Postępująca automatyzacja przemysłu od dekad zmienia sposób funkcjonowania fabryk na całym świecie. Jednak dopiero ostatnie lata przyniosły wyraźne przyspieszenie rozwoju technologii zdolnych do wykonywania zadań dotychczas zarezerwowanych dla ludzi. Szczególnie widoczne jest to w branży motoryzacyjnej, która od drugiej połowy XX wieku stanowi jedno z głównych środowisk wdrażania nowych rozwiązań produkcyjnych.
Już w latach 60. pojawiły się pierwsze roboty przemysłowe wspierające procesy spawania oraz manipulacji elementami, a kolejne dekady przyniosły stopniową automatyzację coraz większej części linii montażowych. Mimo to wiele czynności (zwłaszcza tych wymagających precyzyjnej manipulacji, adaptacji do zmiennych warunków czy pracy w ograniczonej przestrzeni) jest nadal wykonywanych przez pracowników fizycznych.
Obecnie rozwój robotów humanoidalnych wyznacza nowy etap w automatyzacji produkcji. W przeciwieństwie do tradycyjnych robotów przemysłowych, które są projektowane do wykonywania powtarzalnych operacji w ściśle kontrolowanym środowisku, roboty humanoidalne powstają z myślą o większej uniwersalności.
Ich konstrukcja, wzorowana na budowie ciała człowieka, umożliwia:
- funkcjonowanie w przestrzeniach zaprojektowanych dla ludzi,
- korzystanie z istniejących narzędzi,
- realizację bardziej złożonych i zróżnicowanych zadań.
Dodatkowo, integracja zaawansowanych systemów sztucznej inteligencji, technologii widzenia maszynowego oraz wszelkiego rodzaju czujników znacząco zwiększa możliwości tych robotów. Dzięki temu zaczynają one stopniowo wykraczać poza ograniczenia typowe dla klasycznej robotyki przemysłowej, oferując większą elastyczność i autonomię działania.
Branża automotive stanowi naturalne środowisko wdrażania i testowania tego typu rozwiązań. Produkcja pojazdów jest procesem wysoce złożonym, obejmującym tysiące powiązanych operacji, które muszą być realizowane w określonej sekwencji, przy zachowaniu rygorystycznych standardów jakości i powtarzalności. To właśnie te cechy sprawiają, że sektor ten jest szczególnie podatny na dalszą automatyzację – w tym na potencjalne zastępowanie pracy ludzkiej przez roboty humanoidalne.
Koszt pracownika fizycznego w przemyśle automotive
Koszt zatrudnienia pracownika fizycznego w przemyśle automotive stanowi jeden z kluczowych elementów kosztów funkcjonowania przedsiębiorstw produkcyjnych działających w sektorze motoryzacyjnym i nie ogranicza się wyłącznie do wynagrodzenia, które pracownik otrzymuje za wykonywaną pracę.
W rzeczywistości jest to znacznie szersza kategoria ekonomiczna obejmująca wszystkie wydatki ponoszone przez pracodawcę w związku z zatrudnieniem oraz utrzymaniem pracownika na danym stanowisku pracy. Oprócz wynagrodzenia brutto obejmuje on również obowiązkowe składki na ubezpieczenia społeczne finansowane przez pracodawcę, różnego rodzaju dodatki i premie, a także koszty świadczeń pracowniczych wynikających z przepisów prawa pracy oraz regulaminów obowiązujących w przedsiębiorstwie.
W przemyśle motoryzacyjnym, gdzie znaczną część zatrudnionych stanowią pracownicy produkcyjni wykonujący prace fizyczne, istotne są również dodatkowe koszty związane z organizacją pracy na hali produkcyjnej. Należą do nich między innymi wydatki na szkolenia stanowiskowe, szkolenia z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy, badania lekarskie, a także zapewnienie odpowiedniego wyposażenia pracownika w odzież roboczą, środki ochrony indywidualnej oraz narzędzia niezbędne do wykonywania obowiązków zawodowych.
W wielu krajach rozwiniętych całkowity koszt zatrudnienia jednego pracownika produkcyjnego w branży automotive może wynosić około 50 000–100 000 € rocznie (4), choć wartości te różnią się w zależności od kraju, poziomu kwalifikacji pracownika oraz systemu wynagrodzeń.
Roboty humanoidalne
Roboty humanoidalne pojawiły się w przemyśle jako nowe uzupełnienie klasycznej automatyzacji. W przeciwieństwie do tradycyjnych robotów przemysłowych (sześcioosiowych), humanoidy mają budowę przypominającą człowieka (nogi, ręce, chwytaki), dzięki czemu mogą poruszać się w środowisku zaprojektowanym dla ludzi i wykonywać różnorodne czynności.
Tego typu roboty mogą także wspierać pracowników w zadaniach takich jak przenoszenie komponentów, montaż elementów, kontrola jakości czy obsługa logistyki wewnętrznej. Ich największą zaletą jest elastyczność – mogą pracować na istniejących liniach produkcyjnych bez konieczności przebudowy infrastruktury.
Choć technologia ta staje się coraz tańsza, roboty humanoidalne wciąż wiążą się z wysokimi kosztami projektowania, zakupu i utrzymania. Aby ich wdrożenie było opłacalne, systemy muszą stać się bardziej wydajne i tańsze. Szacuje się, że czynniki takie jak obniżenie kosztów sprzętu, wydłużenie czasu pracy baterii do ośmiu godzin oraz osiągnięcie wydajności zbliżonej do ludzkiej mogłyby sprawić, że do 2035 roku czas zwrotu inwestycji skróci się do około jednego roku.
Dodatkowym czynnikiem, który napędza rozwój tej branży, jest chroniczny niedobór siły roboczej. To często powtarzany i realny powód podawany przez liderów branży. Istotnym aspektem są tu starzejące się społeczeństwa, co oznacza, że coraz mniej ludzi chce wykonywać ciężką, powtarzalną pracę fizyczną. Humanoidy mogą wypełnić tę lukę, wykonując zadania, których ludzie nie chcą lub kiedy brakuje przysłowiowych rąk do pracy.
BMW już testowało w USA i testuje od tego roku w Europie
Obecnie do systemów pilotażowych używa się wielu robotów, a jeden pilotaż został zakończony w listopadzie 2025 w fabryce BMW w Spartanburgu.
Testowano tam robota FIGURE.02 opracowanego przez firmę FIGURE.AI. Celem projektu było sprawdzenie, czy robot może pracować w realnym środowisku produkcyjnym fabryki samochodów i wykonywać zadania dotychczas wykonywane przez pracowników.
Przebieg testów
Test w Spartanburgu miał charakter pilotażu przemysłowego i trwał około 11 miesięcy. W tym czasie robot nie pracował w warunkach laboratoryjnych, lecz bezpośrednio na linii produkcyjnej. Został wprowadzony do działu body shop, czyli linii produkcyjnej, gdzie powstaje szkielet samochodu. Jest to zautomatyzowana i zrobotyzowana część fabryki cechująca się powtarzalnością czynności, ale także ich precyzją.
Robot pracował w standardowym cyklu produkcyjnym – podobnie jak pracownicy fabryki, tj.:
- 10-godzinnej zmiany,
- 5 dni w tygodniu,
- w pełni funkcjonującej – rzeczywistej – linii produkcyjnej.
Po początkowym etapie uczenia w środowisku testowym robot został szybko przeniesiony do realnej produkcji. Sekwencje ruchów, nauczone podczas testów w laboratorium, zostały wykorzystane niemal bez zmian na linii produkcyjnej.
Robota użyto do jednego z „klasycznych” zadań w produkcji samochodów – operacji „pobierz i odłóż”, czyli czynności pobierania komponentów i ich umieszczania w wyznaczonym miejscu.
Precyzując zadania robota, można wymienić:
- pobieranie metalowych elementów karoserii z kontenerów lub regałów,
- przenoszenie ich do stanowiska produkcyjnego (stół obrotowy wraz z oprzyrządowaniem),
- umieszczanie części w uchwytach oprzyrządowania zgodnie z zaplanowaną sekwencją,
- przygotowanie elementów do dalszego spawania przez roboty przemysłowe.
Wyzwania
Wyzwanie polegało na znalezieniu równowagi między szybkością a precyzją w umieszczaniu elementów z tolerancją do 5 milimetrów w zaledwie dwie sekundy (1), aby mogły zostać wykonane kolejne operacje – wykonywane już przez sześcioosiowe roboty, np. operacje transportu części wewnątrz linii produkcyjnej lub łączenia części przez zgrzewanie punktowe, nitowanie itp.
Takie zadanie jest relatywnie proste, powtarzalne oraz fizycznie obciążające i stanowi doskonały wybór na pierwszy obszar testów humanoidalnego robota.
Zdefiniowano również kilka krytycznych punktów KPI (mierzalne wskaźniki efektywności), dzięki którym można sprawdzić, jak robot radzi sobie z różnymi zaplanowanymi zadaniami.
Badano między innymi:
- czas cyklu – całkowity czas na wykonanie części w zrobotyzowanej stacji – 84 sekundy z czego maksymalnie 37 sekund na załadowanie części przez robota,
- dokładność umieszczania – procent cykli, w których wszystkie trzy elementy były prawidło umieszczone w uchwytach oprzyrządowania – cel > 99% na zmianę,
- interwencje – liczba przypadków, w których człowiek musi zatrzymać lub zresetować robota – celem było zero interwencji na zmianę.
Najważniejsze wyniki projektu
Wyniki testów są następujące – robot:
- pomógł w produkcji ponad 30 000 samochodów bmw X3,
- przeniósł ponad 90 000 metalowych elementów,
- przepracował około 1250 godzin,
- wykonał około 1,2 miliona kroków w obrębie hali produkcyjnej (to około 321 km).
Test zakończył się ogólnym sukcesem – aczkolwiek robot FIGURE.02 wyszedł z niego dość „poobijany”. Zdobyto przy tym również ogromną ilość krytycznych danych i wyciągnięto szereg wniosków, które użyto przy projektowaniu kolejnej generacji – FIGURE.03.
Przykładem może tu być przeprojektowanie przedramienia robota – główny punkt awarii sprzętowych w zakładzie BMW. Według FIGURE.AI był to najbardziej podatny na awarie element całego systemu.
Zidentyfikowano następujące przyczyny:
- trzy stopnie swobody na za bardzo ograniczonej przestrzeni,
- złe zarządzanie temperaturą podczas ciągłej pracy,
- zbyt wrażliwe okablowanie i mikrokontrolery.
Doświadczenia zdobyte w Spartanburgu bezpośrednio wpłynęły więc na model następnej generacji. W FIGURE.03 całkowicie zrezygnowano z płytki rozdzielającej sygnały. Sterowniki silników w nadgarstku teraz komunikują się bezpośrednio z głównym komputerem. Zmniejszono złożoność systemu i uproszczono sposoby zarządzania temperaturą. Okablowane komponenty w przedramieniu – krytyczny problem FIGURE.02 – w nowym modelu stały się znacznie bardziej wytrzymałe (1).
Z uwagi na sukces testów, BMW planuje test pilotażowy w następnej swojej fabryce w Lipsku, gdzie zamierza wykorzystać swoje doświadczenia ze Spartanburga. Planowo projekt rozpocznie się od dwóch robotów „Aeon” szwajcarskiej firmy Hexagon Robotics należącej do szwedzkiego koncernu Hexagon AB.
Industrial Engineering
Usprawnij działania dzięki naszym rozwiązaniom dla każdego sektora w zakresie projektowania, montażu i Przemysłu 4.0 przy wsparciu ekspertów.
Oferta Industrial engineeringCo na to konkurencja?
Ale oczywiście nie tylko BMW inwestuje i prowadzi projekty pilotażowe z robotami humanoidalnymi.
Tesla
Tesla niewątpliwie pozostaje obecnie największym i najbardziej zaawansowanym pionierem w dziedzinie projektowania, budowania oraz rzeczywistego wdrażania robotów humanoidalnych w przemyśle motoryzacyjnym na skalę światową.
Spośród wszystkich firm rozwijających humanoidy, Tesla wyróżnia się przede wszystkim bezprecedensową ambicją wdrożeniową oraz realną liczbą egzemplarzy już pracujących w warunkach produkcyjnych. W dwóch kluczowych zakładach – fabryce Fremont w Kalifornii oraz nowoczesnej Gigafactory Texas w Austin – obecnie operuje od kilkuset do ponad 1000–1200 sztuk najnowszej wersji Optimus Gen 3. Ta liczba czyni Teslę niekwestionowanym liderem pod względem skali rzeczywistego użycia robotów humanoidalnych w środowisku przemysłowym.
Tesla najpierw wdraża Optimusa w swoich fabrykach, zanim w ogóle pomyśli o sprzedaży na zewnątrz. Roboty wykonują, póki co, proste, powtarzalne zadania w rzeczywistych warunkach produkcyjnych, obejmujące m.in.
- sortowanie i przenoszenie elementów (np. ogniw bateryjnych lub lekkich części),
- wewnętrzną logistykę (transport materiałów między stanowiskami),
- podstawową kontrolę jakości,
- kompletowanie zestawów części.
Mercedes-Benz
Już w 2024 roku Mercedes-Benz podpisał strategiczną umowę z amerykańską firmą Apptronik z Teksasu, a obecnie w ich fabrykach działa już kilkanaście do kilkudziesięciu robotów Apollo (szacunki mówią o 10–20 jednostkach w fazie pilotażu komercyjnego). Testy i wdrożenia odbywają się przede wszystkim w Digital Factory Campus w Berlinie-Marienfelde oraz w zakładzie w Kecskemét na Węgrzech, z planami rozszerzenia na kolejne lokalizacje w Europie i poza nią.
Hyundai
Hyundai również mocno wchodzi w temat humanoidalnych robotów w swoich fabrykach samochodów, a głównym bohaterem jest Atlas – humanoidalny robot od firmy Boston Dynamics (Hyundai jest większościowym właścicielem tej firmy od 2021 roku). Oficjalne plany przedstawione przez firmę zakładają, że pierwsze realne zastosowania robota w produkcji rozpoczną się około roku 2028 – początkowo w zakładzie Hyundai Motor Group Metaplant America w Savannah w stanie Georgia (USA), a w kolejnych latach ich rola ma się rozszerzać również w innych fabrykach Hyundaia na świecie.
Toyota
Japońska firma to kolejny wielki gracz na rynku, który zaczyna wdrażać roboty humanoidalne w swoich fabrykach samochodów – aktualnie w Kanadzie. Na swoim koncie posiada już 7 wdrożonych robotów humanoidalnych Digit firmy Agility Robotics (USA) w kanadyjskim oddziale Toyota Motor Manufacturing Canada (TMMC). To fabryka w Woodstock w Ontario, która produkuje SUV-y RAV4 i RAV4 Hybrid. Ponadto Toyota współpracuje również ze wcześniej wspomnianą firmą Boston Dynamics i jej robotem Atlasem.
Inni gracze
Warto również wspomnieć chińskim rynku, gdyż na tamtejszej scenie robotów humanoidalnych można wyróżnić wiele firm, spośród których wiodącą rolę odgrywa UBTech Robotics z Shenzhen, producent serii Walker (różne modele) używanych m.in. przez takich chińskich gigantów motoryzacji jak BYD, Geely, NIO.
Pozostali znaczący gracze tacy jak Honda, Stellantis, Ford, General Motors oraz Volkswagen, również aktywnie angażują się w rozwój robotów humanoidalnych. Choć w większości przypadków nie są to jeszcze wdrożenia na skalę przemysłową, firmy te także prowadzą projekty pilotażowe oraz współpracują z podmiotami technologicznymi i startupami, aby ocenić potencjał tych rozwiązań w kontekście przyszłości produkcji.
Podsumowanie
Analiza kosztów wskazuje, że w długiej perspektywie wykorzystanie robotów humanoidalnych w branży automotive może być bardziej opłacalne niż zatrudnianie pracowników fizycznych do wykonywania powtarzalnych zadań produkcyjnych. Będzie to wynikać z niższych kosztów operacyjnych, większej liczby godzin pracy, wysokiej powtarzalności. Całkowite zastąpienie ludzi zajmie jeszcze wiele lat, jednak częściowe zastępowanie w niektórych obszarach jest już rzeczywistością i w latach 2026–2036 będzie gwałtownie rosnąć.
Według raportu IDTechEx z marca 2026 roku, globalny rynek humanoidów osiągnie około 29,5 mld USD do 2036 roku (3), a branża motoryzacyjna i logistyczna jako pierwsze będą na szeroką skalę wdrażać te rozwiązania w przemyśle.
Podsumowując, humanoidalne roboty mają bardzo wysoki potencjał, ale ich rozwój będzie stopniowy i komplementarny wobec istniejącej automatyzacji. W krótkim okresie będą one pełnić rolę uzupełniającą, przejmując stopniowo zadania wymagające większej elastyczności, natomiast w dłuższej perspektywie mogą stać się nową kategorią „uniwersalnego pracownika fizycznego”.
Kluczowe dla realizacji tych prognoz będą trzy czynniki:
- tempo rozwoju AI,
- dalszy spadek kosztów sprzętu,
- rzeczywiste potwierdzenie ROI (zwrotu inwestycji) w środowisku przemysłowym.
Można na koniec zadać pytanie: Czy ludzie nie obawiają się takiej rewolucji? Czy istnieje ryzyko, że urealni się scenariusz z książki Arthura C. Clarke’a i filmu Stanley’a Kubricka „2001: Odyseja kosmiczna”, gdzie superkomputer HAL 9000 zbuntował się przeciwko załodze, uznając ludzi za zagrożenie dla misji?
Na to niech każdy odpowie sobie sam 🙂
Zostaw komentarz