Automatisering in de productie: de toekomst is al hier

De productiefaciliteiten van de toekomst zullen extreem gebruiksvriendelijke, veilige, flexibele en betaalbare automatisering implementeren, ondersteund door AI en gestandaardiseerde software- en hardware-interfaces. In diverse cruciale opzichten zijn de transformatieve technologieën die dit alles mogelijk maken al hier, gedreven door vraag vanuit de productiesector zelf. Deze technologieën bieden een verleidelijk blik in de toekomst van productie-automatisering.

Het productieperspectief

De productiesector worstelt met een tekort aan zowel geschoolde als ongeschoolde arbeidskrachten dat ver in de toekomst zal aanhouden. Het vaardigheidsgat in de Verenigde Staten alleen zou ertoe kunnen leiden dat er zo veel als 2,1 miljoen banen onbevuld blijven tot 2030, met een kosten van 1 biljoen USD voor de nationale economie, volgens een recente studie van Deloitte en het Manufacturing Institute.

Dit patroon herhaalt zich wereldwijd en drijft de groei in automatiseringsadoptie. Een afzonderlijk Deloitte Global Resilience Report uit 2021 vond dat 57% van de productierespondenten al geavanceerde technologieën heeft gebruikt om taken te herontwerpen, inclusief het automatiseren van eerder handmatige taken.

Tegelijkertijd worden fabrikanten geconfronteerd met groeiende vraag naar hun producten, gedreven door een bloeiende e-commerce-sector. En bovenop al dit veranderen de eisen van klanten. Er is een duidelijke trend naar steeds meer aanpassing van het eindproduct, wat de vraag drijft naar flexibele automatisering die snel en gemakkelijk herprogrameerbaar en herinzetbaar is. De gerelateerde trend naar high-mix/low-volume productie is al hier en zal in de toekomst alleen maar groeien.

Fabrikanten zullen in de toekomst meer automatisering nodig hebben. Dat is een gegeven. Maar zoals we zullen zien, zullen ze steeds meer automatisering met specifieke kenmerken nodig hebben; namelijk automatisering die hoog scoort op bruikbaarheid, veiligheid, flexibiliteit, standaardisering en betaalbaarheid.

Terug naar de toekomst

Twintig jaar geleden was traditionele industriële automatisering de enigste speler in de stad en waren alleen grote bedrijven uitgenodigd om mee te doen vanwege de kosten en complexiteit. Traditionele industriële automatisering is het best geschikt voor low-mix/high-volume productie, vereist dure experts om te programmeren, en heeft een grote voetafdruk. Het vereist ook uitgebreide veiligheidsbescherming en omheining om menselijke werknemers te beschermen.

Traditionele industriële automatisering blijft het grootste segment van de wereldwijde industriële robotmark. Maar het snelst groeiende segment van de industriële robotmarkt is collaboratieve robots (of cobots) en hier krijgen we belangrijke aanwijzingen over de richting waarin productie-automatisering zich richt.

Gekenmerkt door gebruiksgemak, lage investeringskosten, kleine voetafdruk, flexibiliteit en veilige bediening rond mensen, stelt het opkomen van cobots en lichte industriële robots de afgelopen 15 jaar kleine en middelgrote bedrijven (MKB) in staat om voor het eerst te profiteren van automatisering. Het heeft ook automatiseringsbedrijven van alle typen het belang laten zien van het bieden van oplossingen die hoog scoren op veiligheid, bruikbaarheid en flexibiliteit.

Voordat we duiken in de kernkenmerken van toekomstige productie-automatisering — met de vraag "Hoe dicht bij de toekomst is de huidige technologie?" — moet worden opgemerkt dat cobots niet de oplossing zijn voor elk productie-automatiseringsprobleem, vooral wanneer extreme snelheden en zware Nutzlasten vereist zijn. En hoewel ze snel in populariteit groeien, blijven cobots een nissegment van de industriële automatiseringsmarkt.

Niettemin, wat betreft het wegnemen van barrières rond betaalbaarheid, bruikbaarheid, veiligheid en flexibiliteit, wordt het transformatieve effect van cobots gevoeld over alle typen robots heen en vormt het het toekomstige automatiseringslandschap.

Veiligheid

Huidige technologieën zoals lichtgordijnen en nabijheidssensoren staan fabrikanten toe om bijna elk type geautomatiseerde cel veilig te maken voor gebruik rond mensen (onder voorbehoud van risicobeoordelingen). Dit betekent dat veiligheid niet langer het exclusieve voorrecht is van collaboratieve robots, aangezien het ook veilige implementaties van traditionele industriële robotcellen omvat. Wat betreft veilige bediening, de toekomst is al hier.

Bruikbaarheid

Marktanalisten en experts voorspellen een boom in robottoepassingen, maar daarvoor moeten we de implementatietijd per toepassing minimaliseren door automatisering makkelijker te maken om te implementeren.

Aan de softwarese kant betekent dit software met intuïtieve interfaces die geïmplementeerd kunnen worden door operators met minimale training, wat tijd en geld bespaart op programmeren en engineering. Aan de hardwarese kant betekent dit plug-and-play-functies en eenvoudige interoperabiliteit tussen verschillende typen robots en robotonderdelen. Het betekent ook klik-aan/klik-uit eind-effectoren en het verdwijnen van tooling die met 60 kleine schroeven vastgezet is.

Alle fabrikanten van automatiseringsproducten denken over deze dingen na, maar er is veel variatie tussen de beschikbare aanbiedingen. Het is bijvoorbeeld al mogelijk om gebruiksvriendelijke, kant-en-klaar automatiseringscomponenten te vinden die op een breed scala aan verschillende typen industriële robots geïmplementeerd kunnen worden. Maar dit type "one-stop shop"-aanbod is de uitzondering eerder dan de regel.

In de toekomst zullen deze kenmerken de regel zijn voor alle automatiseringsaanbiedingen. En een van de belangrijkste katalysatoren voor die verandering zal de groeiende standaardisering zijn aan zowel de hardwarese als de softwarese kant.

Standaardisering

Waarom zouden integrators tijd besteden aan het heruitvinden van het wiel met aangepaste oplossingen wanneer ze gestandaardiseerde producten kunnen kopen? Gestandaardiseerde automatisering biedt wijdverspreide interoperabiliteit tussen componenten, is goedkoper dan het ontwerpen van systemen vanaf nul, en stelt integrators vrij om zich te richten op het implementeren van robots en het draaiende krijgen van toepassingen.

Vandaag de dag doen steeds meer integrators pakketdeals met gestandaardiseerde producten. Dit betekent kostenbesparing voor productieklanten op installatie en onderhoud. Naarmate standaardisering zich uitbreidt, zal het ook betekenen dat een integrator die vandaag vijf projecten kan installeren, binnenkort 50 kan installeren. De integrator zal minder per installatie vragen, wat de kosten drukt en automatisering toegankelijk maakt voor kasarme MKB, terwijl integrators ook meer geld kunnen verdienen dan eerder mogelijk was.

Gestandaardiseerde producten zijn vandaag beschikbaar en er zijn inspanningen gaande om robotica software- en hardwarestandaarden te ontwikkelen, maar de industrie heeft nog een stuk te gaan om iets te bereiken dat op universele standaardisering lijkt.

Flexibiliteit: De veranderende rol van de integrator

Flexibiliteit is veel dingen, maar in essentie is het een set tools om ervoor te zorgen dat uw productie lean, agile is en snel kan herinzetten en veranderen.

De toekomst van productie-automatisering betekent flexibele automatisering ontworpen om te voldoen aan de aanpassingsvraag van de klanten van het productiebedrijf. Het betekent ook flexibele, eenvoudig aanpasbare productieopstellingen en automatisering die gemakkelijk te programmeren en te (her)implementeren is, wat downtime minimaliseert en kosten verlaagt tijdens productieproceswissels.

Fabrikanten de mogelijkheid geven om implementaties zelf te beheren, inclusief het grootste deel van het onderhoud en de programmering, is machtigend voor de eindgebruiker. En de automatisering beweegt snel in deze richting. Naarmate eindgebruikers meer gemachtigd worden door toenemende bruikbaarheid, zal de rol van integrators ook veranderen. Integrators zullen zich steeds meer kunnen richten op het implementeren van automatisering, in plaats van het ontwerpen en programmeren van toepassingen.

Moeilijk te programmeren, voornamelijk enkelvoudig doelgerichte, traditionele industriële robots blijven het grootste segment van de huidige industriële robotmark. Dus, ondanks enkele uitzonderingen — met name in de snel groeiende cobot- en lichte industriële robotsegmenten — heeft de industrie nog een stuk te gaan wat betreft het leveren van de flexibiliteit die fabrikanten vereisen.

In de toekomst echter, naarmate meer bedrijven flexibiliteit omarmen in hun robot- en robotcomponentontwerpen, zullen fabrikanten in staat zijn om automatisering snel en gemakkelijk te (her)implementeren als vanzelfsprekendheid.

Groeiende intelligentie

Verwacht meer kunstmatige intelligentie (AI) functies geïntegreerd in de gehele productielijn, inclusief in elke robot en eind-effector. AI is een cruciale enabler van de dataverzamelings- en analyseprocessen die Industrie 4.0 ondersteunen.

AI kan al worden gebruikt om remote monitoring mogelijk te maken door transparantie te bieden in problemen die ontstaan wanneer, om welke reden dan ook, uw robot niet werkt of niet werkt op het vereiste efficiëntieniveau voor uw toepassing. In de toekomst zal deze transparantie een standaardcomponent zijn van elke installatie. Verwacht AI-ondersteunde remote monitoring applicaties, bijvoorbeeld, om binnen de komende jaren standaard te worden, samen met massive groei in AI-ingeschakelde remote onderhoud en visie-gebaseerde inspectietoepassingen.

Uiteindelijk zal programmeren worden uitgevoerd door AI-platforms gebouwd op een universele software-interface die in alle robots gebruikt wordt.

Automation-as-a-Service

Naarmate het "As-a-Service"-bedrijfsmodel zich ontwikkelt, opbouwend op de Robots-as-a-Service en Fixtures-as-a-Service aanbiedingen die we vandaag zien, kunnen we kijken naar het kunnen gebruiken van eenvoudige, Uber-achtige smartphone-applicaties om de benodigde technologieën te bestellen om specifieke delen van het productieproces te automatiseren. De mogelijkheid om voor automatisering te betalen per geproduceerd onderdeel, bijvoorbeeld, elimineert voorafgaande kapitaalinvesteringen, stelt effectievere kostenbeheer in staat, en verwijdert nog een barrière voor automatiseringsadoptie. Verwacht een massive stijging in As-a-Service aanbiedingen in de komende jaren — een trend die MKB nog verder zal machtigen om automatiseringsoplossingen te omarmen.

Is de toekomst van automatisering in de productiesector al hier? Ja en nee. We krijgen een blik erop in het opkomen van cobots, lichte industriële robotarmen, en in sommige eind-effector en end-of-arm-tooling aanbiedingen. In andere opzichten zal aanzienlijke inspanning vereist zijn van de automatiseringssector om de belofte van toekomstige automatisering werkelijkheid te maken, met name in relatie tot standaardiseringsinspanningen. Eén ding is zeker: de synergie tussen de productie- en automatiseringssector zal intensiveren, wat technologievooruitgang drijft bij de laatste en verbeterde productiviteit en verhoogde winsten voor de eerste.

Dit artikel is geschreven door Kristian Hulgard, General Manager, Americas Division bij OnRobot, Irving, TX. Voor meer informatie, bezoek hier .