Термінологічний та змістовний аспекти колаборативної робототехніки: аналіз та рекомендації
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2022-2(90)-13-21Ключові слова:
колаборативна робототехніка; колаборативні роботи; стандарти ISO; безпека; технологіїАнотація
Розвиток промисловості до рівня Industry 4.0 та перехід до рівня 5.0 передбачає повністю автоматизовані виробництва, на яких керування всіма процесами здійснюється в режимі реального часу і з урахуванням мінливих зовнішніх умов. Це можливо завдяки автоматизації та роботизації виробничих процесів. Застосування колаборативних промислових роботів на сучасному виробництві ставить ряд проблемних питань не тільки з технічної сторони, а й пов’язаних зі змістовністю визначень та коректного тлумачення, тобто однозначності розуміння їх сутності, термінології у колаборативній робототехніці при проєктуванні роботизованих технологій на етапі технологічної підготовки роботизованих механоскладальних виробництв машино- та приладобудування (при цьому обов’язкове дотримання виробничих стандартів ISO); при розробці управляючих програм із врахуванням вимог техніки безпеки тощо. Згадані вище проблеми не мають єдиного правильного варіанта вирішення, хоча не є новими у сфері виробництва та робототехніки. В роботі представлено стислий аналіз інформаційних джерел, які вказують на різноманітність підходів та методів досліджень у цьому напрямі, а також запропоновано змістовність тлумачення найпоширеніших термінів.
Посилання
The International Federation of Robotics (2022), [Online], available at: https://ifr.org/free-downloads/
The International Federation of Robotics (2022), Privacy Policy, [Online], available at: https://ifr.org/papers
Su, Y.-H., Munawar, A. and Deguet, A. (2020), Collaborative Robotics Toolkit (CRTK): Open Software Framework for Surgical Robotics Research, Fourth IEEE International Conference on Robotic Computing (IRC), 24 December, [Online], available at: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9287933. DOI: 10.1109/IRC.2020.00014
Kyrylovych, V.A. (2022), «System and Structural Approach to Interaction of Components in Collaborative Flexible Production Systems», Proceedings of the Technical University of Sofia, Vol. 72, No. 3, [Online], available at: https://proceedings.tu-sofia.bg/
Chunguang, B. (2020), «Industry 4.0 technologies assessment: A sustainability perspective», International Journal of Production Economics, Vol. 229, November, [Online], available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925527320301559
Maddikunta, P.K.R. et al. (2022), «Industry 5.0: A survey on enabling technologies and potential applications», Journal of Industrial Information Integration, Vol. 26, March, [Online], available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2452414X21000558
Inoue, T., Yamauchi, S. and Westman, K.-E. (2017), «Standardization of Assistive Products with Robotic Technology – From a Perspective of ISO/TC173», Harnessing the Power of Technology to Improve Lives, Studies in Health Technology and Informatics, Vol. 242, [Online], available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28873853/
Villaronga, E.F. (2016), «ISO 13482:2014 and Its Confusing Categories. Building a Bridge Between Law and Robotics», Mechanisms and Machine Science, Vol. 39, [Online], available at: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-30674-2_3
ISO 13482:2014 Robots and Robotics Devices – Safety Requirements for Personal Care Robots, [Online], available at: https://www.iso.org/standard/53820.html
Scalera, L., Giusti, A., di Cosmo, V. and Riedl, M. (2020), «Application of dynamically scaled safety zones based on the ISO/TS 15066:2016 for collaborative robotics», International Journal of Mechanics and Control, No. 21 (1), June, pp. 41–50, [Online], available at: https://cutt.ly/ONEhphz
Cosmo, Vincenzo Di et al. (2019), «Collaborative Robotics Safety Control Application Using Dynamic Safety Zones Based on the ISO/TS 15066:2016», Advances in Intelligent Systems and Computing, Vol. 980, [Online], available at: https://cutt.ly/pNEgbar
Chemwenoa, P., Pintelonb, L. and Decreb, W. (2020), «Orienting safety assurance with outcomes of hazard analysis and risk assessment: A review of the ISO 15066 standard for collaborative robot systems», Safety Science, September, Vol. 129, [Online], available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925753520302290
International Organisation of Standardisation (2016), Robots and robotic devices – Collaborative robots (ISO/TS 15066:2016), [Online], available at: https://www.iso.org/standard/62996.html
ISO 31000 Risk management, [Online], available at: https://www.iso.org/ru/iso-31000-risk-management.html
McGarry, L., Butterfield, J. and Murphy, A. (2022), «Assessment of ISO Standardisation to Identify an Industrial Robot's Base Frame», Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, April, Vol. 74, [Online], available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0736584521001551
BS EN ISO 9283:1998, [Online], available at: https://cutt.ly/nNEhk8J
ISO/TR 13309:1995, [Online], available at: https://www.iso.org/standard/21679.html
Pedrocchi, N., Vicentini, F., Matteo, M. and Molinari Tosatti, L. (2013), «Safe Human-Robot Cooperation in an Industrial Environment», International Journal of Advanced Robotic Systems, Vol. 10, Issue 1, [Online], available at: https://journals.sagepub.com/doi/full/10.5772/53939
International Organisation of Standardisation (2011), Robots and robotic devices. Safety requirements for industrial robots. Part 1: Robots (ISO 10218-1:2011), [Online], available at: https://www.iso.org/standard/51330.html
Dalle Mura, M. and Dini, G. (2019), «Designing assembly lines with humans and collaborative robots: A genetic approach», CIRP Annals, Vol. 68, Issue 1, [Online], available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0007850619300320
Malik, A.A. and Bilberg, A. (2019), «Collaborative robots in assembly: A practical approach for tasks distribution», Procedia CIRP, Vol. 81, [Online], available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827119304780
Accorsi, R. (2019), «An application of collaborative robots in a food production facility», Procedia Manufacturing, Vol. 38, [Online], available at: https://cutt.ly/yNEg21O
Xiao, J. et al. (2018), «Collision detection algorithm for collaborative robots considering joint friction», International Journal of Advanced Robotic Systems, Vol. 15, Issue 4, [Online], available at: https://journals.sagepub.com/doi/epub/10.1177/1729881418788992
Aaltonena, I. and Salmi, T. (2019), «Experiences and expectations of collaborative robots in industry and academia: barriers and development needs», Procedia Manufacturing, Vol. 38, [Online], available at:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351978920302055
Vicentini, F. (2020), «Terminology in safety of collaborative robotics», Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, Vol. 63, [Online], available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0736584519300614
Kyrylovych, V.A. and Kravchuk, A.R. (2022), «Problemy promyslovoi' kolaboratyvnoi' robototehniky v gnuchkyh mehanoskladal'nyh vyrobnyctvah», Tezy Vseukrai'ns'koi' naukovo-praktychnoi' on-line konferencii' zdobuvachiv vyshhoi' osvity i molodyh uchenyh, prysvjachenoi' Dnju nauky 16–20, 26 travnja, [Online], available at: https://cutt.ly/INEhnXd
International Organisation of Standardisation (2011), Robots and robotic devices. Safety requirements for industrial robots. Part 2: Robot systems and integration (ISO 10218-2:2011), [Online], available at: https://www.iso.org/standard/41571.html
Stieber, T. (2016), «I, Cobot: Future collaboration of man and machine», The Manufacturer, [Online], available at: https://cutt.ly/eNEgPMy
International Federation of Robotics (2018), Demystifying Collaborative Industrial Robots, [Online], available at: https://cutt.ly/HNEgJYX
Martinez, E., Ponce, P., Macias, I. and Molina, A. (2021), «Automation Pyramid as Constructor for a Complete Digital Twin, Case Study: A Didactic Manufacturing System», Sensors, Vol. 21, Issue 14, [Online], available at: https://www.mdpi.com/1424-8220/21/14/4656/html
Список використаної літератури:
The International Federation of Robotics. – 2022 [Electronic resource]. – Access mode : https://ifr.org/free-downloads/.
Privacy Policy / The International Federation of Robotics. – 2022 [Electronic resource]. – Access mode : https://ifr.org/papers.
Su Y.-H. Collaborative Robotics Toolkit (CRTK): Open Software Framework for Surgical Robotics Research /
Y.-H. Su, A.Munawar, A.Deguet // Fourth IEEE International Conference on Robotic Computing (IRC), 24 December, 2020 [Electronic resource]. – Access mode : https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9287933. DOI: 10.1109/IRC.2020.00014.
Kyrylovych V.A. System and Structural Approach to Interaction of Components in Collaborative Flexible Production Systems / V.A. Kyrylovych // Proceedings of the Technical University of Sofia. – 2022. – Vol. 72, № 3 [Electronic resource]. – Access mode : https://proceedings.tu-sofia.bg/.
Chunguang B. Industry 4.0 technologies assessment: A sustainability perspective / B.Chunguang // International Journal of Production Economics. – 2020. – Vol. 229, November [Electronic resource]. – Access mode : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925527320301559.
Industry 5.0: A survey on enabling technologies and potential applications / P.K.R. Maddikunta and other // Journal of Industrial Information Integration. – 2022. – Vol. 26, March [Electronic resource]. – Access mode : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2452414X21000558.
Inoue T. Standardization of Assistive Products with Robotic Technology – From a Perspective of ISO/TC173 / T.Inoue, S.Yamauchi, K.-E.Westman // Harnessing the Power of Technology to Improve Lives : Studies in Health Technology and Informatics. – 2017. – Vol. 242 [Electronic resource]. – Access mode : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28873853/.
Villaronga Fosch Eduard ISO 13482:2014 and Its Confusing Categories. Building a Bridge Between Law and Robotics / Eduard Fosch Villaronga // Mechanisms and Machine Science. – 2016. – Vol. 39 [Electronic resource]. – Access mode : https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-30674-2_3.
Robots and Robotics Devices – Safety Requirements for Personal Care Robots : ISO 13482:2014 [Electronic resource]. – Access mode : https://www.iso.org/standard/53820.html.
Application of dynamically scaled safety zones based on the ISO/TS 15066:2016 for collaborative robotics / L.Scalera, A.Giusti, V. di Cosmo, M.Riedl // International Journal of Mechanics and Control. – 2020. – № 21 (1), June. – Р. 41–50 [Electronic resource]. – Access mode : https://cutt.ly/ONEhphz.
Collaborative Robotics Safety Control Application Using Dynamic Safety Zones Based on the ISO/TS 15066:2016 / Vincenzo Di Cosmo and other // Advances in Intelligent Systems and Computing. – 2019. – Vol. 980 [Electronic resource]. – Access mode : https://cutt.ly/pNEgbar.
Chemwenoa P. Orienting safety assurance with outcomes of hazard analysis and risk assessment : A review of the ISO 15066 standard for collaborative robot systems / P.Chemwenoa, L.Pintelonb, W.Decreb // Safety Science. – 2020. – Vol. 129, September [Electronic resource]. – Access mode : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925753520302290.
Robots and robotic devices – Collaborative robots : ISO/TS 15066:2016 / International Organisation of Standardisation [Electronic resource]. – Access mode : https://www.iso.org/standard/62996.html.
Risk management : ISO 31000:2018 [Electronic resource]. – Access mode : https://www.iso.org/ru/iso-31000-risk-management.html.
McGarry L. Assessment of ISO Standardisation to Identify an Industrial Robot’s Base Frame / L.McGarry, J.Butterfield, A.Murphy // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. – 2022. – Vol. 74, April [Electronic resource]. – Access mode : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0736584521001551.
BS EN ISO 9283:1998 [Electronic resource]. – Access mode : https://cutt.ly/nNEhk8J.
ISO/TR 13309:1995 [Electronic resource]. – Access mode : https://www.iso.org/standard/21679.html.
Safe Human-Robot Cooperation in an Industrial Environment / N.Pedrocchi, F.Vicentini, M.Matteo, L.Molinari Tosatti // International Journal of Advanced Robotic Systems. – 2013. – Vol. 10, Issue 1 [Electronic resource]. – Access mode : https://journals.sagepub.com/doi/full/10.5772/53939.
Robots and robotic devices. Safety requirements for industrial robots. Part 1: Robots (ISO 10218-1:2011) / International Organisation of Standardisation, 2011 [Electronic resource]. – Access mode : https://www.iso.org/standard/51330.html.
Dalle Mura M. Designing assembly lines with humans and collaborative robots: A genetic approach / M. Dalle Mura, G.Dini // CIRP Annals. – 2019. – Vol. 68, Issue 1 [Electronic resource]. – Access mode : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0007850619300320.
Malik A.A. Collaborative robots in assembly: A practical approach for tasks distribution / A.A. Malik, A.Bilberg // Procedia CIRP. – 2019. – Vol. 81 [Electronic resource]. – Access mode : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827119304780.
Accorsi R. An application of collaborative robots in a food production facility / R.Accorsi // Procedia Manufacturing. – 2019. – Vol. 38 [Electronic resource]. – Access mode : https://cutt.ly/yNEg21O.
Collision detection algorithm for collaborative robots considering joint friction / J.Xiao and other // International Journal of Advanced Robotic Systems. – 2018. – Vol. 15, Issue 4 [Electronic resource]. – Access mode : https://journals.sagepub.com/doi/epub/10.1177/1729881418788992.
Aaltonena I. Experiences and expectations of collaborative robots in industry and academia: barriers and development needs / I.Aaltonena, T.Salmi // Procedia Manufacturing. – 2019. – Vol. 38 [Electronic resource]. – Access mode : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351978920302055.
Vicentini F. Terminology in safety of collaborative robotics / F.Vicentini // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. – 2020. – Vol. 63 [Electronic resource]. – Access mode : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0736584519300614.
Кирилович В.А. Проблеми промислової колаборативної робототехніки в гнучких механоскладальних виробництвах / В.А. Кирилович, А.Р. Кравчук // Тези Всеукраїнської науково-практичної online-конференції здобувачів вищої освіти і молодих учених, присвяченої Дню науки 16–20, 26 травня, 2022 [Electronic resource]. – Access mode : https://cutt.ly/INEhnXd.
Robots and robotic devices. Safety requirements for industrial robots. Part 2: Robot systems and integration (ISO 10218-2:2011) / International Organisation of Standardisation [Electronic resource]. – Access mode : https://www.iso.org/standard/41571.html.
Stieber Thilo I, Cobot: Future collaboration of man and machine / Thilo Stieber // The Manufacturer. – 2016 [Electronic resource]. – Access mode : https://cutt.ly/eNEgPMy.
Demystifying Collaborative Industrial Robots / International Federation of Robotics. – 2018 [Electronic resource]. – Access mode : https://cutt.ly/HNEgJYX.
Automation Pyramid as Constructor for a Complete Digital Twin, Case Study: A Didactic Manufacturing System / E.Martinez, P.Ponce, I.Macias, A.Molina // Sensors. – 2021. – Vol. 21, Issue 14 [Electronic resource]. – Access mode : https://www.mdpi.com/1424-8220/21/14/4656/html.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Валерій Анатолійович Кирилович, Петро Петрович Мельничук, Антон Романович Кравчук, Валерій Анатолійович Яновський
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
