Robot kiểm soát chất lượng trong sản xuất

Trong ngành công nghiệp sản xuất ngày nay, kiểm soát chất lượng sản xuất là một thành phần quan trọng, đảm bảo rằng các sản phẩm được sản xuất đáp ứng được những tiêu chuẩn xuất sắc đã được đề ra. Điều đó dẫn đến việc áp dụng robot dần trở thành một tài sản quan trọng trong lĩnh vực này, giúp tăng cường quy trình đảm bảo chất lượng với độ chính xác và hiệu quả cao. Việc tích hợp robot vào quy trình kiểm soát chất lượng đã cung cấp cho nhà sản xuất một phương tiện đáng tin cậy để duy trì sự nhất quán của sản phẩm khi đối mặt với những tiêu chuẩn phức tạp của quá trình sản xuất.

Tích hợp robot vào quy trình kiểm soát chất lượng

Bài viết này sẽ mô tả cách sử dụng robot để kiểm soát chất lượng trong lĩnh vực sản xuất, khám phá các loại robot khác nhau đang hoạt động, lợi ích và hạn chế của chúng, cung cấp góc nhìn sâu sắc về quy mô thị trường của hệ thống kiểm soát chất lượng bằng robot. Bằng cách hiểu chủ đề này, các chuyển gia trong ngành công nghiệp và những người điều hành doanh nghiệp có thể hiểu rõ hơn về vai trò của robot đối với việc kiểm soát chất lượng sản xuất.

Robot được áp dụng như thế nào trong việc kiểm soát chất lượng sản xuất?

Robot được áp dụng như thế nào trong việc kiểm soát chất lượng sản xuất

Hệ thống robot trong quy trình sản xuất đã đảm nhận vai trò then chốt trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm thông qua những quy trình phức tạp khác nhau. Một trong những cách kiểm soát chất lượng phổ biến nhất là thông qua hệ thống kiểm tra tự động, trong đó robot được trang bị hệ thống camera và cảm biến có độ phân giải cao để kiểm tra tỉ mỉ các sản phẩm khi chúng di chuyển dọc trong dây chuyền sản xuất. Ví dụ như, trong ngành công nghiệp lắp ráp ô tô, robot được sử dụng để kiểm tra các mối hàn và lớp sơn hoàn thiện, việc này vốn đòi hỏi một mức độ chi tiết hoàn thiện cao, vượt xa những gì người thường có thể làm được.

Hệ thống robot kiểm tra các mối hàn trong quá trình lắp ráp ô tô

Một ứng dụng thực tế khác của robot là trong lĩnh vực sản xuất linh kiện điện tử, trong lĩnh vực này robot sẽ thực hiện kiểm tra độ chính xác trên các hệ thống bo mạch. Được trang bị hệ thống thị giác tiên tiến, robot có thể nhanh chóng xác định các khiếm khuyết như sai lệch hoặc thiếu các thành phần, công việc này không những tẻ nhạt mà còn hay xảy ra lỗi nếu để con người làm.

Hệ thống robot kiểm tra độ chính xác trên các bảng mạch

Hơn nữa, trong ngành dược phẩm, robot sẽ đảm nhận và kiểm tra lọ, ống tiêm, đảm bảo rằng chúng được niêm phong đúng cách và chứa đúng liều lượng thuốc, đây là một yếu tố quan trọng đảm bảo sự an toàn cho bệnh nhân sử dụng. Sự hỗ trợ bằng robot này mang lại sự nhất quán và độ chính xác cao cho ngành công nghiệp với tỷ lệ sai sót hầu như không tồn tại.

Robot đảm nhận kiểm trạ lọ, ống tiêm

Bằng cách tích hợp với các công cụ phân tích dữ liệu, các hệ thống robot này cũng có thể hỗ trợ trong việc phân tích và dự đoán. Chúng có thể phát hiện những thay đổi nhỏ trong chức năng của thiết bị hoặc chất lượng sản phẩm, cảnh báo những vấn đề tiềm ẩn cho những người vận hành trước khi chúng trở thành vấn đề nghiêm trọng.

Hệ thống thị giác trong robot

Việc sử dụng robot trong các quy trình kiểm soát chất lượng thể hiện sự thay đổi đáng kể hướng tới các phương pháp sản xuất hiệu quả, chính xác và đáng tin cậy hơn, hỗ trợ cho các ngành công nghiệp cung cấp các sản phẩm hoàn hảo ra thị trường.

Những loại robot nào thường được sử dụng đế kiểm soát chất lượng sản xuất

Những loại robot nào thường được sử dụng để kiểm soát chất lượng sản xuất

Mỗi lĩnh vực sản xuất được sử dụng nhiều loại robot khác nhau trong việc kiểm soát chất lượng, mỗi loại được thiết kế để thực hiện các chức năng cụ thể với hiệu quả cao. Robot có khớp nối, với các khớp quay là một trong những loại robot linh hoạt nhất. Chúng thường được sử dụng cho các nhiệm vụ đòi hỏi nhiều chuyển động, chẳng hạn như nhặt và đặt các bộ phận lên xuống hoặc đưa tay vào những không gian chật hẹp để tiến hành kiểm tra.

Robot SACRA (SCARA robots)

Robot SCARA nổi tiếng với tốc độ và độ chính xác cao, rất lý tưởng cho các nhiệm vụ nhỏ như trong ngành điện tử, nơi chúng sẽ xử lý và kiểm tra các bộ phân nhỏ, mỏng manh như mạch điện tử. Cấu trúc cứng rắn và chuyển động chính xác khiến chúng đặc biệt hữu ích cho các công việc lặp đi lặp lại đòi hỏi độ chính xác cao.

SCARA robots

Robot nhện (Delta robots)

Robot nhện thường được dùng trong việc kiểm soát chất lượng sản phẩm nhờ tốc độ và độ chính xác vượt trội. Thiết kế của chúng cho phép chúng di chuyển nhanh chóng và chính xác theo 3 chiều, khiến chúng rất phù hợp để kiểm tra quy cách đóng gói ở trong ngành công nghiệp như thực phẩm và đồ uống. Các nhà sản xuất có thể kết hợp chúng với hệ thống thị giác để sắp xếp, định hình và kiểm tra sản phẩm ở tốc độ cao.

Delta robots

Hình ảnh thử nghiệm của Delta Robots

Robot cộng tác (Collaborative robots)

Robot cộng tác hay còn được gọi là Cobot, được thiết kế để hoạt động cùng với người vận hành. Những con robot này được trang bị những cảm biến cho phép chúng làm việc xung quanh con người trong khi có thể giảm thể các rủi ro khi làm việc cùng với robot khác. Cobot ngày càng trở nên phổ biến hơn cho các nhiệm vụ kiểm soát chất lượng vì chúng có thể dễ dàng tích hợp vào quy trình công việc hiện tại và yêu cầu ít sự thay đổi nhất trên dây chuyền sản xuất.

Collaborative robots

Robot di động (Mobile robots)

Robot di động hiện đang là sự chú ý của nhiều nơi sản xuất để sử dụng trong các nhà kho và nhà máy sản xuất. Chúng có thể vận chuyển hàng hóa tự địa điểm này đến địa điểm khác và đồng thời được trang bị khả năng kiểm tra để kiểm tra chất lượng sản phẩm trong chuỗi cung ứng. Mỗi loại robot mang đến những ưu điểm riêng cho quy trình kiểm soát chất lượng và việc lựa chọn robot thường phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của nhiệm vụ, chẳng hạn như tốc độ, độ chính xác, tầm với và khả năng tương tác với nhân viên là con người.

Mobile Robots

Lợi ích của việc áp dụng robot trong kiểm soát chất lượng sản xuất

Hệ thống robot trong quy trình kiểm soát chất lượng mang lại những lợi thế khác nhau cho quy trình nhưng lợi ích lớn nhất là giúp nâng cao quá trình sản xuất. Sau đây hãy cùng điểm qua những cách mà robot giúp nâng cao quá trình sản xuất.

Tính nhất quán và độ chính xác cao

Robot được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ với độ chính xác cao và có thể duy trì độ chính xác này trong thời gian dài mà không bị giảm năng suất, mang lại chất lượng sản phẩm ổn định. Điều này cực kỳ quan trọng khi thực hiện kiểm soát chất lượng trên các sản phẩm mà những chi tiết nhỏ bị sai lệch có thể làm ảnh hưởng đến toàn bộ sản phẩm, điển hình như kiểm tra các mối hàn trong ngành hàng không hoặc vũ trụ.

Tính nhất quán và độ chính xác cao

Tăng tốc độ sản xuất

Robot có thể hoạt động với tốc độ vượt xa khả năng của con người, điều này giúp tăng đáng kể tốc độ dây chuyền sản xuất và giúp tăng năng suất hoàn thành sản phẩm. Việc ghép nối robot nhện (Delta robot) với hệ thống thị giác để kiểm tra và phân loại sản phẩm đi qua dây chuyền sản xuất sẽ nhanh chóng và đáng kể hơn so với phiên bản thủ công của quá trình này.

Tăng tốc độ sản xuất

Giảm chi phí sản xuất theo thời gian

Mặc dù khoản đầu tư ban đầu vào hệ thống robot là rất lớn nhưng về lâu dài chúng có thể giúp tiết kiệm chi phí trong dài hạn thông qua việc nâng cao hiệu suất, giảm lượng phế phẩm và giảm tỷ lệ sản phẩm lỗi. Các nhà sản xuất thường xuyên tính toán các lợi ích do chất lượng sản xuất tăng, lưu lượng sản xuất gia tăng và giảm chi phí làm lại phế phẩm để xác định giá trị của một hệ thống kiểm soát tốt, điều này có thể giúp tiết kiệm chi phí về lâu về dài.

Giảm chi phí sản xuất theo thời gian

Cải thiện an toàn lao động

Robot có thể đảm nhận các công việc nguy hiểm hoặc không tốt cho sức khỏe của con người, giảm thiểu nguy cơ tai nạn và giúp người lao động tránh phải tiếp xúc với các điều kiện nguy hiểm. Cụ thể, nếu sản xuất diễn ra trong điều kiện không phù hợp với người thường, như nhiệt độ cực đoan hoặc môi trường để sản xuất chất bán dẫn, robot có thể thực hiện nhiệm vụ này mà không cần con người can thiệp. Việc cải thiện an toàn trong sản xuất ngày càng có nhiều tác động tích cực tới tinh thần làm việc của nhân viên và giảm thiểu rủi ro phải đối mặt với các hình phạt và kiện tụng từ các cơ quan quản lý.

Cải thiện an toàn lao động

Thu thập và phân tích dữ liệu

Hầu hết các hệ thống robot hiện đại đều có thể thu thập dữ liệu về chất lượng và các chỉ số khác của sản phẩm. Dữ liệu này có thể cung cấp những góc nhìn để tối ưu hóa quá trình sản xuất và chỉ ra những vấn đề tiềm ẩn sớm. Việc áp dụng robot để kiểm soát chất lượng sản xuất không chỉ là một bước khác trong quy trình sản xuất mà còn là việc tạo ra một hệ thống phân tích dữ liệu để kiểm tra, phân tích và điều chỉnh theo thời gian thực. Điều này khiến cho việc sử dụng robot trở thành một sự bổ sung có giá trị cho các hoạt động của nhà sản xuất.

Thu thập và phân tích dữ liệu

Tính linh hoạt cao

Nhiều hệ thống robot có thể được lập trình lại và trang bị thêm công cụ để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau, cho phép nhà sản xuất linh hoạt hơn trong sản xuất và tăng khả năng thích ứng đổi với những thay đổi về thiết kế hoặc nhu cầu của sản phẩm.

Những hạn chế của việc áp dụng robot trong việc kiểm soát chất lượng trong sản xuất

Mặc dù việc sử dụng robot đem lại nhiều lợi ích cho quy trình sản xuất nhưng việc này vẫn có những hạn chế mà các nhà sản xuất phải cân nhắc.

Chi phí đầu tư và bảo trì ban đầu lớn

Chi phí trả trước cho hệ thống robot có thể rất lớn, bao gồm chi phí cho bản thân robot, chi phí lắp đặt, lập trình và tích hợp vào các hệ thống hiện có của nhà máy. Ngoài ra, việc bảo trì và cập nhật liên tục có thể làm tăng thêm chi phí sản xuất chung.

Chi phí đầu tư và bảo trì ban đầu lớn

Độ phức tạp của kỹ thuật

Việc triển khai một hệ thống robot đòi hỏi một nguồn kiến thức và kỹ năng chuyên môn cao. Đòi hỏi các nhà sản xuất phải đối mặt với thách thức tìm kiếm nhân sự có trình độ cao để vận hành và bảo trì những loại máy móc tiên tiến này.
Ngoài ra, việc kết hợp robot vào một dây chuyền sản xuất đã được lắp đặt từ trước đôi khi có thể gặp khó khăn, đặc biệt là đối với những dây chuyền không được thiết kế ban đầu với mục đích tự động hóa.

Khả năng thích ứng bị hạn chế

Mặc dù robot có những khả năng vượt trội trong các nhiệm vụ có tính chất lặp đi lặp lại nhưng chúng thiếu khả năng thích ứng và giải quyết vấn đề như con người. Những tình huống phức tạp hoặc không lường trước được vẫn có thể cần đến sự can thiệp của con người để giải quyết. Điều quan trọng là phải hiểu rõ về những giới hạn của hệ thống robot trong những tình huống mà bạn gặp phải.

Khả năng thích ứng bị hạn chế

Hiểu được những hạn chế này là điều quan trọng để các nhà sản xuất có thể đánh giá một cách thực tế vai trò của robot trong quy trình kiểm soát chất lượng trong sản xuất và tìm cách đề ra những chiến lược phù hợp để giảm thiểu những thách thức này.

Quy mô thị trường của robot kiểm soát chất lượng

Thị trường của robot hỗ trợ kiểm soát chất lượng trong ngành sản xuất đang chứng kiến sự tăng trưởng đáng kể. Các ước tính gần đây cho thấy thị trường robot công nghiệp toàn cầu dự kiến sẽ đạt tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CARG) là 5,66% trong khoản thời gian từ năm 2022 đến năm 2027.
Nhu cầu tăng vọt về robot được thúc đẩy bởi nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm sự chú trọng ngày càng tăng vào độ chính xác và hiệu quả, nhu cầu giảm chi phí vận hành và sự gia tăng của chi phí nhân công lao động. Ngoài ra, những tiến bộ công nghệ đang làm cho robot trở nên dễ tiếp cận hơn và mang lại nhiều ứng dụng với mức chi phí tiết kiệm hơn.
Hiện này có một số ngành công nghiệp đang đi đầu trong việc áp dụng robot để kiểm soát chất lượng sản xuất. Đi đầu là ngành công nghiệp ô tô. Tiếp đến là ngành công nghiệp dược phẩm cũng đang nhanh chóng áp dụng các hệ thống robot để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng và an toàn nghiêm ngặt, đồng thời giảm chi phí sản xuất.

Hình ảnh về hệ thống thị giác

Khi công nghệ vẫn tiếp tục phát triển, dự kiến sẽ có nhiều ngành công nghiệp sử dụng robot để kiểm soát chất lượng, mở rộng ra nhiều thị trường hơn nữa. Sự tích hợp trí tuệ nhân tạo và máy học (machine learning) sẵn sàng tạo ra các hệ thống robot thông minh hơn nữa, có khả năng thực hiện các nhiệm vụ và đưa ra các quyết định phức tạp hơn, mở ra các phân khúc thị trường mới với nhiều cơ hội phát triển hơn.

Machine learning

Đối với các nhà sản xuất và các nhà điều hành, việc cập nhật thêm thông tin về thị trường robot và quỹ đạo của nó là điều cần thiết để thiết lập các kế hoạch chiến lược và duy trì lợi thế cạnh tranh đối với các đối thủ.

Nguồn tham khảo

Trong quá trình tìm hiểu thông tin để hoàn thiện bài viết này, chúng tôi có tham khảo một số dữ tiệu theo đường link dưới đây. Chúng tôi xin chân thành cám ơn các tác giả (tên được in đậm ngay sau tên tư liệu). Chúng tôi cũng không chịu bất cứ trách nhiệm gì nếu nội dung tham khảo bị thay đổi bởi bên thứ ba sau khi chúng tôi đăng bài viết này.

• 1. Quality control robots: Ensuring excellence for manufacturers , nguồn #Howtorobot

Tác giả bài viết
Catherine Bernier