Roboti pentru prestari de servicii

Introducere

Serviciile constituie singurul sector economic, care a inregistrat in ultima perioada cresteri considerabile. Cu toata dinamica impresionanta, industrializarea serviciilor este inca o problema mai mult teoretica. O cauza importanta o constituie structura eterogena a sectorului de servicii si spectrul larg al domeniului de prestari de servicii.

Fig. 9.1 Tendinta de dezvoltare a robotilor [SCH 96]

De cativa ani datorita saturatiei pietei, al stagnarii sau fenomenului de recesiune atentia specialistilor s-a indreptat spre sectorul de servicii. Dezvoltarea domeniului de prestari de servicii este tot mai mare (Fig.9.1), datorita modificarilor tot mai dinamice ale structurii acestui domeniu:

T   Intreprinderile producatoare de bunuri de larg consum ofera servicii intr-o mai mare masura. Noile forme de organizare a muncii, au drept scop o mai buna conlucrare a producatorilor de bunuri de larg consum cu cei din domeniul serviciilor, ceea ce are drept rezultat cresterea volumului desfacerilor si o oferta mai diversificata. Serviciile devin astfel nu numai un factor important de crestere a productiei dar si o importanta sursa de creare de noi locuri de munca, de dezvoltare a noi meserii etc.

T   Aproape toate firmele ofertante de servicii, utilizeaza/instaleaza tehnologii noi de informare pentru prestari de servicii in mediul economic si in relatiile cu publicul si le dezvolta mereu. De asemenea se intreprind in toata lumea eforturi sustinute, pentru utilizarea de echipamente partial sau total automatizate, pentru a castiga o piata nou formata, piata serviciilor robotizate. Parerea expertilor in acest sens este elocventa [SCH 94]:

"Asa cum astazi multi detin un PC, generatiile viitoare vor avea un robot personal (Personal robot)." [ I.Kato];

"Mediul este propice pentru robotii medicali." [P.A.Finley];

"I.G.Bau se intereseaza de robotii japonezi utilizati in constructii." [B.Kbele];

".pe termen lung RS vor avea o importanta mai mare decat colegii lor din industrie!" [J.F.Engelberger];

".viitoarea piata a robotilor personali (Hausehold Robots) va tinde sa depaseasca actuala piata a automobilelor." [J.S.Albus].

Studiile privind promovarea RS urmaresc urmatoarele probleme:

Analiza nivelului tehnic si tehnologic al automatizarii in domeniul prestarilor de servicii, al aplicatiilor existente si evidentierea limitelor tehnologice;

Inventarierea cazurilor de utilizare a robotilor pentru prestari de servicii;

Identificarea serviciilor ce se preteaza la automatizare /roborizare;

Evaluarea potentialului pietei;

Definirea tehnologiilor necesare;

Identificarea deficientelor tehnologice;

Exemple de sisteme robotice pentru prestari de servicii;

Totodata se impune studierea activitatilor partial sau total automatizate, pentru folosirea unor efecte sinergice referitor la:

Componentele cheie existente, modificabile sau care trebuie dezvoltate;

Subansambluri sau parti din sistem avand costuri ridicate;

Acceptarea de aplicare si de utilizare;

Structurarea activitatilor tehnice, organizatorice si economice;

Structura unui robot pentru prestari de servicii

In literatura de specialitate nu exista o definitie unanim recunoscuta a notiunii de prestare de servicii si drept consecinta nu exista un consens privind domeniile de activitate ce-i pot fi subsumate. Definitiile intalnite in literatura de specialitate [ENG 89b], [SCH 96] se refera la delimitarea serviciilor, in raport cu marfurile, in special cu marfurile de consum, evidentiindu-se trei categorii:

T   Cele mai vechi definitii, care pun dimensiunea de marfa in centrul notiunii de serviciu. 'Imaterialitatea' marfii face astfel o deosebire clara intre o marfa si o prestare de servicii;

T   Noile definitii incearca o diferentiere mai clara, bazata pe luarea in considerare a proceselor de prestare de servicii. Procesele de prestare de servicii sunt procese de transformare, la care finalitatea nu este doar rezultatul productiei, ci chiar procesul si actiunea s-a directa. In acest mod se pun bazele simultaneitatii productiei cu consumul serviciilor;

T   Serviciul este conceput ca mijloc pentru satisfacerea necesitatilor, avand o valoare productiva. De aceea nu se face o deosebire clara intre marfuri de consum si servicii, ci ambele sunt socotite ca marfuri de consum.

In figura 9.2 se prezinta structura unui sistem robotizat de prestari de servicii.

Fig. 9.2 Structura unui sistem robotizat pentru prestari de servicii

Serviciile, conform definitiei date de prof. R. D. Schraft, sunt activitati care nu servesc direct productiei industriale, nu concura la obtinerea directa, pe cale industriala, a marfurilor, ele fiind activitati prestate in folosul oamenilor si a organizarii mai eficiente a activitatilor lor. Aceste activitati conduc la rezultate cu un caracter preponderent imaterial.

Sistemele robotizate pentru prestari de servicii sunt sisteme de lucru, partial sau total automatizate, care au drept scop realizarea unor prestari de servicii. Prin sisteme partial automatizate, se inteleg acele sisteme la care numai unele functii, cum ar fii alimentarea cu materiale, desfasurarea procesului sau evacuarea produsului, pot fi automatizate.

In literatura de specialitate nu intotdeauna se face o delimitare clara intre un manipulator, un robot industrial sau robot de servicii. Conform definitiei date de FhG-IPA din Stuttgart [SCH 94]:

Robotul de servicii este un sistem de manipulare liber programabil, care presteaza servicii partial sau total automatizate. Serviciile sunt activitati care nu servesc la obtinerea directa, industriala a marfurilor, ci permit o crestere a productivitatii printr-o mai buna organizare.

Subansamblurile unui robot de servicii sunt prezentate in figura 9.3 si anume:

Fig. 9.3 Structura unui robot de servicii - model general

T   Dispozitivul de ghidare. Numarul de elemente, numarul de cuple cinematice motoare, tipul lor (de rotatie sau de translatie), succesiunea lor si cursele lor active definesc geometria spatiului de lucru si determina cinematica robotului.

T   Efectorul final. Asigura interactiunea robotului de servicii cu mediul inconjurator. Efectorul final este fixat pe elementul terminal al dispozitivului de ghidare si realizeaza prinderea si manipularea obiectelor, respectiv a sculelor-capetelor de forta in cazul operatilor de prelucrare.

T   Platforma mobila. Este vehicule ghidate automat (robocar) sau masini pasitoare, care serveste la transportul, partial sau total automatizat, al incarcaturilor.

T   Sistemul de actionare. Asigura punerea in miscare a elementelor dispozitivului de ghidare, efectorului final sau platformei mobile.

T   Sistemul de comanda. Are sarcina de a stabili succesiunea parametrilor si a duratei miscarilor elementelor componente ale robotului de servicii. Programul robotului, specific prestarii unui anumit serviciu, stabileste succesiunea miscarilor si durata lor.

T   Senzori. Servesc la preluarea informatiilor privind starea interna a robotului si starea externa a mediului in care acesta opereaza, informatii pe care le transmit sistemului de comanda.

T   Interfata om-masina. Este un dispozitiv de introducere a programului de executat si de afisare a mesajelor pe un ecran, permitand astfel un transfer al informatiilor in ambele sensuri intre operator si robot.

T   Sistemul de siguranta. Cuprinde totalitatea masurilor de ordin tehnic, organizatoric si structural (de configurare), pentru a garanta atat siguranta functionarii robotului de servicii, in orice moment, deci si in situatii periculoase.

T   Operatorul. Robotul de servicii este asistat de un operator uman, care asigura introducerea programului, supravegherea functionarii sale, interventie in caz de avarie etc.

Domeniul prestarilor de servicii

Prima structurare pe sectoare a unei economii nationale a fost facuta de Clark, Fisher si Fourasti la inceputul secolului 20. Astazi este unanim acceptata impartirea pe 3 sectoare a economiei si anume:

sectorul primar, ce include:

agricultura, silvicultura, zootehnia si piscicultura;

sectorul secundar, compus din:

minerit, gospodarirea energiei si a apelor;

industria prelucratoare;

constructiile;

sectorul tertiar, din care fac parte:

comertul;

comunicatii si transmiterea informatiilor;

institutiile bancare - de credit si de asigurari;

prestarile de servicii fara caracter lucrativ si gospodarii casnice;

organizatiile nelucartive (nonprofit);

organizatii regionale si de asigurari sociale;

Domeniul serviciilor, ca sector tertiar, a fost si din pacate mai este, considerat un domeniu rezidual, care cuprinde toate acele activitati ce nu pot fi incadrate in celelalte domenii de activitate ale sectorului primar sau secundar. Statisticile oficiale care analizeaza rezultatele economice, se bazeaza numai pe aceasta impartire pe sectoare a economiei nationale, ceea ce are ca efect evidentierea numai a volumului de marfuri realizate.

O noua viziune obliga la evidentierea serviciilor in cadru statisticilor oficiale ca o ramura economica de sine statatoare. Astfel daca o firma produce atat marfuri, cat si servicii, asocierea se va face dupa 'out-put-ul' preponderent al productiei (principiul punctului greu). In acest caz 'imaterialitatea' serviciilor face o distinctie clara intre marfa si servicii, fara a se neglija si faptul ca serviciul prestat este si un mijloc de a satisface necesitatile oamenilor, serviciul fiind o marfa de consum.

Pentru a dovedii importanta sectorului tertiar in contextul economiei generale, este suficient sa avem in vedere cifra totala de afaceri si numarul de angajati in acest sector. Pentru a identifica corect si a delimita domeniile ce pot fi luate in considerare pentru promovarea prestarii de servicii, se impune dezvoltare/largirea notiunii de prestare de servicii.

Serviciile, intr-o societate industriala moderna, constituie o sectiune transversala a tuturor sectoarelor economiei. Restrangerea domeniului de cercetare-dezvoltare numai la sectorul tertiar, a ingradit si a ingreunat aparitia efectelor sinergice.

In etapa actuala sistemele robotice pentru prestari de servicii, partial sau total automatizate, sunt folosite cu preponderenta in activitati de:

Transport;

Manipulare;

Prelucrare/procesare;

In figura 9.4 se prezinta domeniile de interes pentru introducere de sisteme robotice de prestari de servicii.

Fig. 9.4 Serviciile in diverse domenii de activitate [SCH 96]

Aceste 16 domenii de activitate se restrang datorita unor asemanari la 8 domenii, si anume:

Medicina;

Reabilitare;

Constructii;

Relatii cu publicul, protectia mediului inconjurator si agricultura;

Comert, transport si circulatie;

Hotel si restaurante;

Siguranta si paza, protectie la radiatii si catastrofe;

Gospodarii casnice, hobby si petrecerea timpului liber;

Concurenta puternica existenta in domeniul serviciilor, ii constrange pe ofertantii de servicii / firmele prestatoare de servicii, pe de-o parte la o cautare continua de noi posibilitati de rationalizare a activitatii, iar pe de alta parte de largire a ofertelor de servicii prestate. Principalele tendinte in acest sens, prezente in literatura de specialitate ENG 89b], [SCH 96] sunt prezentate in continuare:

Tertiarizare economiei. Serviciile devin tot mai mult o parte componenta integrata a tuturor activitatilor din toate sectoarele unei economii nationale.

Tehnologiile de informare si comunicare. Numeroase servicii dintre cele mai cautate in prezent, sunt rezultatul progresului tehnic si tehnologic.

Cresterea serviciilor solicitate de populatie. Cresterea veniturilor populatiei si nazuinta spre o noua calitate a vietii, conduc nemijlocit spre o cerere crescanda de servicii de orice fel.

Automatizarea prestarilor de servicii. Dupa ce prin promovarea noilor tehnologii de I&C au permis rationalizarea activitatii in multe domenii, pe viitor se vor deschide noi posibilitati de rationalizare prin utilizarea RS in principal in activitati de transport, de manipulare si de prelucrare. Pe langa constrangerile impuse de rationalizare, o delimitare a concurentei se va face prin utilizarea celor mai moderne tehnologii si aparate. Aceasta afecteaza in special serviciile care se efectueaza sub directa supraveghere-observare a clientilor.

Introducerea noilor tehnologii in domeniul serviciilor conduc, pe langa alte avantaje, la cresterea productivitatii si calitatii serviciilor prestate.

Pentru a reorganiza activitatea structurile firmelor prestatoare de servicii se vor schimba fundamental, fiind afectate urmatoarele aspecte:

Utilizarea strategica a noilor tehnologii de I&C;

Utilizarea tehnologiilor noi pentru usurarea muncii lucratorilor;

Perfectionarea continua a cadrelor de conducere si a personalului din subordine;

Promovarea lucrului in echipe;

Armonizarea relatiilor din interiorul firmei si cu partenerii firmei;

Culegerea si analiza datelor despre clienti si cererea / oferta pietei;

Armonizarea dialogului cu clientii, managementul informarii clientilor,

Optimizarea pretentiile clientilor cu aspectele tehnice ale unei activitati de prestare de servicii;

Firmele prestatoare de servicii se afla intr-o zona caracterizata de tensiunile exercitate de presiunea continua a preturilor serviciilor pe de-o parte si de calitatea serviciilor care sa satisfaca cerintele clientilor pe de alta parte.

In acest sens se pune intrebarea in ce masura este dispus clientul sa suporte costurile privind cresterea productivitatii serviciilor prestate. De aceea succesul acestor firme va depinde de modul in care vor intensifica contactele personale cu clientii in fazele critice ale procesului de prestare a serviciilor, precum si toate celelalte avantaje ce deriva din realizarea unei automatizari accesibile.

In continuare se prezinta avantajele si dezavantajele automatizarii activitatilor prestatoare de servicii.

Avantaje:

Reducerea costurilor serviciilor;

Organizarea activitatii de prestare de servicii pe concepte specifice mediului industrial, cum ar fi: productia de serie mare sau de masa, standardizarea;

Cresterea sigurantei privind calitatea serviciilor prestate;

Eliberarea operatorului uman de activitati de rutina, monotone si plictisitoare;

Reducerea timpilor care au o legatura directa cu operatorul uman;

Mentinerea discretiei;

Cresterea serviciilor disponibile;

Dezavantaje:

Clientul pierde sentimentul ca este servit special, tratat in mod deosebit;

Serviciile se reduc la indeplinirea scopului, neglijandu-se satisfacerea nevoilor sociale si psihologice ale clientului;

Suprimarea individualitatii si unicitatii serviciilor prestate;

Cresterea costurilor ca urmare a procesului de instruirea a personalului pentru invatarea folosirii automatelor;

Reactia de respingerea a automatizarii serviciilor, atat din partea lucratorilor cat si din partea clientilor.

Alaturi de aplicatiile industriale s-au dezvoltat roboti si pentru a fi utilizati in alte sectoare, in special in cel al serviciilor. Noutatile tehnice din domeniul conducerii, actionarii, senzorilor ca si al procesarii informatiilor, modelare - simulare si pachetele de Software - Design au permis o deschidere spre noi aplicatii. In sectorul prestarilor de servicii, pe baza progreselor realizate in automatizare, se afla premizele pentru o automatizare partiala sau totala a transporturilor, manipularii sau procesarii serviciilor.

Un studiu bibliografic privind utilizare robotilor in sectorul serviciilor, a inlesnit o privire de ansamblu privind numarul de roboti de servicii si aplicatiile in care sunt utilizate, prezentata in figura 9.5.

Din analiza figurii 9.5 reiese ca cele mai multe aplicatii se intalnesc in domeniul constructiilor, numai in Japonia existau in anul 1990 cca. 436 de roboti.

Studii separate prezinta stadiul actual, nivelul tehnic, respectiv tendintele de dezvoltare si de utilizare a sistemelor robotizate in domeniul prestarilor de servicii [ENG 89b], [SCH 96] Cercetarile se extind pe un singur domeniu, de exemplu medicina, sau se refera la o prezentare generala, de exemplu domenii de utilizare neindustriala.

p       "Feasibility Study into Applicatins for Advanced Robots in Medicine and Healthcare". Studiul a fost realizat in anul 1987, in cadrul "International Advanced Robotics Program" si cuprinde stadiul actual al robotilor si manipulatoarelor in domeniul medicinii. In cadrul "sedintelor de brainstrorming" au fost discutate mai mult de 100 de aplicatii posibile ale SRPS in domeniul medicinii, dintre care doar 4 au fost supuse unor cercetari ulterioare.

p       Japan Industrial Robot Association - JIRA, (Asociatia de Roboti Industriali din Japonia) a alcatuit in anul 1990, pentru prima oara o prognoza a domeniilor de activitate si a cererilor pe piata japoneza de SRPS pana in anul 2000 (Fig. 9.6).

p       "Robot Application in Non-Industrial Environments". Acest studiu realizat in anul 1991 de catre Richard K. Miller & Associates, ne ofera o privire de ansamblu asupra utilizarii robotilor in domenii noi, din afara sferei clasice a productiei industriale. Autorii au identificat 7 domenii principale de utilizare a SRPS, ca fiind cele mai importante in viitor din punct de vedere economic:

Sisteme robotizate pentru intretinerea curateniei;

Manipulatoare si roboti utilizati in terapie si in logistica spitalelor;

Roboti in agricultura;

Roboti in transportul corespondentei;

Roboti in industria nucleara;

Roboti - astronauti;

Roboti pentru utilizari militare;

p       "Soumen Robotikkayhdistys ry" - Organizatia pentru Robotica din Finlanda, a realizat in anul 1993 un studiu despre utilizarea potentiala si cererea pietei de SRPS. In 5 domenii de activitate:

Bucatarii mari;

Laboratoare;

Indepartarea deseurilor;

Spalatorii si curatatorii;

Medicina si ingrijirea bolnavilor;

Au fost analizate posibilitatile de automatizarea urmatoarelor categorii de activitati:

Care sunt daunatoare sanatatii;

Presupun manipularea sau transportul de sarcini mari;

Din motive de siguranta nu permit prezenta omului;

Autorii acestui studiu au ajuns la concluzia ca cea mai importanta activitate ce se impune a fi automatizata o constituie sortarea gunoaielor.

p       Un studiu realizat recent de "International Robot Association, U.S." prezinta pentru prima data piata potentiala actuala si viitoare a RS, primele rezultate fiind asteptate pentru finele anului 1994.

C&D orientata spre aplicatii de prestari de servicii, este veriga centrala de legatura intre cercetarile orientate tehnologic si cele de desfacere pe piata. Viitoarea acceptare a SRPS de catre utilizatorii de prestari de servicii, depinde intr-o mare masura de valoarea de utilizare si de rentabilitatea acestor sisteme. Determinanta pentru introducerea SRPS, este chiar C&D orientata spre aplicatii. Introducerea cu succes a SRPS in mediul nostru inconjurator, nu depinde doar de rezolvari de ordin tehnic, ci depinde in mod hotarator de factori, cum ar fi organizarea mediului inconjurator, marketing de prestari de servicii si acceptarea publica, prezentati in figura 9.7.

Figura 9.7    Cercetarea - dezvoltarea robotilor de servicii

Prognoza privind vanzarea robotilor pentru prestari de servicii

World Robotics 2003 ofera detalii despre vanzarile de roboti de servicii repartizate pe diverse aplicatii [WOR 03].

Exceptand robotii utilizati in domeniul casnic si pentru distractii, majoritatea robotilor instalati in anul 2002 au fost destinati pentru alte domenii de activitate. Astfel sau utilizat roboti pentru activitati subacvatice, roboti medicali, roboti pentru demolari, platforme mobile (robocare) pentru multiple utilizari, roboti pentru laboratoare si roboti pentru curatenie.

Din rezulta ca la finele anul 2002 au fost instalati 18.600 de roboti pentru diverse aplicatii, dintre care 3.680 de roboti pentru activitati subacvatice, aprox. 20% (vezi Fig. 9.8 si Tab. 9.1). Urmeaza roboti pentru curatenie cu un procent de 18%, roboti pentru demolari cu 15% si roboti medicali cu 12%. Platforme mobile (robocarele) au parte de 10%, iar roboti pentru laboratore totalizeaza 6%. Robotii pentru muls vacile un parte de un procent de aproape 4%.

Preturile difera foarte mult dependent de domeniul de utilizare al robotilor, de la sute de mii de dolari pentru robotii destinati activitatilor subacvatice si roboti medicali, la cateva mii de dolari la robotii pentru laboratoare, sau cateva sute de dolari pentru roboti casnici si pentru distractii. De asemenea difera foarte mult numarul de roboti vanduti aferent diferitelor aplicatii.

Robotii de servici de uz casnic au depasit in anul 2002 un numar de 600.000 de unitati vandute. Acesti roboti sunt relizati in productie de masa intr-un numar redus de aplicatii casnice, cum ar fi: aspiratore inteligente, roboti pentru tuns iarba si roboti pentru distractii, incluzand jucariile si hobby robots. (Tab. 9.1) [WOR 03]

Vanzarea robotilor de tuns iarba a avut un start furtunos, cu vanzari de ordinul a 10.000 de unitati si contunua in acest ritm deoarece piata potentiala este foarte mare. Aspiratoarele inteligente au fost introduse pe piata prima oara in anul 2001 si vanzarile au crescut in urmatorii doi ani. La sfarsitul anului 2002 sau vandut cca. 54.000 de roboti de uz casnic. Robotii pentru distractii au atins la finele anului 2002 vanzari de ordinul a 550.000 de unitati.

Se preconizeaza ca in perioada 2003 - 2006 sa se vanda alti 30.000 de roboti de servicii cu aplicatii profesionale (vezi Fig. 9.8 si Tab. 9.1). Pe domenii de aplicatii cea mai mare crestere va fi de 6.000 de unitati la roboti medicali, 3.800 de robotii pentru inspectie, paza si protectie, 3.000 de roboti pentru activitati subacvatice, 2.800 de platforme mobile (robocare), 1.700 de roboti pentru curatenie si 1.400 de roboti pentru muls vacile.

Pentru perioada 2003 - 2006 se prognozeaza vanzari de 2,1 milioane de roboti de servicii pentru uz personal.

Se preconizeaza vanzari de roboti casnici (aspiratore inteligente, roboti pentru tuns iarba, roboti pentru spalat geamuri si alte tipuri) sa atinga in perioda 2003 - 2006 volumul de 638.000 de unitati (vezi Tab. 9.1 si Fig. 9.9)

Piata robotilor pentru distractii va depasii numarul de 1,5 milioane de unitati, multe din ele desigur la un pret scazut (vezi Tab. 9.1 si Fig. 9.9)

Fig. 9.8 Roboti pentru prestari de servicii pe domenii de activitate [WOR 03]

Tab. 9.1

Fig. 9.9 Roboti pentru prestari de servicii in domeniul casnic

si pentru utilizari personale [WOR 03]