Robot trong sản xuất ô tô toàn cầu ngày càng thông minh hơn

Những cải tiến, một số trong đó được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo, mang lại lợi ích cho các nhà sản xuất đang phải đối mặt với thuế quan, nhu cầu về xe điện giảm mạnh hơn dự kiến và tình trạng thiếu hụt kỹ năng.

Trong một số trường hợp, sự phát triển cũng khiến robot trở nên rẻ hơn. Robot đang phát triển theo hướng "cần có hiệu suất, độ an toàn và khả năng thích ứng theo thời gian thực để theo kịp môi trường sản xuất theo mô-đun linh hoạt hơn", Winston Leung, giám đốc cấp cao tại QNX, một bộ phận của BlackBerry Limited, cho biết.

Các nhiệm vụ trong sản xuất ô tô, bao gồm hàn, sơn và xử lý vật liệu, đã được tự động hóa trong nhiều thập kỷ. Các nhà sản xuất ô tô đã sử dụng robot công nghiệp trong các nhà máy kể từ những năm 1960.

Ngành công nghiệp ô tô là đơn vị áp dụng chính của robot công nghiệp, theo báo cáo dựa trên dữ liệu năm 2023 từ Liên đoàn Robot quốc tế. Năm 2023 đã chứng kiến kỷ lục 14.678 robot được lắp đặt cho sản xuất ô tô. Theo báo cáo tháng 4 năm 2025 của QNX, 65% doanh nghiệp ô tô hiện sử dụng robot.

Nhưng robot truyền thống có những hạn chế của chúng. Trong quá trình tìm kiếm hiệu quả, robot sản xuất ô tô truyền thống thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại, có mục đích duy nhất.

Định hướng chuyên môn hóa đó khiến chúng trở nên to lớn, mạnh mẽ và không linh hoạt đối với hệ thống truyền động mới và công việc mới.

“Trong quá trình lập trình lại, về cơ bản toàn bộ chuỗi của bạn sẽ bị đóng lại”, Yulin Wang, một nhà phân tích công nghệ cấp cao nghiên cứu về robot cho công ty tình báo thị trường IDTechEx cho biết. “Chi phí thời gian chết khá đáng kể”.

Việc lập kế hoạch cho những hạn chế về mặt vật lý cũng rất khó khăn.

Trước đây, khi thiết kế mặt bằng nhà máy, các nhà thiết kế dây chuyền sản xuất phải minh họa mọi thứ để đảm bảo từng thiết bị sẽ vừa vặn. Sau khi lắp đặt, các nhà thiết kế sẽ điều chỉnh mọi thứ trong nhà máy thực tế.

Mike Cicco, CEO của nhà sản xuất robot Fanuc America, một nhà cung cấp của General Motors, cho hay: “Thật khó để mô phỏng hoàn hảo hiệu quả của từng thiết bị tự động hóa hoặc từng thiết bị, sau đó sắp xếp chúng”.

Nhưng những tiến bộ gần đây đã hợp lý hóa các quy trình giúp các nhà sản xuất tiết kiệm thời gian và tiền bạc.

Tuy nhiên, hiện thì thay vì tạo bố cục, cài đặt công nghệ và điều chỉnh để tính đến thế giới thực, các kỹ sư hệ thống và nhà thiết kế sử dụng mô phỏng để kiểm tra hoạt động của nhà máy trước khi lắp đặt bất kỳ thứ gì.

Họ tạo ra các bản sao kỹ thuật số của robot và điều chỉnh chuyển động hoặc tốc độ của chúng. Họ chạy mô phỏng để thử nghiệm các cách giảm bớt căng thẳng cho robot và giảm nhu cầu bảo trì.

“Rõ ràng là bạn có thể di chuyển mọi thứ dễ dàng hơn trong môi trường ảo. Bạn có thể thử nghiệm mọi thứ dễ dàng hơn trong môi trường ảo, và sau khi điều đó được chứng minh, bạn có thể hiểu chính xác mọi thứ nên đi nhanh như thế nào và ở đâu”, Cicco chia sẻ.

Ngành công nghiệp ô tô cũng đang chuyển sang các loại robot khác nhau cung cấp nhiều tính linh hoạt hơn.

Ví dụ, IDTechEx dự báo rằng thị trường robot cộng tác sẽ tăng trưởng 22% trong 20 năm tới. Robot cộng tác, hay cobot, là một loại robot công nghiệp được thiết kế để làm việc an toàn bên cạnh con người thường nhỏ hơn với các cánh tay công cụ mô-đun có thể hoán đổi cho các nhiệm vụ khác nhau.

Cobot thường dễ lập trình hơn. Người dùng có thể lập trình robot thông qua giao diện người dùng đồ họa thay vì mã độc quyền. Một số cho phép người vận hành hướng dẫn cánh tay để "huấn luyện" robot theo mong muốn.

“Đối với robot cộng tác, nếu bạn chỉ lập trình nhanh thì chúng có thể dễ dàng được tái sử dụng cho mục đích khác hoặc cho các nhiệm vụ khác nhau”, Wang cho biết. “Nó thực sự giảm thiểu thời gian chết cũng như tăng tính linh hoạt của một máy để có thể sử dụng cho nhiều nhiệm vụ khác nhau”.

Toyota, Hyundai, BMW Group, Tesla và các nhà sản xuất ô tô khác cũng đang khám phá robot hình người.

Bên cạnh những phát triển trong mô phỏng và khả năng lập trình, các kỹ sư và nhà thiết kế đang cải thiện các yếu tố vật lý của robot để sản xuất ô tô.

Các kỹ sư đang tăng trục và thêm các nền tảng di chuyển để giới thiệu các chuyển động phức tạp hơn.

Trước đây, robot được lập trình để thực hiện các chuyển động cụ thể dựa trên vị trí dự kiến của các bộ phận hoặc phương tiện. Hiện thì robot được lắp đặt hệ thống thị giác và ngày càng có nhiều hệ thống được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo.

“Các hệ thống thị giác tốt hơn và tất cả các công nghệ hỗ trợ này đang cải thiện thị giác máy AI và cho phép robot thực sự biết nơi để lấy một bộ phận”, Jeff Burnstein, chủ tịch của Hiệp hội Tự động hóa Tiên tiến nói. “Tôi nghĩ rằng bạn sẽ thấy nhiều công nghệ đó được sử dụng hơn trong tương lai”.

Nam Nguyễn