Is de toekomst van automatisering in de productiesector er al?

De productiefaciliteiten van de toekomst zullen uiterst gebruiksvriendelijke, veilige, flexibele en betaalbare automatisering implementeren, ondersteund door AI en gestandaardiseerde software- en hardware-interfaces. In verschillende belangrijke opzichten zijn de transformatieve technologieën die nodig zijn om dit allemaal mogelijk te maken er al, aangedreven door de vraag vanuit de productiesector zelf. Deze technologieën bieden een verleidelijke blik in de toekomst van productieautomatisering.

Het productieperspectief

De productiesector wordt geconfronteerd met een crisis op het gebied van geschoolde en ongeschoolde arbeidskrachten die zich naar verwachting tot ver in de toekomst zal voortzetten. Volgens een recente studie van Deloitte en het Manufacturing Institute zou alleen al door de kloof in productievaardigheden in de Verenigde Staten tegen 2030 maar liefst 2,1 miljoen banen onvervuld kunnen blijven, wat de nationale economie 1 biljoen dollar zou kosten.

Het is een patroon dat wereldwijd wordt herhaald en het stimuleert de groei in de acceptatie van automatisering. Uit een afzonderlijk Deloitte Global Resilience Report 2021 blijkt dat 57% van de respondenten in de productiesector al geavanceerde technologieën heeft gebruikt om taaktaken opnieuw te ontwerpen, inclusief het automatiseren van voorheen handmatige taken.

Tegelijkertijd worden fabrikanten geconfronteerd met een groeiende vraag naar hun producten, gedreven door een bloeiende e-commercesector. Bovendien veranderen de eisen van klanten. Er is een opmerkelijke trend naar steeds meer maatwerk van het eindproduct, wat de vraag naar flexibele automatisering stimuleert die snel en gemakkelijk te herprogrammeren en opnieuw te implementeren is. De gerelateerde trend naar high-mix/low-volume productie is er al en zal ook in de toekomst groeien.

Fabrikanten zullen in de toekomst meer automatisering nodig hebben. Dat is een gegeven. Maar zoals we zullen zien, zullen ze steeds meer behoefte hebben aan automatisering met specifieke kenmerken; namelijk automatisering die hoog op bruikbaarheid, veilig, flexibel, gestandaardiseerd en betaalbaar is.

Terug naar de toekomst

Twintig jaar geleden was traditionele industriële automatisering het enige spel in de stad en vanwege de kosten en complexiteit werden alleen grote bedrijven uitgenodigd om te spelen. Traditionele industriële automatisering is het meest geschikt voor low-mix/high-volume productie, vereist dure experts om te programmeren en heeft een grote footprint. Het vereist ook uitgebreide veiligheidsbewaking en omheiningen om menselijke arbeiders te beschermen.

Traditionele industriële automatisering blijft het grootste segment van de wereldwijde markt voor industriële robotica. Maar het snelstgroeiende segment van de markt voor industriële robots zijn collaboratieve robots (of cobots) en hier krijgen we belangrijke aanwijzingen over de richting waarin productieautomatisering gaat.

Gekenmerkt door gebruiksgemak, lage kapitaalinvestering, kleine voetafdruk, flexibiliteit en veilige bediening rond mensen, stelt de opkomst van cobots en lichtgewicht industriële robots in de afgelopen 15 jaar kleine tot middelgrote bedrijven (MKB) in staat om te profiteren van automatisering voor de eerste keer. Het heeft ook alle soorten automatiseringsbedrijven laten zien hoe belangrijk het is om hun klanten oplossingen te bieden die hoog in het vaandel staan ​​op het gebied van veiligheid, bruikbaarheid en flexibiliteit.

Voordat we ingaan op de belangrijkste kenmerken van toekomstige productieautomatisering - de vraag stellen:"Hoe dicht bij de toekomst is de huidige technologie?" onderweg - merk op dat cobots niet de oplossing zijn voor elk probleem met de productieautomatisering, vooral wanneer extreem hoge snelheden en zware ladingen vereist zijn. En hoewel cobots snel in populariteit groeien, blijven ze een nichesegment van de industriële automatiseringsmarkt.

Desalniettemin, in termen van het doorbreken van barrières rond betaalbaarheid, bruikbaarheid, veiligheid en flexibiliteit, wordt het transformerende effect van cobots gevoeld in alle soorten robots en geeft het vorm aan het toekomstige automatiseringslandschap.

Veiligheid

Met huidige technologieën zoals lichtgordijnen en naderingssensoren kunnen fabrikanten bijna elk type geautomatiseerde cel veilig maken voor gebruik in de buurt van mensen (afhankelijk van risicobeoordelingen). Dit betekent dat veiligheid niet langer het enige domein is van collaboratieve robots, omdat het ook veilige implementaties van traditionele industriële robotcellen omvat. Als het gaat om veilig werken, is de toekomst er al.

Gebruiksgemak

Marktanalisten en experts voorspellen een hausse in robotapplicaties, maar om dat te laten gebeuren, moeten we de implementatietijd voor elke applicatie minimaliseren door automatisering eenvoudiger te implementeren.

Aan de softwarekant betekent dit software met intuïtieve interfaces die door operators kunnen worden ingezet met minimale training, waardoor tijd en geld wordt bespaard op programmering en engineering. Aan de hardwarekant betekent dit plug-and-play-functies en eenvoudige interoperabiliteit tussen verschillende soorten robots en robotcomponenten. Het betekent ook click-on/click-off eindeffectors en de ondergang van gereedschap dat op zijn plaats wordt bevestigd met 60 kleine schroeven.

Alle fabrikanten van automatiseringsproducten denken over deze dingen na, maar er is veel variatie in het beschikbare aanbod. Het is bijvoorbeeld al mogelijk om gebruiksvriendelijke, kant-en-klare automatiseringscomponenten te vinden die kunnen worden ingezet op een breed scala aan verschillende soorten industriële robots. Maar dit soort 'one-stop-shop'-aanbod is eerder uitzondering dan regel.

In de toekomst zullen deze functies de regel zijn voor alle automatiseringsaanbiedingen. En een van de belangrijkste katalysatoren voor die verandering zal de toenemende standaardisatie zijn, zowel aan de hardware- als aan de softwarekant.

Standaardisatie

Waarom zouden integrators tijd besteden aan het opnieuw uitvinden van het wiel met maatwerkoplossingen als ze gestandaardiseerde producten kunnen kopen? Gestandaardiseerde automatisering zorgt voor wijdverbreide interoperabiliteit tussen componenten, is goedkoper dan het helemaal opnieuw ontwerpen van systemen en geeft integrators de vrijheid om zich te concentreren op het inzetten van robots en het laten draaien van applicaties.

Tegenwoordig sluiten steeds meer integrators pakketdeals met gestandaardiseerde producten. Dit betekent kostenbesparingen voor productieklanten op installatie en onderhoud. Naarmate de standaardisatie zich verder verspreidt, betekent dit ook dat een integrator die vandaag vijf projecten zou kunnen installeren, er binnenkort 50 zal kunnen installeren. integrators om meer geld te verdienen dan voorheen mogelijk was.

Er zijn tegenwoordig gestandaardiseerde producten beschikbaar en er worden inspanningen geleverd om software- en hardwarestandaarden voor robotica te ontwikkelen, maar de industrie heeft nog een lange weg te gaan om zoiets als universele standaardisatie te bereiken.

Flexibiliteit:de veranderende rol van de integrator

Flexibiliteit is veel, maar in wezen is het een set tools om ervoor te zorgen dat uw productie slank en wendbaar is en in staat is om snel opnieuw te worden geïmplementeerd en te veranderen.

De toekomst van productieautomatisering betekent flexibele automatisering die is ontworpen om te voldoen aan de aanpassingseisen van de klanten van het productiebedrijf. Het betekent ook flexibele, gemakkelijk aanpasbare productie-instellingen en automatisering die eenvoudig te programmeren en te (her)inzetbaar zijn, waardoor de uitvaltijd wordt geminimaliseerd en de kosten tijdens het omschakelen van het productieproces worden verlaagd.

Door fabrikanten de mogelijkheid te bieden om implementaties zelf te beheren, inclusief het grootste deel van het onderhoud en de programmering, wordt de eindgebruiker sterker. En de automatisering gaat snel in deze richting. Naarmate eindgebruikers sterker worden door de bruikbaarheid te vergroten, zal ook de rol van integrators veranderen. Integrators zullen zich steeds meer kunnen concentreren op het implementeren van automatisering in plaats van het ontwerpen en programmeren van applicaties.

Moeilijk te programmeren, meestal voor eenmalig gebruik, traditionele industriële robots blijven het grootste segment van de huidige industriële roboticamarkt. Dus, ondanks enkele uitzonderingen - die met name te vinden zijn in de snelgroeiende cobot- en lichtgewicht industriële robotsegmenten - heeft de industrie nog een lange weg te gaan als het gaat om het leveren van de flexibiliteit die fabrikanten nodig hebben.

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

Groeiende intelligentie

Verwacht meer kunstmatige intelligentie (AI)-functies te zien die in de hele productielijn worden opgenomen, inclusief in elke robot en eindeffector. AI is een cruciale factor in de gegevensverzamelings- en analyseprocessen die Industrie 4.0 ondersteunen.

AI kan al worden gebruikt om mogelijkheden voor bewaking op afstand te bieden door transparantie te bieden in problemen die zich voordoen wanneer uw robot om welke reden dan ook niet werkt of niet werkt op het efficiëntieniveau dat vereist is voor uw toepassing. In de toekomst zal deze transparantie een standaard onderdeel zijn van elke installatie. Verwacht bijvoorbeeld dat AI-ondersteunde toepassingen voor bewaking op afstand de komende jaren de standaard zullen worden, samen met een enorme groei in AI-ondersteund onderhoud op afstand en op visie gebaseerde inspectietoepassingen.

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

Automatisering-as-a-Service

Naarmate het bedrijfsmodel "As-a-Service" zich ontwikkelt, voortbouwend op de Robots-as-a-Service en Fixtures-as-a-Service-aanbiedingen die we vandaag zien, kunnen we uitkijken naar het gebruik van eenvoudige, Uber-achtige smartphone-applicaties om de technologieën te bestellen die nodig zijn om specifieke onderdelen van het productieproces te automatiseren. De mogelijkheid om bijvoorbeeld te betalen voor automatisering tegen een per geproduceerd onderdeel, elimineert vooraf kapitaalinvesteringen, maakt een effectiever kostenbeheer mogelijk en neemt een andere belemmering voor de adoptie van automatisering weg. Verwacht de komende jaren een enorme toename van het As-a-Service-aanbod - een trend die het MKB nog meer in staat zal stellen om automatiseringsoplossingen te omarmen.

Is de toekomst van automatisering in de maakindustrie er al? Ja en nee. We vangen er een glimp van op in de opkomst van cobots, lichtgewicht industriële robotarmen en in sommige end-effector- en end-of-arm-toolingaanbiedingen. Voor het overige zal van de automatiseringssector een aanzienlijke inspanning vergen om de belofte van toekomstige automatisering waar te maken, met name op het gebied van standaardisatie-inspanningen. Eén ding is zeker:de synergie tussen de productie- en automatiseringssectoren zal toenemen, wat de technologische vooruitgang van de laatste zal stimuleren en de productiviteit zal verbeteren en de winst zal verhogen voor de eerste.

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