Robot hình người đang trở thành biểu tượng mới của tự động hóa trong sản xuất. Tuy nhiên, robot công nghiệp truyền thống vẫn đảm nhiệm phần lớn công việc tự động hóa tại nhà máy. Vậy hai hướng đi này bổ sung cho nhau như thế nào?
Robot công nghiệp vẫn làm phần lớn công việc trong nhà máy
Robot hình người có khả năng di chuyển giữa các trạm làm việc, thu nhặt linh kiện và vận hành thiết bị thay con người. Chính vì vậy, chúng dần trở thành hình ảnh đại diện cho nhà máy hiện đại. Tuy nhiên, thực tế trong xưởng sản xuất lại khác với hình dung của nhiều người. Robot công nghiệp truyền thống mới là lực lượng gánh phần lớn khối lượng tự động hóa. Robot hình người mang lại sự linh hoạt, còn robot công nghiệp mang lại thứ giá trị thực tế hơn là năng suất.
Quy mô của nhóm robot công nghiệp cũng rất lớn. Theo Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR), các nhà máy đã lắp đặt 542.000 robot công nghiệp trong năm 2024. Số robot đang hoạt động trên toàn thế giới đạt khoảng 4,66 triệu đơn vị. Bên cạnh đó, lượng lắp đặt hằng năm đã vượt mốc 500.000 trong 4 năm liên tiếp. Rõ ràng, đây là một nền tảng thiết bị đã bám rễ rất sâu vào ngành sản xuất.
Cơ sở thiết bị lớn như vậy tạo ra cả một hệ sinh thái đi kèm. Hệ sinh thái đó gồm nhà sản xuất, lập trình viên và nhà cung cấp linh kiện. Ngoài ra còn có chuyên gia an toàn cùng đội ngũ kỹ thuật viên bảo trì. Nhờ vậy, doanh nghiệp có thể tính được lợi nhuận trên từng cánh tay robot. Những cánh tay này thường đảm nhiệm việc hàn, sơn, sắp xếp đóng gói hoặc lắp ráp.
Vì sao cánh tay robot chuyên dụng khó bị soán ngôi
Robot chuyên dụng có lợi thế cơ học rất rõ ràng. Một cánh tay cố định không cần di chuyển hay giữ thăng bằng. Nó cũng không cần hiểu toàn bộ bố trí của nhà máy. Việc của nó chỉ là lặp lại một động tác định sẵn thật nhanh và thật chính xác. Tần suất công việc đôi khi lên tới hàng nghìn lần mỗi ngày.
Khi nhiệm vụ sản xuất hiếm khi thay đổi, tính chuyên môn hóa sẽ thắng thế độ linh hoạt. Một cỗ máy được tối ưu cho đúng một thao tác thường chạy nhanh hơn. Nó cũng đáng tin cậy hơn và dễ bảo trì hơn so với một robot đa năng. Vì vậy, nhiều nhà máy vẫn giữ giải pháp chuyên dụng cho các dây chuyền chính.
Bên cạnh đó, robot công nghiệp cũng đang mềm dẻo hơn trước rất nhiều. Robot cộng tác được thiết kế để làm việc an toàn ngay cạnh con người. Loại robot này có thể tái lập trình cho nhiều nhiệm vụ khác nhau. Theo báo cáo của IFR, robot cộng tác chiếm 10,5% số lượng lắp đặt robot công nghiệp trong năm 2023.
Robot hình người được kỳ vọng ở điểm nào
Robot công nghiệp phát huy hiệu quả nhất trên những dây chuyền cố định. Tuy nhiên, có những công việc quá phức tạp hoặc thay đổi liên tục theo đơn hàng. Khi đó, việc sửa lại cả dây chuyền sẽ tốn rất nhiều chi phí và thời gian. Bài toán kinh tế vì thế không còn hấp dẫn với chủ nhà máy nữa.
Đây chính là khoảng trống mà robot hình người muốn lấp đầy. Nhà xưởng vốn đầy cầu thang, xe đẩy, kệ hàng, công cụ và trạm làm việc. Tất cả những thứ đó đều được thiết kế cho cơ thể con người. Robot hình người có thể hoạt động trong môi trường ấy mà không cần băng tải mới. Nhà máy cũng không phải dựng thêm lồng bảo vệ hay thay đổi cấu trúc lớn.
Một robot hình người còn có thể kiêm nhiều đầu việc trong cùng một ca. Nó giao linh kiện, bảo dưỡng máy móc rồi kiểm tra các bộ phận. Những nhiệm vụ này diễn ra ở các vị trí khác nhau trong nhà máy. Nếu nhà sản xuất bổ sung được năng lực mới qua phần mềm, một nền tảng phần cứng có thể thay cho nhiều hệ thống chuyên dụng.
Các hãng xe đang thử nghiệm robot hình người ra sao
Ngành ôtô hiện là nơi thử nghiệm sôi động nhất. Theo New York Times, Hyundai đã mua lại Boston Dynamics vào năm 2021. Hãng xe này ban đầu dự định dùng robot để sắp xếp linh kiện theo đúng trình tự. Công nhân sau đó mới lắp các linh kiện đã được sắp sẵn lên xe.
Nhiều hãng xe khác cũng đi theo hướng tương tự. Robot của Figure AI đang làm việc tại nhà máy BMW ở Spartanburg, Nam Carolina. Trong khi đó, Mercedes-Benz thử nghiệm robot của Apptronik tại Austin, Texas. Hãng xe Đức dự kiến dùng chúng để xử lý và phân loại vật liệu. Các nhà sản xuất ôtô cho biết họ gặp khó khăn khi giữ chân công nhân ở những vị trí cơ bản như vậy.
| TIÊU CHÍ | ROBOT CÔNG NGHIỆP | ROBOT HÌNH NGƯỜI |
|---|---|---|
| Hình thái | Cánh tay cố định, chuyên một nhiệm vụ | Dáng người, hai chân, bàn tay khéo léo |
| Điểm mạnh | Nhanh, chính xác, đáng tin cậy khi lặp lại | Linh hoạt, di chuyển được giữa nhiều trạm |
| Yêu cầu hạ tầng | Cần băng tải, lồng bảo vệ, bố trí dây chuyền riêng | Tận dụng hạ tầng vốn thiết kế cho con người |
| Quy mô hiện nay | Khoảng 4,66 triệu robot đang hoạt động (IFR) | Chủ yếu dừng ở các dự án thí điểm |
| Mức độ hoàn thiện | Hệ sinh thái đầy đủ, dễ tính hiệu quả đầu tư | Hiệu quả thí điểm 20-50%, mục tiêu cần đạt 99% |
| Hạn chế chính | Kém linh hoạt khi sản phẩm đổi liên tục | Tốn năng lượng, nguy cơ ngã, hạn chế thời lượng pin |
Những rào cản robot hình người còn phải vượt qua
Khoảng cách giữa thử nghiệm và vận hành thật vẫn còn rất lớn. Theo Forbes, ông Jeff Burnstein – chủ tịch Hiệp hội xúc tiến tự động hóa Mỹ – cho biết phần lớn robot hình người trong nhà máy mới dừng ở các dự án thí điểm. Hiệu quả của chúng hiện chỉ ở mức 20-50%. Trong khi đó, khách hàng cần mức 99% mới yên tâm đưa công nghệ vào sản xuất đại trà.
Thiết kế giống con người chỉ phát huy tác dụng khi công việc thật sự đòi hỏi hình dáng đó. Hai chân tiêu tốn năng lượng và luôn kèm nguy cơ ngã. Bàn tay khéo léo lại làm tăng độ phức tạp cơ học của cả cỗ máy. Ngoài ra, phần mềm tự động phải duy trì độ tin cậy rất cao trong suốt quá trình sản xuất.
Thời lượng pin là trở ngại tiếp theo. Theo Agility Robotics, các nâng cấp đã kéo dài thời gian hoạt động của robot Digit lên tới 4 giờ. Tuy nhiên, một nhà máy thường chạy liên tục nhiều ca mỗi ngày. Do đó, robot vẫn cần sạc, thay pin hoặc đổi ca giữa chừng.
Nhà máy tương lai sẽ dùng nhiều loại robot cùng lúc
Các nhà máy đánh giá máy móc bằng bốn tiêu chí quen thuộc. Đó là sản lượng, thời gian hoạt động, độ an toàn và chi phí. Xét theo bốn tiêu chí này, robot công nghiệp vẫn là yếu tố thay đổi cách vận hành trước tiên. Chúng vận hành được ở quy mô rộng và hợp hơn với quy trình ổn định, khối lượng lớn.
Robot hình người lại phù hợp với công việc cần di chuyển, điều chỉnh và tương tác với môi trường. Vì vậy, nhà máy tương lai nhiều khả năng sẽ dùng kết hợp nhiều loại robot. Robot cố định lo phần sản xuất lặp đi lặp lại. Trong khi đó, các robot di động vận chuyển hàng hóa đảm nhiệm việc luân chuyển vật tư giữa các khu vực. Robot cộng tác chia sẻ trạm làm việc với con người, còn robot hình người nhận những nhiệm vụ mà các loại còn lại chưa xử lý được.
Góc nhìn từ Roboworld
Câu chuyện trên gợi ra một điều đáng chú ý với các nhà máy tại Việt Nam. Hình dáng của robot không quan trọng bằng bài toán mà robot đó giải quyết. Nếu bạn cần luân chuyển hàng giữa các chuyền, một robot vận chuyển tự hành đã đủ dùng. Nếu bạn cần giữ sạch mặt sàn xưởng rộng, một robot vệ sinh chuyên dụng sẽ hiệu quả hơn nhiều. Bạn có thể tham khảo thêm các dòng robot đang được triển khai trong nhà máy và kho vận để hình dung rõ hơn từng nhóm nhiệm vụ.
Roboworld quan sát thấy các dự án tự động hóa thành công thường bắt đầu rất gọn. Doanh nghiệp chọn một tuyến công việc lặp lại nhiều nhất rồi đo kết quả thật. Sau đó họ mới mở rộng dần sang các khu vực khác trong nhà xưởng. Cách làm này giúp kiểm chứng hiệu quả trước khi bỏ vốn đầu tư lớn.
Robot hình người vẫn là hướng đi rất đáng theo dõi trong vài năm tới. Tuy nhiên, phần lớn giá trị hiện nay vẫn nằm ở những cỗ máy chuyên dụng. Vì vậy, bạn nên nhìn vào dữ liệu vận hành của chính nhà máy mình. Con số đó sẽ trả lời chính xác hơn bất kỳ xu hướng công nghệ nào.
