Бесплатные консультации:
(Пн. - Пт.: 09:00 - 18:00)

Эволюция экзоскелета

С появлением таких технологий, как ChatGPT и расширенная дополненная реальность, такие инструменты, как экзоскелеты, уже не кажутся слишком футуристичными. Тем не менее, они по-прежнему остаются новым дополнением к сфере обработки материалов. Разработчики экзоскелетов, первоначально созданных для сельскохозяйственных целей, а в последнее время - для военных, посвятили много часов инженерной работе, чтобы привнести их в индустриальный мир и помочь как в производстве, так и в складировании.

Хотя это все еще новая концепция, некоторые производители утверждают, что в один прекрасный день экзоскелеты станут частью стандартных средств индивидуальной защиты (СИЗ).

Есть веские причины поддержать эту идею. Несмотря на увольнения в технологическом секторе, страна продолжает страдать от катастрофической нехватки рабочей силы. Согласно недавнему отчету Торговой палаты США, в стране имеется более 10 миллионов вакансий, но только 5,7 безработных.

В этом сегменте такие отрасли, как производство и складское хозяйство, остаются одними из самых сложных для найма квалифицированной рабочей силы. Это может быть грубая, монотонная, физически тяжелая работа, и ее трудно продать - особенно молодому поколению, которое ищет должности, требующие больших умственных усилий.

Работа с материалами также связана с повторением. "Представьте себе, что Вы поднимаете сотни килограммов в час, тысячи раз за день", - говорит Илья Мирман, руководитель отдела маркетинга и продаж компании Verve Motion. "Повторяющиеся нагрузки на спину оказывают огромное влияние на качество жизни, а также сказываются на производительности труда".

Добавьте к этому стареющую и менее физически подготовленную рабочую силу, чем в предыдущие десятилетия, и высокая стоимость травм/медицинского обслуживания, текучесть кадров и потеря производительности, а также эргономическая поддержка экзоскелетов начинают выглядеть привлекательно.

"Компании больше ценят своих сотрудников, а не считают их одноразовыми", - говорит Пол Николсон, вице-президент по развитию HeroWear. "Травмы спины и другие эргономические проблемы считались обычным делом. Теперь это уже не так".

Современные устройства

Экзоскелеты - это легкие внешние каркасы, рюкзаки или жилеты, которые могут поддерживать и даже улучшать работу сотрудника. В этом качестве они помогают предотвратить распространенные травмы спины, коленей, плеч и т.д. Сегодня существует более 100 производителей экзоскелетов, многие из которых базируются в Европе, где эти устройства более доступны, чем в Соединенных Штатах. Из множества компаний, производящих экзоскелеты, около дюжины внедряются в сферу погрузочно-разгрузочных работ, причем большее их количество все еще занято в производстве, а не в складском хозяйстве.

Большинство конструкций экзоскелетов можно разделить на две основные категории: пассивные и активные системы. Пассивная система основана на концепции, согласно которой набор пружин или эластиков накапливает энергию и возвращает ее во время подъема сустава или движения. Активная система питается от батарей или иногда даже от газа и обеспечивает большую поддержку, чем ее пассивный аналог.

Активные системы часто выглядят так, как Вы представляете себе экзоскелет - твердый, жесткий "скелет", имитирующий структуру тела. Пассивные устройства, как правило, более легкие и могут напоминать рюкзак или жилет, но между ними может быть и пересечение. Оба варианта имеют свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать.

Несмотря на довольно простую концепцию, довести экзоскелеты до практического использования было довольно сложно. Однако в последнее десятилетие наконец-то начались разработки, необходимые для того, чтобы довести их до более широкого применения.

Экзоскелеты - это легкие внешние каркасы, рюкзаки или жилеты, которые могут поддерживать и даже улучшать задачи работника. 

"Современные экзоскелеты внешне не сильно отличаются от своих первых образцов 19 века", - говорит Николсон. "То, что потребовалось так много времени, чтобы они стали практичными, заключается в том, что их трудно сделать так, чтобы людям было удобно в них работать. Исторически сложилось так, что они всегда замедляли работу людей".

Но ситуация меняется, поскольку основное внимание уделяется более легким и удобным экзоскелетам. "Материаловедение наконец-то настигло нас, и мы смогли создать устройство, которое одновременно достаточно прочное и удобное для ношения", - объясняет Николсон. "Существует целый ряд новых вариантов, разработанных специально для пользователей".

Более жесткие, активные системы обеспечивают большую поддержку и часто используются для работ, где руки нужно держать над головой в течение длительного времени - например, на автомобильном заводе.

Такая конструкция может уменьшить травмы спины, плеч и шеи. Эти системы также могут сыграть свою роль в задачах по подъему тяжестей, поддерживая пользователя при наклонах, поднятии и переносе груза с одного места на другое.

Более мелкое и легкое снаряжение, такое как жилеты и рюкзаки, также играет свою роль. Хотя они не такие тяжелые, как скелет, они могут оказать значительную поддержку работнику, выполняющему повторяющиеся задачи на складе или в производственном помещении.

"Наши рюкзаки могут снять нагрузку до 40 % и уменьшить мышечную работу", - говорит Мирман. "Эффект от этого очень значительный - до 80 % или 90 %".

По словам Энтони Пратта, вице-президента по продажам компании Ekso Bionics, ношение экзоскелета не только повышает производительность труда, но и снижает травматизм, что позволяет компании довольно быстро окупать вложенные средства. "Все начинается с безопасности работников", - говорит Пратт. "Экзоскелеты снижают утомляемость, поэтому работники используют правильную технику, подходящую для их условий. Это демонстрация инвестиций в Ваших сотрудников".

Это также экономит деньги на расходах на здравоохранение, высокой текучести кадров и потерянной производительности. Подумайте о том, что травмы и расходы на здравоохранение в Соединенных Штатах составляют 14 миллиардов долларов в год, а средняя травма заставляет работника пропустить 13 дней работы, согласно статистике, собранной компанией Verve Motion. Производительность теряется на сумму от 7 % до 10 %. Если Вы компенсируете эти цифры покупкой экзоскелета, то, по словам Николсона, Вы можете рассчитывать на окупаемость инвестиций всего за шесть месяцев.

Факторы, которые следует учитывать

Важный аспект, который необходимо правильно подобрать для экзоскелета, - это комфорт и удобство ношения. Без них Вы не сможете соблюдать нормы, и костюмы останутся неиспользованными. Современные варианты включают в себя более мягкие материалы и подгоняемые размеры, что делает их более простыми и удобными в ношении.

"Простота использования - ключевой момент", - говорит Пратт. "Каждое тело индивидуально, поэтому мы работаем с конечными пользователями на месте, чтобы измерить и подогнать их размер".

Это отражает общее движение в индустрии экзоскелетов, направленное на то, чтобы предлагать более индивидуальные варианты, аналогичные другим видам СИЗ. По словам Николсона, варианты HeroWear настраиваются под пользователя примерно за 5 минут. "Мы не делаем различий между маленькими, средними и большими размерами, мы создаем каждую часть тела по модульному принципу", - объясняет он. "Затем мы устанавливаем нужный уровень поддержки для каждого человека, чтобы максимизировать его производительность".

Основное внимание уделяется производству более легких и удобных экзоскелетов.

В общем, через неделю или около того большинство сотрудников пройдут через несколько настроек, процессов проб и ошибок и найдут оптимальный вариант. "После этого они уже никогда не оглядываются назад", - говорит Николсон.

Когда сотрудник покидает компанию, производители экзоскелетов могут вернуть экзоскелет его заместителю и заново измерить/настроить его. "Мы выезжаем на место и заново измеряем платформу для нового конечного пользователя", - говорит Пратт. Сейчас можно ожидать, что средний экзоскелет прослужит около четырех или пяти лет, добавляет он, даже при использовании несколькими пользователями.

Уход за экзоскелетами требует нескольких простых действий: В конце смены работники должны опрыскать их каким-либо дезинфицирующим раствором и повесить на ночь сушиться.

Николсон говорит, что идея заключается не в том, чтобы передавать их от одного работника к другому, а в том, чтобы сделать их доступными в качестве СИЗ для тех сотрудников, которые этого хотят. Компания HeroWear только что анонсировала обновленную версию своих костюмов, в которой большинство предметов можно стирать в машинке, что значительно упрощает уход за ними. "Мы также рекомендуем еженедельно составлять контрольный список, чтобы убедиться, что они работают и находятся в хорошем состоянии", - говорит он.

В индустрии экзоскелетов наблюдается общее движение к тому, чтобы предлагать более индивидуальные варианты, аналогичные другим видам СИЗ.

Заглядывая в будущее

В настоящее время внедрение экзоскелетов все еще находится в зачаточном состоянии, говорит Брайан Дженсен, председатель и исполнительный вице-президент консалтинговой фирмы St. Onge Company. "Экзоскелеты отлично справляются со своей задачей, - говорит он, - а внедрение пассивных костюмов происходит умеренно".

Тем не менее, Соединенные Штаты отстают от своих европейских коллег, когда речь заходит об использовании этих устройств. "Экзоскелеты здесь не так приняты, как могли бы быть", - говорит Дженсен. "В Европе правительства делают лучшую работу по защите своих сотрудников, поэтому они впереди".

Чтобы определить, подходят ли экзоскелеты для Вашей работы, Дженсен рекомендует взвесить стоимость травмы спины по сравнению с инвестициями в экзоскелет.

"Если Вы избежите трех-четырех травм спины, Вы окупите эти инвестиции", - говорит он. "Но провести сравнительный анализ может быть сложно, потому что он условен. Как Вы узнаете, удалось ли Вам избежать травмы спины?"

Дженсен добавляет, что на многих складах компании до сих пор не приняли пояс за 50 долларов, поэтому иногда бывает трудно ходить по магазинам в поисках гораздо более дорогого экзоскелета, стоимость которого часто составляет десятки тысяч долларов.

Однако, с точки зрения Пратта, наблюдение за тем, как работник впервые ощущает поддержку экзоскелета, должно быть достаточным, чтобы закрепить его согласие. "Когда люди надевают его в первый раз и чувствуют, что их боль исчезает, Вы можете увидеть это на их лицах", - добавляет Пратт. "Продукт работает". 

Источник: Эволюция экзоскелета - Modern Materials Handling (mmh.com)

Том Иллауэр

Все материалы от: 
ru_RURussian