De toekomst van testen:automatisering en collaboratieve robots

Vivek Jaykrishnan, Senior Director, Technology, Digital Engineering &Manufacturing Services, Quality Engineering, Capgemini Group on automation &robot...

Omdat industriële organisaties digitale transformatie en de implementatie van datagestuurde analyses in de gehele industriële waardeketen, is er één belangrijke trend ontstaan:de toepassing van robots bij het testen van apparaten.

Met fabrikanten die zich haasten naar digitalisering om de impact van COVID-19 op de wereldwijde toeleveringsketens te beperken, hebben sommige bronnen zelfs beweerd dat de pandemie zou kunnen leiden tot een versnelling van 75,7% in de adoptie van robots in de maakindustrie.

Digitale transformatie in productie hangt af van collaboratieve robots (cobots), maar hun introductie in testen is een gespecialiseerde taak die domeinkennis van robots en verificatie- en validatieprocessen vereist.

P>

Waarom automatiseren?

Het testproces in de productie kan veelzijdig zijn, waarbij veel acties tegelijkertijd moeten worden uitgevoerd om de vereiste gegevens te genereren. Naarmate het aantal acties toeneemt, neemt ook de complexiteit van de taak toe. Dit kan leiden tot problemen bij het handhaven van het tempo en de nauwkeurigheid van het testen terwijl het handmatig wordt uitgevoerd. Dit heeft een domino-effect op de productiviteit en uiteindelijk op het resultaat.

Het gebruik van technologieën zoals robotica kan de efficiëntie en betrouwbaarheid van zowel product- als systeemtesten enorm verbeteren. En door bepaalde functies te automatiseren, krijgen menselijke operators meer tijd om de resultaten te interpreteren en te analyseren.

Het nieuwe tijdperk van robotica:cobots

Robots zijn niet voor iedereen geschikt. Er kunnen verschillende typen worden overwogen voor commerciële toepassingen, met mogelijkheden die geschikt zijn voor enorm verschillende taken. Deze worden grofweg geclassificeerd als:-

• Servicerobots:assistent-robots voor mensen bij verschillende routinetaken. Over het algemeen hebben deze een gedefinieerde reikwijdte en specifieke functionaliteit, zoals verpakking, inspectie of een thuisassistent.
• Aangepaste robots:specifieke mechatronische ontwerpen bedoeld om specifieke taken uit te voeren, zoals push/pull-systemen.
• Industriële robots:gespecialiseerde servicerobots die sneller en prestatiegericht zijn en kunnen worden gebruikt als zelfstandige of geclusterde eenheden, zoals een productielijn.
• Samenwerkende robots (cobots):kleinere robots die samen met menselijke operators in een collaboratieve omgeving kunnen werken.

Met verschillende beschikbare robots, roept dit de vraag op:welke moet worden gekozen voor het testen van apparaten? Het zeer gespecialiseerde karakter van de service van aangepaste robots betekent dat ze niet de flexibiliteit hebben die nodig is voor testomgevingen. Evenzo zijn industriële robots beter geschikt voor taken die de menselijke capaciteiten ver te boven gaan.

Cobots zijn daarom de duidelijke keuze. Ze bieden tal van voordelen waardoor ze ideaal zijn om samen te werken met menselijke operators:ze zijn licht van gewicht, kleiner van formaat en energiezuinig. Per definitie zijn ze collaboratief, ondersteund met constructieve en operationele mechanismen om te kwalificeren als een veilige metgezel voor co-working in dezelfde tijd en ruimte als menselijke operators. Inherente veiligheidsvoorzieningen, zoals snelheids- en krachtbeperkingen of virtuele veiligheidslimieten, maken ze allemaal ideaal voor een laboratoriumopstelling. Ter vergelijking:andere vormen van robots hebben dergelijke voorzorgsmaatregelen niet, wat betekent dat ze een veiligheidsrisico kunnen vormen voor menselijke operators en andere apparatuur.

De routekaart naar cobot-isering

Cobots zijn verbeterd met visuele, geluids- en sensormogelijkheden voor het uitvoeren van end-to-end testen vanaf activering, waardoor ze een breed scala aan toepassingen in testprocessen hebben:-

• Functioneel testen:fysieke, op actie gebaseerde functies van een apparaat of module testen
• Prestatietesten:consistent en rigoureus testen van apparaatinvoer en -reacties
• Gebruikerstest:imitatie van maximaal mogelijke gebruikersacties om de functionaliteit van het te testen apparaat (DUT) te dekken
• Systeemtesten:testen in een zware of gevaarlijke omgeving voor eindgebruik
• Ondersteund testen:Robot helpt mensen repetitieve taken uit te voeren, zodat mensen zich kunnen concentreren op testevolutie

Cobots worden al in sommige branches gebruikt. In Duitsland hebben wetenschappers van Fraunhofer IPA een mobiele cobot voor Bosch ontwikkeld die het uithoudingsvermogen van huishoudelijke apparaten zoals vaatwassers test, door ze herhaaldelijk te laden en te lossen totdat ze verslijten. Medewerkers worden verlost van een zeer repetitieve taak en kunnen vertrouwen op een gestandaardiseerde en gecontroleerde 24-uurs operatie - op hun beurt kunnen ze hun eigen middelen kanaliseren in meer genuanceerde taken.

Ondertussen gebruikt Continental, leverancier van de Spaanse auto-industrie, cobots om zijn productielijnen te verbeteren. In 2016 introduceerde het bedrijf tal van collaboratieve robots om de productie en verwerking van printplaten te automatiseren. Hierdoor werden de omsteltijden met 50% teruggebracht, van 40 wanneer handmatig gedaan naar 20 minuten - waardoor die tijd beter elders kan worden gebruikt.

Organisaties moeten rekening houden met verschillende factoren voordat ze cobots in testprocessen implementeren. Ten eerste is er de grote keuze aan modellen - een grondig begrip van het apparaat dat onder testomstandigheden wordt gebruikt, is nodig om het type robot, sensoren en de eindeffector (robothand of vinger) te selecteren die tijdens het testen nodig zullen zijn.

Zodra de selectie is gemaakt, moeten medewerkers goed worden opgeleid om te begrijpen hoe de cobot moet worden bediend. Hierna moeten organisaties de operatie proefdraaien - testen op timing en effectiviteit van de verificatie. Zonder de juiste tests of training bestaat er een potentieel risico op de veiligheid van het personeel of op productievertragingen omdat het personeel de apparatuur niet goed kan bedienen. En zonder het proces daadwerkelijk te testen, is er geen manier om te weten of het correct werkt - er is geen mogelijkheid om ontwerpen opnieuw te beoordelen of opnieuw te kalibreren en indien nodig aan te passen.

Nu deze stappen zijn voltooid, moet de productie-implementatie beginnen. Dit is echter geen eenmalige beoordeling - organisaties moeten doorgaan met schaalbaarheidsanalyse en waardebewaking, en een upgrade- en onderhoudsstrategie opstellen voor het geval zich onvoorziene problemen voordoen.

Een mooie toekomst voor cobots

Er is al een breed scala aan toepassingen van cobots bij end-to-end apparaattesten gevonden, maar naarmate de technologie vordert, kunnen we verwachten dat dit gebruik zich zal blijven uitbreiden. Het potentieel voor cobots om te helpen bij digitale transformatie is enorm, vooral in sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, gezondheidszorg, industriële automatisering en consumentenproducten, detailhandel en distributie (CPRD).

Door het ontwerp moedigen cobots een nauwere samenwerking met mensen aan, dus het gaat er niet alleen om bepaalde taken uit de handen van werknemers te nemen - het gaat erom te bedenken hoe de tijd van werknemers kan worden vrijgemaakt om creëer meer waarde in de industriële keten terwijl u automatisering en duurzaamheid maximaliseert en een veilige, collaboratieve testomgeving in stand houdt.

Voor meer informatie over productieonderwerpen, bekijk de nieuwste editie van Globaal produceren.
Volg ons op LinkedIn en Twitter .