Prospek Penggunaan Eksoskeleton di Fasilitas LLC ZARUBEZHNEFT-dobycha Kharyaga

Saat ini, topik eksoskeleton menjadi salah satu bidang robotika layanan yang berkembang paling dinamis, termasuk pengembangan sistem eksoskeleton secara mandiri, tak terkecuali di Rusia.

Analisis pengalaman global mengarah pada kesimpulan bahwa saat ini terdapat tiga bidang utama penerapan modul dan sistem eksoskeleton:

• eksoskeleton untuk keperluan militer;
• eksoskeleton rehabilitasi dan eksoskeleton untuk mengkompensasi kurangnya mobilitas pada penyandang disabilitas;
• eksoskeleton untuk aplikasi industri.

Saat ini, eksoskeleton industri menarik minat terbesar karena beberapa alasan:

• perangkat robotik yang dapat dikenakan, yang dirancang untuk digunakan di lingkungan manufaktur industri, menjadi area penggunaan komersial teknologi eksoskeleton yang tumbuh paling cepat;
• eksoskeleton untuk pekerjaan dan industri dapat digunakan di lokasi konstruksi, galangan kapal, pabrik, dan gudang;
• para spesialis di bidang produksi terus-menerus harus melakukan pekerjaan manual, sehingga mereka terpapar faktor-faktor berbahaya yang meningkatkan kemungkinan cedera — terutama perkembangan gangguan muskuloskeletal, yang tetap menjadi salah satu penyakit akibat kerja paling umum di Uni Eropa. Hal ini pada gilirannya menyebabkan peningkatan biaya pemeliharaan pekerja selama periode ketidakmampuan mereka untuk bekerja dan penurunan produktivitas tenaga kerja di perusahaan secara keseluruhan;
• pakaian eksoskeleton industri tidak terlalu sensitif terhadap batasan teknologi yang khas pada industri eksoskeleton;
• tingkat persyaratan untuk sistem kontrol eksoskeleton industri jauh lebih rendah dibandingkan dengan solusi serupa untuk aplikasi medis atau militer.

Berdasarkan desainnya, eksoskeleton industri dibagi menjadi eksoskeleton tubuh bagian atas, tubuh bagian bawah, serta eksoskeleton seluruh tubuh.

Berdasarkan sifat gaya yang dihasilkan, eksoskeleton dibagi menjadi pasif (tidak dilengkapi dengan aktuator — dukungan dan pengurangan beban dalam kasus ini dilakukan melalui penggunaan peredam, pegas, penyeimbang, dll.) dan aktif, yang pada gilirannya dibagi menjadi beberapa subkelompok tergantung pada jenis aktuator yang digunakan (elektromekanis, hidrolik, pneumatik, kombinasi).

Saat ini, di fasilitas LLC ZARUBEZHNEFT-dobycha Kharyaga, perhatian difokuskan pada aktivitas pekerja gudang dan beratnya proses kerja mereka, yang disebabkan oleh:

• pengulangan operasi rutin;
• beban fisik yang berat selama giliran kerja, terutama pada punggung dan kaki;
• kurangnya kemungkinan atau kelayakan penggunaan perangkat pengangkat untuk beban dengan berat hingga 25 kg.

Faktor-faktor yang disebutkan di atas menyebabkan kelelahan dan nyeri pada sistem muskuloskeletal, yang dapat memicu penyakit akibat kerja atau cedera.

Sebagai solusi untuk melindungi pekerja dari beban fisik yang berat, perusahaan mempertimbangkan penggunaan eksoskeleton industri sebagai asisten dalam melakukan operasi produksi. Penggunaan perangkat semacam itu membantu mengurangi beban pada tulang belakang lumbar dan otot punggung pekerja gudang.

Berdasarkan hasil perbandingan (benchmarking) pengujian dan penerapan eksoskeleton di perusahaan-perusahaan Rusia, bidang ini baru mulai berkembang.

Industri berat, khususnya sektor metalurgi, sedang berada di puncak perkembangannya. Teknologi modern mengubah dan mempercepat banyak proses. Nornickel adalah salah satu pemimpin dalam penerapan inovasi semacam itu. Di fasilitas perusahaan, eksoskeleton industri dari berbagai produsen dalam negeri digunakan. Misalnya, di Pabrik Tembaga, mereka menggunakan eksoskeleton pasif X-Soft yang diproduksi oleh perusahaan Exorise.

Sejak tahun 2023, pabrik KAMAZ telah menggunakan eksoskeleton untuk perakitan dengan penguatan lengan, yang mengkompensasi berat hingga 15 kg di setiap lengan dan menstabilkan pergelangan tangan saat mengencangkan baut, serta eksoskeleton pasif dari perusahaan Exorise, yang juga digunakan oleh Nornickel.

Pada tahun 2025, pusat logistik KAMAZ mengimplementasikan proyek untuk memperkenalkan eksoskeleton lumbar pasif — sabuk dengan sisipan logam yang menopang area lumbar. Direncanakan untuk membeli 68 eksoskeleton pasif. Umpan balik positif telah diterima dari karyawan pusat logistik — mereka menyoroti keringanan dan efektivitas eksoskeleton tersebut.

Di lokasi produksi perusahaan Gazpromneft, eksoskeleton pasif ExoHeaver 3Hander yang diproduksi oleh Exomed digunakan. Perangkat ini memungkinkan pemasangan alat listrik atau pneumatik dengan berat hingga 15 kg, memfasilitasi pekerjaan dengannya, dan melindungi sendi tangan dari getaran.

Saat ini, LLC ZARUBEZHNEFT-dobycha Kharyaga menaruh perhatian pada eksoskeleton pasif karena alasan berikut:

1. Kesederhanaan desain: eksoskeleton pasif memiliki desain yang lebih sederhana, sehingga lebih mudah diproduksi dan dirawat.

2. Biaya rendah: karena kesederhanaannya dan sedikitnya komponen yang rumit, eksoskeleton pasif lebih murah untuk diproduksi dan dibeli.

3. Massa yang lebih ringan: eksoskeleton pasif umumnya lebih ringan daripada yang aktif, sehingga mengurangi beban pada pengguna dan membuatnya lebih nyaman untuk dipakai dalam waktu lama.

4. Kemandirian dari sumber energi: tidak memerlukan baterai atau sumber daya lainnya, sehingga lebih dapat diandalkan dalam kondisi akses listrik yang terbatas.

5. Kemudahan penggunaan: tidak memerlukan pelatihan yang rumit untuk pengoperasiannya dan dapat diakses oleh khalayak luas.

6. Stabilitas dan keandalan: karena tidak adanya komponen elektronik dan mekanisme yang rumit, perangkat ini tidak rentan terhadap kegagalan dan kerusakan.

7. Dukungan untuk gerakan alami: dapat dirancang untuk mendukung gerakan alami pengguna, sehingga mengurangi risiko cedera.

8. Area aplikasi yang luas: cocok untuk rehabilitasi, pekerjaan fisik yang berat, dan olahraga.

Menurut survei oleh LLC ZARUBEZHNEFT-dobycha Kharyaga, pekerja gudang secara manual membawa kotak seberat 15 – 25 kg, mengangkat beban dengan punggung membungkuk atau setengah membungkuk, dan dapat berada dalam satu posisi untuk waktu yang lama. Eksoskeleton pasif memiliki bobot yang ringan dan memungkinkan pengangkatan beban dengan berat hingga 30 – 50 kg.

Eksoskeleton aktif modern saat ini belum cukup ergonomis dan nyaman: ukurannya besar, membatasi mobilitas, dan pemakaian jangka panjang bisa jadi tidak nyaman bagi pekerja. Namun, penelitian dan pengembangan material baru yang berkelanjutan, seperti serat karbon dan komposit adaptif, menjanjikan peningkatan karakteristik ini. Pada saat itu, kemungkinan penerapan eksoskeleton aktif dapat dipertimbangkan kembali.

Di ZNDKh, analisis singkat tentang eksoskeleton pasif dari produsen Rusia telah dilakukan.

Tiga model diproduksi oleh perusahaan ProExo (kota Vladimir). Salah satunya, yang paling terjangkau — model Ultra, tidak membantu dalam mengangkat beban berat, tetapi mengurangi beban pada otot punggung, mempertahankan postur tubuh yang benar, dan mengurangi kompresi tulang belakang. Jenis eksoskeleton ini dapat diterapkan untuk pekerja gudang wanita yang tidak melakukan pengangkatan beban berat.

Eksoskeleton "Lite" dan "Boost" dari produsen yang sama, memungkinkan pemindahan beban hingga 50 kg, mengangkat dan menurunkan beban hingga setinggi pinggang, mengurangi beban pada otot lengan dan punggung, serta mengurangi kompresi tulang belakang dengan menciptakan posisi punggung yang benar saat bekerja.

Eksoskeleton model "Boost", yang memiliki manset paha dan kompensator berat untuk kaki, memungkinkan distribusi beban dari punggung ke paha.

Menurut penelitian produsen dari tahun 2023, konfigurasi "Boost" menunjukkan hasil yang baik dalam mengurangi beban lengan hingga 49%, mengurangi beban otot punggung hingga 55%, dan mengurangi asimetri lateral hingga 30% (ketika sisi kiri dan kanan bekerja hampir sama, karena sering kali seseorang yang membawa beban membebani satu sisi lebih kuat dan secara tak terduga mengurangi beban pada otot permukaan anterior paha).

Pada saat yang sama, selain mengurangi beban otot, eksoskeleton konfigurasi "Boost" menurunkan risiko cedera pada ekstremitas atas, korset bahu, dan punggung, mencegah perkembangan deformitas skoliosis, serta mengurangi risiko perburukan masalah ortopedi. Perangkat ini juga menurunkan tingkat pengeluaran energi hingga 25% dan secara signifikan mengurangi volume pernapasan hingga 12%. Sebanyak 65% sukarelawan mencatat adanya penurunan dampak aktivitas fisik pada otot punggung.

Eksoskeleton pasif "AUXILIUM MODEL M", dari merek "AUXILIUM" asal St. Petersburg, telah memasuki produksi industri massal tahun ini. Produk ini, seperti dua produk sebelumnya, memungkinkan pekerjaan dengan "beban" hingga 50 kg, memindahkan "beban" melintasi jarak tertentu, mengangkat dan menurunkan "beban" hingga setinggi pinggang, serta bekerja sambil berdiri dalam waktu lama dengan tubuh membungkuk sambil membawa "beban". Perangkat ini tersedia dalam berbagai modifikasi dan terbuat dari dua material – aluminium dan titanium, yang menentukan harga produk akhir.

Eksoskeleton pasif "LOWEBACKER", dari merek "Exomed" asal Kursk, dirancang untuk mengurangi beban pada tulang belakang lumbar saat mengangkat dan memindahkan beban dengan berat maksimum 30 kg dari ketinggian 0 hingga 1 m.

Produk ini membantu mengurangi beban pada tulang belakang lumbar, menurunkan tingkat cedera dan penyakit akibat kerja, serta meningkatkan daya tahan operator hingga 40% tergantung pada jenis pekerjaan.

Perlu dicatat bahwa berat semua eksoskeleton yang diulas tidak melebihi 3 kg.

Sebagai hasil dari penerapan eksoskeleton pasif dalam pekerjaan karyawan gudang, diharapkan:

1. Penurunan risiko terjadinya penyakit akibat kerja.
2. Penurunan tingkat cedera di tempat kerja.
3. Peningkatan produktivitas tenaga kerja.
4. Penghematan waktu dalam menyelesaikan tugas-tugas yang tidak terkait dengan aktivitas fisik (misalnya, eksoskeleton pasif, tidak seperti yang aktif, memungkinkan peralihan cepat untuk mengisi dokumen, karena perangkat tidak perlu dilepas).
5. Manfaat reputasi – menjadi salah satu perusahaan pertama di industri yang menggunakan eksoskeleton.

Selain itu, sesuai dengan persyaratan Kode Tenaga Kerja Federasi Rusia, pendanaan untuk langkah-langkah tahunan guna meningkatkan kondisi kerja dan HSE oleh pemberi kerja dilakukan dalam jumlah tidak kurang dari 0,2 persen dari total biaya produksi. Penerapan teknologi inovatif merupakan langkah efektif untuk mengurangi cedera di tempat kerja dan memberikan keyakinan kepada pekerja bahwa pemberi kerja tertarik untuk meningkatkan kondisi kerja mereka dan mengurangi risiko pekerjaan.