Xác định các tác vụ cần tự động hóa
Robot kiểm tra công nghiệp là một hệ thống thu thập dữ liệu di động. Chúng mang các cảm biến đo lường và được thiết kế để điều hướng trong các nhà máy công nghiệp. Việc áp dụng công nghệ này đang phát triển một cách nhanh chóng. Nhưng đối với những nhà máy mới sử dụng robot kiểm tra, thì các kỹ thuật viên cần trang bị kiến ​​thức chuyên môn để vận hành chúng.

Nếu Quý vị quan tâm đến việc sử dụng robot di động để tự động hóa các công việc kiểm tra hoạt động của nhà máy, thì loạt bài gồm ba phần này là dành cho Quý vị. Bài viết sẽ trang bị cho Quý vị khả năng đánh giá các nền tảng khác nhau, sự hiểu biết về hệ sinh thái kiểm tra công nghiệp và đưa ra quyết định sáng suốt về các yêu cầu, ứng dụng và tính phù hợp. Nội dung chính gồm ba phần:
– Phần một: xác định các tác vụ cần tự động hóa.
– Phần hai: cách thức hoạt động của robot kiểm tra.
– Phần ba: tích hợp, an toàn và hỗ trợ.

Vì sao nên sử dụng robot kiểm tra?
Chúng có thể kiểm tra nhà máy một cách kỹ lưỡng giúp tối ưu hóa quá trình bảo trì, tăng tuổi thọ thiết bị, giảm thời gian ngừng hoạt động và tăng năng suất. Tuy nhiên, các quy trình kiểm tra luôn có  nhiều bước đòi hỏi nhiều thời gian, chi phí và các rủi ro đối với người lao động. 

Công nghệ tự động hóa mang đến những cơ hội lớn để đạt hiệu quả, tiết kiệm chi phí và tăng sản lượng. Ngoài các cảm biến được đặt cố định, robot kiểm tra di động sẽ tự động cung cấp một phương pháp hiệu quả và có thể mở rộng khu vực kiểm tra, để liên tục thu thập và phân tích dữ liệu vận hành thông qua kỹ thuật số. Cách tiếp cận này giúp tăng hiệu quả kiểm tra và vận hành từ xa, đồng thời đảm bảo an toàn cho người lao động khi đến những khu vực nguy hiểm.

Để tận dụng những lợi ích này, những người vận hành nhà máy đã và đang sử dụng robot tự động. Chúng có thể di chuyển tự điều hướng trong cơ sở có nhiều tầng, ngoài ra robot còn chịu đựng được các điều kiện bất lợi, đồng thời thu thập thông tin quan trọng. Công nghệ robot tự động có thể phục vụ cho tất cả các ngành, bao gồm: dầu khí, hóa chất, khai thác mỏ, năng lượng & tiện ích và xây dựng. Các nhà đầu tư biết điều này và đang mở rộng việc sử dụng robot tự động trong quá trình kiểm tra và lập kế hoạch cho lực lượng lao động. 

Việc so sánh các dịch vụ robot kiểm tra khác nhau có thể khiến Quý vị choáng ngợp. Vì có nhiều vấn đề liên quan như: Lý do tại sao cần công nghệ robot kiểm tra?; Xem xét tính phù hợp của toàn bộ giải pháp đối với môi trường, tình hình của khu vực cần sử dụng, nhận ra lợi ích to lớn từ robot kiểm tra tự hành, đánh giá giải pháp từ góc độ toàn diện; Và cuối cùng là hợp tác với nhà cung cấp (cấp doanh nghiệp). 

Bước đầu tiên là xác định những gì mà Quý vị muốn đạt được với robot kiểm tra. Thường tập trung vào năng suất, an toàn, tối ưu hóa và số hóa. Các nhà đầu tư công nghiệp đang triển khai công nghệ robot tự động vì một hoặc nhiều lý do sau:

1. Tăng năng suất
– Tăng thời gian hoạt động của thiết bị.
– Tăng tuổi thọ tài sản.
– Giảm tổn thất sản xuất.

2. Cải thiện môi trường an toàn & bền vững
– Giảm mức độ nguy hiểm của công việc.
– Giảm thiểu tình trạng thiếu hụt lao động.
– Thu hút, và nâng cao kỹ năng cho công nhân.

3. Tối ưu hóa bảo trì
– Tăng tần suất kiểm tra và độ chính xác.
– Kiểm tra trong suốt quá trình nhà máy vận hành.
– Giảm chi phí kiểm tra.

4. Tăng tốc số hóa
– Tạo và duy trì hồ sơ nhà máy bằng kỹ thuật số.
– Số hóa các quy trình thủ công.
– Cho phép giám sát và bảo trì dự đoán.

Công ty WR Grace chuyển nhà máy hóa chất Düren (tại CHLB Đức) từ bảo trì theo kế hoạch sang bảo trì phòng ngừa, bằng cách sử dụng robot kiểm tra ANYmal do công ty ANYbotics sáng chế. Kết quả, robot ANYmal đã giúp nhà máy tăng thời gian hoạt động hơn 1,5%. Xem thêm thông tin chi tiết tại đây.

Lựa chọn giải pháp robot lắp ráp
Điều quan trọng là Quý vị phải xác định xem các giải pháp kiểm tra bằng robot, có đáp ứng các nhu cầu cụ thể của tổ chức Quý vị hay không. Để làm điều này một cách tốt nhất, Quý vị cần xem xét một số khía cạnh khi kết hợp khả năng của giải pháp kiểm tra với nhu cầu tự động hóa và thực tế hoạt động của nhà máy.

Điều quan trọng là cần nắm bắt những thông tin như: nhu cầu kiểm tra, dữ liệu thu thập, khu vực sản xuất và khả năng làm việc của robot kiểm tra. Tiếp đến, cần phải đánh giá sự tuân thủ về độ an toàn và bảo mật, cũng như hiểu rõ vai trò và tính khả dụng của các robot hỗ trợ do nhà cung cấp mang lại.

Kiểm tra tự động – Xác định công việc cần hoàn thành
Loại công việc kiểm tra mà Quý vị muốn tự động hóa sẽ xác định loại dữ liệu đầu ra và thông tin chi tiết mà Quý vị cần. Điều này rất quan trọng, vì các robot khác nhau sẽ thu thập loại dữ liệu và chất lượng dữ liệu khác nhau. Bước đầu tiên để đảm bảo giải pháp robot kiểm tra hoạt động hiệu quả, cần hiểu rõ về những công việc có thể được tự động hóa bằng robot kiểm tra.

Robot kiểm tra có thể tự động hóa những công việc gì?
Robot kiểm tra tạo ra giá trị bằng cách thực hiện hiệu quả các công việc thiết yếu và lặp đi lặp lại một cách tự động, cho phép kỹ thuật viên thu thập, giám sát và quản lý dữ liệu kiểm tra. Các công việc điển hình được tự động hóa bởi robot kiểm tra cấp công nghiệp bao gồm:

1. Giám sát máy móc thiết bị: Phát hiện sớm lỗi thiết bị và thực hiện hành động bảo trì phòng ngừa để tránh các lỗi và thời gian ngừng hoạt động gây tốn chi phí.
Các cảm biến robot cần: Camera zoom quang học (optical zoom camera) (1) và micro siêu âm định hướng (directional ultrasonic microphone).
(1) Optical zoom camera: là tính năng điều chỉnh các thấu kính để thay đổi tiêu cự quang học giúp camera có thể phóng đại vật thể và hình ảnh rõ nét hơn.
(2) Directional ultrasonic microphone: Micro có khả năng định hướng âm thanh và chặn nhiều tiếng ồn xung quanh.

 

2. Xác định sự cố thông qua nhiệt độ: Một biện pháp chưa từng được áp dụng trước đây về việc xác định tình trạng của thiết bị, bằng cách kiểm tra nhiệt độ một cách tự động và thường xuyên.
Cảm biến robot cần: Camera nhiệt chất lượng cao.

 

 

 

 

3. Phát hiện khí rò rỉ: Giám sát nồng độ khí dễ cháy và khí độc trong thời gian thực, giúp kỹ thuật viên sớm đưa ra biện pháp khắc phục sự cố rò rỉ khí.
Cảm biến robot cần: Cảm biến phát hiện khí độc và khí dễ cháy.

 

 

 

 

 

4. Tính năng chụp ảnh: Tạo và cập nhật mô hình 3D nhà máy theo yêu cầu, chính xác, chi phí thấp và nhanh chóng.
Cảm biến robot cần: Máy quét laser 360° (LiDAR scanner) (3)

(3) LiDAR là một phương pháp sử dụng xung từ tia laser để tạo ra hình ảnh 3D của môi trường hoặc đối tượng được khảo sát với độ chính xác cao. Các thành phần chính của thiết bị LiDAR là tia laser, máy quét và bộ thu GPS chuyên dụng.

 

Robot kiểm tra giám sát các cơ sở công nghiệp chính xác như thế nào?
Nhờ vào các cảm biến cao cấp, robot có thể kiểm tra vượt khả năng nhận thức tự nhiên của con người, cho phép robot thu thập dữ liệu chất lượng cao và chính xác. Có hàng trăm điểm kiểm tra cho mỗi nhiệm vụ và robot có thể thực hiện liên tục nhiều nhiệm vụ chính xác vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày. Chất lượng dữ liệu phụ thuộc vào khả năng thu thập, ngữ cảnh, cách xử lý và tối ưu hóa chất lượng dữ liệu của robot.

1. Thu thập dữ liệu: Robot có khả năng định vị và truy cập một cách nhất quán tất cả các điểm kiểm tra vốn đã được xác định trước. Đặc biệt, robot cũng đồng thời thu thập dữ liệu cảm biến thô với chất lượng cao và đáng tin cậy.

2. Hợp nhất và ngữ cảnh hóa dữ liệu: Robot có khả năng liên kết dữ liệu với thời gian, vị trí, đánh giá thông tin và ghi chú thêm một cách chi tiết tình trạng thiết bị (thông qua việc kết hợp các cảm biến như: hình ảnh, nhiệt và âm thanh, phát hiện rò rỉ khí và ghi lại tình trạng thực tế).

3. Kiểm tra thông minh: Khả năng trước tiên của robot là xác minh trạng thái của thiết bị (ví dụ: áp kế, đồng hồ đo, bộ đếm, màn hình LCD, cần gạt và van). Tiếp theo, thông qua các thuật toán kiểm tra dựa trên trí tuệ nhân tạo – AI, robot sẽ phát hiện sự bất thường và biến dữ liệu thu thập thành thông số chính xác.

4. Tối ưu hóa chất lượng: Khả năng đánh giá dữ liệu của robot thông qua điện toán biên (edge computing) (4) và điều chỉnh dữ liệu chất lượng kém. Điều này được robot thực hiện thông qua tính năng nhận dạng đối tượng (ngay cả khi máy móc thiết bị đang chuyển động), phối cảnh không bị nhiễu, loại trừ các thành phần không phải đối tượng kiểm tra và giải quyết các vấn đề về hình ảnh hiển thị do chướng ngại vật hoặc ánh sáng lóa.
(4) Điện toán biên: Một mô hình điện toán phân tán giúp tính toán và lưu trữ dữ liệu gần hơn với các nguồn dữ liệu. 

Robot ANYmal tự xác định chất lượng dữ liệu thu thập trong các nhiệm vụ được giao và tự động thực hiện các biện pháp khắc phục. Theo hình bên dưới, robot ANYmal tự di chuyển để tránh phản xạ nắp kính trên đồng hồ và đọc chỉ số chính xác. Trong các tình huống tương tự, robot cũng có thể tránh các chướng ngại vật do con người hoặc vật chất.

Robot ANYmal thông minh có khả năng tự điều chỉnh để đảm bảo chất lượng dữ liệu.

Robot kiểm tra có thể tự hoạt động không?
Robot được trang bị các cảm biến 3D kích thước nhỏ, như: máy ảnh độ sâu (depth camera) và Lidar, máy điện toán di động mạnh mẽ, công nghệ đã được thiết lập cho phép robot di chuyển và hoàn thành công việc một cách tự động trong môi trường làm việc phức tạp. Robot hoạt động ở ba cấp độ:
(5) Depth camera: Máy ảnh độ sâu với khả năng chụp ảnh lấy nét đối tượng chính, đồng thời làm mờ khung cảnh xung quanh.

1. Tự chủ hoàn toàn: Robot có thể di chuyển nhiều lần trong nhà máy công nghiệp mà không cần sự can thiệp của con người. Sau khi thiết lập môi trường làm việc, robot sẽ tìm cách nhanh nhất để hoàn thành nhiệm vụ trong khi liên tục kiểm tra và tránh chướng ngại vật.

2. Quyền tự chủ được giám sát: Robot hoạt động độc lập để hoàn thành các nhiệm vụ ngắn hạn riêng lẻ dưới sự giám sát của kỹ thuật viên. Ví dụ: kỹ thuật viên có thể yêu cầu robot đọc các chỉ số cụ thể và robot sẽ tự điều hướng đến vị trí được yêu cầu để thực hiện nhiệm vụ. Trong quá trình thực hiện, robot có thể đáp ứng phản hồi của kỹ thuật viên trong các tình huống bất ngờ.

3. Điều khiển từ xa: Kỹ thuật viên duy trì quyền kiểm soát hoàn toàn đối với robot từ xa. Kỹ thuật viên nhận được video theo thời gian thực và các dữ liệu khác, họ có thể ra lệnh cho robot di chuyển theo một hướng cụ thể. Robot có khả năng di chuyển cơ bản, ổn định và tránh chướng ngại vật, nhưng người dùng cũng có thể điều khiển robot trong những khu vực mới, chưa biết trước đó.

Robot được yêu cầu tiến hành kiểm tra định kỳ hiệu quả máy móc thiết bị. Chúng thực hiện các nhiệm vụ kiểm tra thường xuyên suốt ngày đêm, cung cấp dữ liệu chính xác một cách nhất quán, giảm thiểu rủi ro do lỗi của người vận hành và không yêu cầu thêm nhân lực. Các trạm sạc được thiết kế phù hợp, tạo điều kiện thuận lợi cho robot sạc pin thường xuyên, thực hiện nhiều nhiệm vụ kiểm tra, cũng như mở rộng thời gian và phạm vi hoạt động thông qua nhiều trạm sạc.

Robot ANYmal tự động kết nối và sạc pin.

Robot kiểm tra của công ty ANYbotics có khả năng tự chủ hàng đầu trong ngành. Tích hợp máy quét 3D Lidar, các camera độ sâu xung quanh và tích hợp máy điện toán mạnh mẽ cho phép robot tự chủ hoàn toàn, tự động kết nối và sạc điện, ngay cả trong môi trường phức tạp. Robot không cần kết nối dữ liệu liên tục hoặc cài đặt các điểm đánh dấu nhân tạo.

Giờ đây Quý vị đã có thể xác định được các nhiệm vụ cần tự động hóa với những nhiệm vụ mà robot kiểm tra có thể thực hiện, hãy tiếp tục đọc phần 2 của loạt bài này, với chủ đề “Cách thức hoạt động của robot kiểm tra trong nhà máy”.

Để xem các tin bài khác về “Robot”, vui lòng nhấn vào đây.

 

(Nguồn: ANYbotics)

Lưu ý: 

Để xem và khai thác hiệu quả nội dung của video clip nói trên (từ YouTube/ một dịch vụ của Google), Quý vị có thể thực hiện các bước sau:
1. Nếu tốc độ internet nhanh, có thể mở chế độ xem toàn màn hình bằng cách nhấn vào khung [ ] tại góc phải (phía dưới góc phải của video)
2. Chọn chế độ hình ảnh tốt nhất của đoạn video, hãy click vào hình bánh xe răng cưa và chọn chất lượng cao hơn (hoặc HD) theo ý muốn
3. Để hiển thị nội dung phụ đề, nhấn vào nút biểu tượng phụ đề [cc]. Một số video không có chức năng này sẽ không có biểu tượng phụ đề.
4. Quý vị có thể nghe hiểu tiếng Anh và có nhu cầu chia sẻ thông tin đến cộng đồng, hãy hỗ trợ techMAG biên dịch nội dung video và gửi cho chúng tôi để có cơ hội đăng thông tin lên technologyMag.net