2022, June). AROWA: An autonomous robot framework for Warehouse 4.0 health and safety inspection operations. In 2022 30th Mediterranean Conference on Control and Automation (MED) (pp. 494-499). IEEE.
Balaska, V., Folinas, D., Konstantinidis, F. K., & Gasteratos, A. (2022, June). Smart counting of unboxed stocks in the warehouse 4.0 ecosystem. In 2022 IEEE International Conference on Imaging Systems and Techniques (IST) (pp. 1-6). IEEE.
Agrawal, P., and Narain, R. (2023). Analysis of enablers for the digitalization of supply chain using an interpretive structural modelling approach. International Journal of Productivity and Performance Management, 72(2), 410–439.
Kosmidis, M., Antoniou, S., Balaska, V., Kansizoglou, I., & Gasteratos, A. (2024, October). Towards Warehouse 5.0: A Framework of Human-Centered Technologies. In 2024 IEEE International Conference on Imaging Systems and Techniques (IST) (pp. 1-6). IEEE.
