Geavanceerde Robotica 101: Productie-efficiëntie & Innovatie Boosten

Manufacturing Global duikt diep in de toepassing van geavanceerde robotica in de productie-industrie.

Vergeleken met hun tegenhangers - conventionele robotica - bieden de mogelijkheden van 'geavanceerde robotica' fabrikanten "superieure perceptie, integreerbaarheid, aanpasbaarheid en mobiliteit. Deze verbeteringen staan snellere setup, ingebruikname, en herconfiguratie toe, alsook efficiëntere en stabielere operaties," legt BCG uit.

Als zodanig, fabrikanten die 'fabriek van de toekomst' en 'industry 4.0' strategieën implementeren, deployen geavanceerde robotica als een essentieel deel van geavanceerde automatisering. Diegenen die geavanceerde robotica omarmen, profiteren van verbeterde fabriekstructuren en processen, toenemende productiviteit en flexibiliteit in de fabriek en langs de toeleveringsketen. "Analyse vond dat het gebruik van geavanceerde robots conversiekosten kan verminderen met tot 15%, en het combineren van geavanceerde robotica met andere technologieën, procesverbeteringen, en structurele layout veranderingen kan besparingen van tot 40% opleveren," noteert BCG.

Wat Maakt Robotica Technologie 'Geavanceerd'?

BCG definieert geavanceerde automatisering als "gedecentraliseerde intelligentie die apparaten en apparatuur in staat stelt beslissingen te nemen en acties te ondernemen autonoom, zonder menselijke interventie." BCG voegt toe dat de technologie bestaat uit vier kernelementen:

1. Holistische datamodellen (digital twins): biedend een digitale representatie van producten en het productiesysteem. "Productieapparatuur (zoals geavanceerde robots) kunnen de modellen accesseren om, voor instantie, het vereiste pad on the fly te plannen."

2. Cloud-edge infrastructuur: om computationele kracht en opslag naar de randen van het productienetwerk te verschuiven, IT en operatietechnologie overbruggend. "Het stelt producenten in staat data te verzamelen en over te dragen naar cloud services voor verwerking. Bovendien stelt het processen op de shop floor in staat om autonoom aan te passen aan omgevingsveranderingen."
3. Data verwerkingstechnologieën: om data van variërende grootte, type en snelheid om te zetten in betekenisvolle informatie. "Recente vooruitgang in data verwerkingstechnologieën stelt producenten in staat om processen continu te optimaliseren (zoals padplanning)."
4. Workflow controle systeem: om alle taken die mensen of apparatuur uitvoeren te synchroniseren. "Efficiënt beheer van de gehele workflow vereist de digitale verbinding of integratie van zowel machines als menselijke werknemers. Workflow controle systeem configuraties zullen waarschijnlijk evolueren van gecentraliseerde architecturen naar gedecentraliseerde."

Waarom Moeten Fabrikanten Geavanceerde Robotica Adopteren?

Met de huidige geavanceerde robotica marktwaarde in productie tot VS$16,6 miljard in 2020, wat verwacht wordt verder te stijgen met VS$2 miljard naar VS$18,6 miljard in 2021, is het duidelijk dat de digitalisering van operaties waarde biedt voor wereldwijde fabrikanten.

Enkele van de veelvoorkomende voordelen die behaald kunnen worden door geavanceerde robotica in productie te adopteren omvatten:

• Perceptie: vergeleken met conventionele robotica, benutten geavanceerde robots natuurlijke taalverwerking, computer vision, en sensoren om autonomie, behendigheid en precisie te verbeteren. Als resultaat kan geavanceerde robotica meer gecompliceerde taken voltooien.
• Integreerbaarheid: met service-georiënteerde architecturen, verbeterde connectiviteit, toegang tot holistische datamodellen, en interface en programmeringsverbeteringen, zijn geavanceerde robotica sneller op te zetten en vereisen minder tijd om taken te leren uitvoeren.
• Aanpasbaarheid: geavanceerde dataverwerking en cloud services laten geavanceerde robots leren en autonoom aanpassen aan omgevingen om workflow te verbeteren.
• Mobiliteit: machine learning en computer vision benutten, kunnen geavanceerde robotica zich autonoom door omgevingen leiden.
• Efficiëntie: door geavanceerde robotica in complexe taken te augmenteren, kan flexibele automatisering helpen dure changeover tijden te verminderen en efficiëntie te verbeteren.
• Productiviteit: vergelijkbaar met efficiëntie, met verhoogde flexibiliteit en realtime probleemoplossende capabilities, kan geavanceerde robotica productiviteit verhogen.
• Veiligheid: gebruikmakend van geavanceerde sensoren en lage latentie communicatie, is veiligheid aanzienlijk verbeterd met geavanceerde robotica door hun betere begrip van hun omgevingen en hun vermogen aan te passen en te reageren op gebeurtenissen.
• Kwaliteit: met het gebruik van netwerk delen data, verminderen geavanceerde robotica silo's, makkelijker kwaliteitskwesties te identificeren en de basiscausa op te sporen.
• Agiliteit: onafhankelijk aanpassend, stelt geavanceerde robotica productieoperaties in staat om agieler te zijn zonder tijdrovende voorbereiding.

Adoptie-uitdagingen Overwinnen

"Van mijn perspectief, communicatie is de sleuteluitdaging hier—zowel op de shop floor als tussen de shopfloor en verschillende IT systemen. Op de shopfloor, connectiviteit moet, aan de ene kant, flexibel genoeg zijn om de flexibiliteit van de robots te matchen, maar aan de andere kant, stabiel en veilig genoeg om industriële use cases te ondersteunen. Robots in de toekomst zullen data direct trekken uit veel verschillende datasystemen om hun taken te vervullen; dit stelt nieuwe eisen aan IT beveiliging om te garanderen dat de connectiviteit niet open is voor nieuwe dreigingen.

"Draadloze connectiviteit is de sleutel voor shopfloor communicatie om de benodigde flexibiliteit te bieden, en ik zie 5G de perfecte match brengen van flexibiliteit, stabiliteit en beveiliging. Wanneer het aankomt op het IT beveiliging deel, denk ik dat het belangrijk is niet te proberen het bestaande kantoornetwerk in de fabriek uit te breiden, maar een apart netwerk te bouwen geoptimaliseerd voor de condities en behoeften in de fabriek," zei Sebastian Elmgren, Portfolio Manager voor Smart Manufacturing bij Ericsson.

De waarde van geavanceerde robotica en de rol die het speelt in de verbonden fabriek van de toekomst

Met de meeste fabrikanten die de significante rol herkennen die geavanceerde robotica zal spelen in de fabriek van de toekomst, worden veel functionaliteitstypen, inclusief multi-snelheid gebruik, mobiele applicaties, en robotische kitting, verwacht steeds belangrijker te worden. Volgens BCG, "ongeveer 70% van enquêterespondenten beschrijft deze functionaliteiten als zeer relevant voor hun toekomstige productie."

Met het potentieel om fabriekprocessen te transformeren, geloven fabrikanten dat geavanceerde robotica het noodzakelijke hulpmiddel zal zijn om toenemende complexiteiten in de industrie aan te pakken. "Geavanceerde robotica zal flexibiliteit brengen in geautomatiseerde processen alsook het mogelijk maken om te automatiseren wat niet geautomatiseerd kon worden, wat opent voor mass-customisatie van producten," zegt Sebastian Elmgren, Portfolio Manager voor Smart Manufacturing bij Ericsson.

Toevoegend aan zijn opmerkingen, zegt Elmgren: "Ik zie dat geavanceerde robotica meer generieke fabrieken [in de toekomst] zal openen. Met het volledige potentieel van geavanceerde robotica, zou een fabriek bijna elk product kunnen produceren. Dit zal de noodzaak voor product-specifieke fabrieken verwijderen, productie dichter bij de klanten brengen wat de logistieke ketens verkort. Het zou ook de drempel verlagen voor nieuwe bedrijven om te beginnen met produceren, het mogelijk makend om productie als een service te kopen in plaats van [grote investeringen in] toegewijde productiemiddelen."

Met 52% van fabrikanten die verwachten dat geavanceerde robotica "één van de belangrijkste drijfveren van productiviteitsverbetering wordt tegen 2025," zijn huidige toepassingen van de technologie grotendeels gevonden in productie, logistiek, kwaliteit en onderhoud. "70% [van fabrikanten] verwacht dat geavanceerde robotica een zeer belangrijke productiviteitsdrijver wordt in productie en logistiek tegen 2025. Deelnemers verwachten ook significante productiviteitswinsten in kwaliteit en onderhoud," zei BCG.

Best Practices voor de Toekomst van Robotica Adoptie

Wanneer het aankomt op het adopteren van geavanceerde robotica in een organisatie, legt BCG uit dat het "verstrekt verder dan kapitaalinvesteringen," het adopteren van geavanceerde robotica beïnvloedt veel aspecten van een productiebedrijfs businessmodel.

"Om de volle omvang van beslissingen aan te pakken, moet een bedrijf een holistisch doelbeeld ontwikkelen van de fabriek van de toekomst. Deze visie moet de implementatie van meerdere automatiseringstechnologieën omvatten, inclusief geavanceerde robotica," commentarieert BCG.

Om te resulteren in de succesvolle adoptie van dergelijke technologie, hoeven fabrikanten niet alleen hoeveelheden, lotgrootten, productvariaties, en fabrieklayout en processen te identificeren, maar rekening te houden met de zakelijke context en de implicaties van dergelijke technologie te implementeren, een duidelijke en holistische implementatieroadmap te creëren.

Fabrikanten zouden ook moeten kijken naar het bouwen van organisatorische competenties en het ontwerpen van de systeemarchitectuur, alsook testen en collaboreren op pilotprojecten, om succesvolle oplossingen in de pilotfase snel op te schalen.

Myth Busters: Top Drie Misverstanden Over Geavanceerde Robotica

(Sebastian Elmgren, Portfolio Manager voor Smart Manufacturing bij Ericsson)

1. Geavanceerde robotica toevoegen aan mijn bestaande processen geeft me alle voordelen.

Nee, je moet nieuwe manieren van werken vinden om al de voordelen te benutten.

2. Het gaat alleen om de robots.

Nee, je moet nadenken over het hele systeem.

3. Het is iets voor de toekomst.

Nee, de technologie is vandaag hier om te beginnen te gebruiken, en je moet niet wachten.