Bên trong nhà máy đầu tiên dùng robot để sản xuất… robot hình người
UBTECH đang biến mô hình “robot chế tạo robot” từ ý tưởng của tương lai thành một dây chuyền sản xuất thực tế, mở ra bước chuyển mới của ngành robot hình người từ phòng thí nghiệm sang công nghiệp hóa quy mô lớn.
Trong nhiều năm, robot hình người thường được nhắc đến qua những màn trình diễn công nghệ: đi lại, giữ thăng bằng, nhặt đồ vật, tương tác với con người hay thực hiện các thao tác phức tạp. Nhưng để robot thực sự trở thành một sản phẩm thương mại, khả năng trình diễn chỉ là bước đầu. Thách thức lớn hơn nằm ở việc làm thế nào để sản xuất hàng nghìn, thậm chí hàng chục nghìn robot với chất lượng ổn định và chi phí đủ cạnh tranh.
Khi robot không chỉ được sản xuất mà còn tham gia sản xuất "đồng loại"
UBTECH đang tìm cách giải bài toán đó bằng chính một nhà máy được thiết kế để sản xuất robot ở quy mô lớn. Cơ sở mới của UBTECH có diện tích khoảng 14.000 m², trần cao 13,8 m, được xây dựng để phục vụ sản xuất các dòng robot hình người như Walker S2 cùng robot bánh xe Cruzr. Thay vì phụ thuộc chủ yếu vào lao động thủ công, nhà máy sử dụng một hệ thống tự động hóa gồm cánh tay robot cộng tác, xe tự hành AGV, xe nâng không người lái và robot Cruzr.
Những hệ thống này đảm nhiệm nhiều công việc vốn thường đòi hỏi con người, từ dỡ hàng, vận chuyển vật liệu đến hỗ trợ quá trình lắp ráp. Khi các robot cùng tham gia vào dây chuyền, nhà máy trở thành một hệ sinh thái mà máy móc không chỉ là công cụ sản xuất mà còn là một phần của lực lượng sản xuất. Đó chính là điểm đáng chú ý nhất trong khái niệm “robot chế tạo robot”.
Về bản chất, đây là bước phát triển tiếp theo của tự động hóa. Các nhà máy trước đây dùng robot để sản xuất ô tô, điện thoại hay linh kiện điện tử. Với UBTECH, robot lại trở thành một trong những sản phẩm mà hệ thống robot trong nhà máy trực tiếp tham gia tạo ra.
Để sản xuất một robot hình người, bài toán không đơn giản là lắp vài động cơ vào một bộ khung. Mỗi sản phẩm có thể bao gồm hàng nghìn linh kiện cơ khí, điện tử, cảm biến và bộ truyền động. Chỉ một sai lệch nhỏ trong quá trình lắp ráp cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng vận động và độ chính xác của toàn bộ robot.
Vì vậy, UBTECH hợp tác với Siemens để xây dựng một mô hình nhà máy kĩ thuật số. Thông qua nền tảng Plant Simulation của Siemens, doanh nghiệp tạo ra bản sao số 1:1 của dây chuyền sản xuất. Trước khi một quy trình được triển khai ngoài đời thực, dòng nguyên vật liệu, vị trí kệ hàng và hoạt động của các robot có thể được mô phỏng và tối ưu trong môi trường ảo.
Cách làm này cho phép doanh nghiệp phát hiện những điểm nghẽn trong dây chuyền trước khi chúng trở thành vấn đề thực tế. Thay vì liên tục điều chỉnh một nhà máy đang vận hành, nhiều phương án có thể được thử nghiệm trước trên mô hình kĩ thuật số.
Hệ thống quản lí sản xuất Yanshee MOM do UBTECH phát triển cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này. Mỗi robot được gán một mã định danh riêng, cho phép doanh nghiệp theo dõi linh kiện, dữ liệu lắp ráp và kết quả kiểm định chất lượng trong suốt vòng đời sản phẩm. Nói cách khác, mỗi robot khi rời khỏi dây chuyền không chỉ là một cỗ máy hoàn chỉnh mà còn đi kèm một “hồ sơ” sản xuất có thể truy xuất.
Từ 1.000 lên 10.000 robot hình người, bước ngoặt của công nghiệp hóa
Điều đáng chú ý hơn cả nằm ở tốc độ mở rộng công suất. Chưa đầy chín tháng sau khi robot hình người Walker S2 thứ 1.000 xuất xưởng vào tháng 12 năm ngoái, UBTECH đã nâng công suất thiết kế của nhà máy lên 10.000 robot mỗi năm. Với nhịp sản xuất trung bình khoảng 10 phút cho một sản phẩm, cơ sở này được UBTECH giới thiệu là nhà máy sản xuất robot hình người có công suất lớn đầu tiên trên thế giới ở quy mô như vậy.
Con số 10 phút đặc biệt đáng chú ý bởi nó cho thấy cách nhìn về robot hình người đang thay đổi. Trước đây, mỗi robot thường được xem như một sản phẩm công nghệ có tính chất gần với nguyên mẫu. Khi sản xuất hàng loạt được triển khai, robot bắt đầu được nhìn nhận như một sản phẩm công nghiệp có quy trình, tiêu chuẩn và chuỗi cung ứng riêng. Để đạt được điều đó, không chỉ dây chuyền lắp ráp mà cả hệ thống hậu cần bên trong nhà máy cũng phải thay đổi.
UBTECH sử dụng kho thông minh dạng đứng được tự động hóa hoàn toàn. Hệ thống này có thể lưu trữ 112 robot trên diện tích chỉ khoảng 65 m², qua đó nâng cao đáng kể hiệu quả sử dụng không gian. Đây là một chi tiết tưởng như nhỏ nhưng phản ánh một thực tế quan trọng: sản xuất robot ở quy mô lớn không chỉ cần robot tốt mà còn cần một “hệ điều hành” công nghiệp đủ tốt để quản lí hàng nghìn sản phẩm và linh kiện.
Khi công suất tăng lên, bài toán cũng chuyển từ chế tạo một cỗ máy sang quản lí cả một hệ sinh thái sản xuất. Linh kiện phải được cung cấp đúng lúc, robot phải được lắp ráp đúng trình tự, dữ liệu phải được kiểm soát, chất lượng phải đồng nhất và thành phẩm phải được truy xuất trong suốt vòng đời. Nếu những bài toán đó được giải quyết, robot hình người có thể bước sang một giai đoạn hoàn toàn khác.
Điểm đáng chú ý của nhà máy UBTECH vì thế không chỉ nằm ở việc một robot được xuất xưởng sau khoảng 10 phút. Quan trọng hơn, nó cho thấy ngành robot đang bắt đầu xây dựng năng lực để tự biến mình thành một ngành công nghiệp sản xuất hàng loạt.
Trong tương lai, một robot hình người có thể không còn là sản phẩm được chế tạo với số lượng hạn chế trong những dây chuyền đặc biệt. Nó có thể được sản xuất theo quy mô tương tự nhiều thiết bị công nghiệp khác, với chuỗi cung ứng, nhà máy, tiêu chuẩn chất lượng và hệ thống hậu cần ngày càng hoàn thiện.