Robots

Robots versus mensen

De procesindustrie heeft miljarden dollars uitgegeven aan robots en robotautomatisering, maar zijn ze flexibel genoeg voor de huidige productievereisten, zullen ze uiteindelijk ons werk doen en zal de fabriek zonder mensen echt werkelijkheid worden?

Robots en menselijke arbeidskrachten zijn niet nieuw het is slechts anders:

Robots

De eerste bekende industriële robot, conform de ISO-definitie, werd gemaakt door ‘Bill’ Griffith P. Taylor in 1937 en gepresenteerd in Meccano Magazine, en algemeen geaccepteerd en in gebruik genomen rond 1970. 

Mensen

Terwijl onze voorouders ongeveer zes miljoen jaar oud zijn, evolueerde de moderne vorm van mensen slechts ongeveer 200.000 jaar geleden. 

‘Lights-out’ geautomatiseerde fabrieken zijn niet nieuw, in feite werden ze rond 2000 voor het eerst gebruikt. FANUC maakt sinds 2001 gebruik van ‘lights-out’ fabrieken. Robots worden ingezet om geautomatiseerde productielijnen te beheren. Deze robots kunnen voor 30 dagen zonder toezicht achter elkaar bouwen.

Ook procesfabrikanten gebruiken al tientallen jaren robots en automatisering om fabrieken in staat te stellen hun tijd te minimaliseren en de opbrengst en kwaliteit te maximaliseren. 

De laatste 20 jaar zijn er geautomatiseerde machines ontwikkeld die het volgende kunnen:

  • Individuele rijstkorrels meten en sorteren;
  • Groenten en fruit sorteren op grootte, kleur en rijpheid;
  • Verkleurde of misvormde chips selecteren of weggooien;
  • Vissen fileren;
  • Ananassen schillen;
  • Wortelen schillen en vormen;
  • Camera’s lijnen geven voor labelverificatie. 

De lijst is lang, en procesfabrikanten staan vooraan bij robottechnologie, omdat ze wel moeten. Kleine veranderingen in opbrengst, snelheid of kwaliteit hebben een dramatisch effect op de winst, dus robot automatisering helpt om die consistentie van productdoorvoer te bieden. 

Dus, wat is er veranderd?

Afval, opbrengst en variëteit. Het is anders nu. Afval, flexibiliteit en variëteit staan centraal bij de producten die consumenten vragen en dat is waar robotautomatisering in veel van de procesproductiesectoren begint te worstelen. 

Wat is het grote probleem met robots? Nou, robots hebben een limiet…

Robots zijn niet goedkoop. Met automatiseringslijnen die honderdduizenden euro’s kunnen kosten en de taken die ze uitvoeren zijn meestal gefocust op één taak, weinig flexibel en ontworpen rond een reeks producten. Om te kunnen voldoen aan diverse, individuele wensen, worden verschillende verpakkingsopties ondersteund door mensen. Dit mede om flexibiliteit te bieden. 

Om met verschillende gevormde producten of grondstoffen te kunnen werken, worden af en toe mensen gebruikt om het product eerst voor te bereiden, zodat de robot daarna zijn taak kan uitvoeren. Echter, ontwikkelingen in ‘Gripper Technology’, Machine Learning en AI zullen het in de toekomst mogelijk maken om deze ‘fouten’ van de robots op te lossen.  

Het andere probleem is dat in veel situaties ‘robotachtige lijnen’ een compromis zijn waaraan toegegeven moet worden. Bijvoorbeeld bij het fileren van een vis. Met de hand levert het 6% meer opbrengst op dan met een machine. Het bereiden van groenten is vaak veel erger, omdat de vorm van producten erg varieert, terwijl de instellingen van de machine vaak statisch zijn. Hierdoor wordt er bijvoorbeeld dieper gesneden en meer verwijderd om de kwaliteit en consistentie te waarborgen. 

Voor de gezondheid en veiligheid van het personeel is het ook van belang om de robots gescheiden te houden in kooien of in een afgelegen gebied met behulp van sensoren. Dit omdat robots zeer krachtig en snel kunnen bewegen. 

Dus, als robots niet de flexibiliteit en beweeglijkheid bieden die we graag willen zien, wat is er dan mis met het werken met mensen? Ten eerste kosten mensen meer. De initiële investering ligt lager, mensen hebben eventueel een jas, muts en handschoenen, misschien een mobiele telefoon, nodig, maar verder moet er loon betaald worden, moet er betaald worden voor mensen die niet op werk zijn of die op vakantie gaan. Ook lijden mensen aan vermoeidheid en hebben ze pauzes nodig. Ook is er een te verwachten tekort aan werknemers, waarvan voorspeld wordt dat deze alleen maar erger zal worden. 

Wat is de oplossing?

Cobots zijn in 1996 uitgevonden door J. Edward Colgate en Michael Peshkin, hoogleraren aan de Northwestern University. Een Amerikaanse patentaanvraag uit 1997 beschrijft een Cobot als volgt: ‘een apparaat en methode voor directe fysieke interactie tussen een persoon en een ‘general purpose manipulator’ bestuurd door een computer (robot)’. 

Cobots of Human/ Robot Collaboration (HRC) komt steeds vaker voor, doordat er meer agile lichtgewichte robots op de markt komen die flexibeler en behendiger zijn. Deze cobots zijn minder gevaarlijk dan de klassieke ‘gekooide’ robots, omdat ze minder kracht hebben en minder snel bewegen. Het voordeel is dat deze robots niet in kooien hoeven te zitten, maar geïntegreerd kunnen worden in de productieomgeving. 

Cobots zijn perfect voor het uitvoeren van eentonige en ergonomisch nadelige taken, zij kunnen dit herhaaldelijk doen zonder fouten te maken. 

Voornaamste toepassingsgebieden zijn:

  • Behandeling van materialen en producten tussen verschillende processtappen;
  • Kiezen, plaatsen en deponeren van applicaties;
  • ‘Learn to follow’-toepassingen, waarbij de Cobot leert hoe een vooraf bepaald bewegingspad gevolgd moet worden, bijvoorbeeld bij het snijden of decoreren van gebak. 

De Cobot heeft dus het voordeel van de robot. Ze gaan zich niet vervelen, maar hebben veel lagere initiële kosten, zijn flexibel en ze kunnen worden verplaatst en geconfigureerd voor verschillende taken. De Cobot hoeft niet in een kooi en ze kunnen naast mensen werken. Ze worden gezien als de meest kosteneffectieve oplossing voor de hedendaagse flexibele fabrieken. Het herhaalbare deel van het proces kan met nauwkeurigheid en snelheid worden uitgevoerd, waarbij de mensen de behendigheidstaken kunnen beheren. Het is een goed huwelijk tussen bio en mechanische technologie die in harmonie kunnen samenwerken. 

Leverancier van de maand

Casestudy: Mastervolt

Waarom deze specialist in het managen, omvormen en opslaan van elektrische energie kiest voor ERP software van Scheer.

Lees verder
Casestudy

Casestudy: Comecer

Waarom deze producent van van high-tech systemen voor de farmaceutische industrie en de nucleaire geneeskunde kiest voor de ERP software van Planlogic.

Lees verder