Handmatig werk geïntegreerd met moderne automatisering om werknemers met een handicap te empowern

Ondanks voortschrijdende digitalisering, zijn handmatige werkstations onmisbaar omdat automatisering niet altijd winstgevend is met kleine aantallen of complexe processen. Zulke werkstations worden bevorzugd bij de Martinshof Werkstatt in Bremen, Duitsland, een beschutte werkplaats voor een gemengde werknemerspopulatie inclusief mensen met handicap, omdat de werkstations ideaal zijn om mensen met fysieke of cognitieve handicap in de arbeidsmarkt te integreren.

“Het Poka-Yoke principe heeft onze werknemers geempowerd,” zei Miriam Berger, verantwoordelijk voor productieplanning bij Martinshof Werkstatt Bremen. “We gebruiken automatisering om fouten te voorkomen die eerder in het productieproces voorkwamen. Iedereen moet soepel samen kunnen werken.”

Het Japanese Poka-Yoke principe, dat gericht is op de systematische eliminatie van menselijke fouten, gecombineerd met “Guided Operator Solutions” van Mitsubishi Electric Automation Inc., waarborgt hoge kwaliteit voor Martinshof's klanten, waaronder bekende automakers in de regio.

Met ongeveer 2.200 werknemers is Werkstatt Bremen een van de grootste werkgevers van de stad en ook Duitslands oudste en grootste werkplaats voor mensen met en zonder handicap. De werkplaats is een in-house bedrijf van de stad Bremen. Het is een erkende werkplaats die werk- en woonkansen biedt voor mensen met een handicap. Het middelpunt is de Martinshof werkplaatsen, die diverse items produceren in lijn met markteisen onder een kader van professionele ondersteuning. Mitsubishi Electric Corp., gevestigd in Tokio, heeft operaties over de hele wereld en biedt een reeks factory automation producten, oplossingen, training en ondersteuningsdiensten voor de industriële en commerciële sectoren. De Amerikaanse eenheid, Mitsubishi Electric Automation Inc., is gevestigd in Vernon Hills, Illinois.

Behalve joborder en contractproductie in de velden van metaal- en houtbewerking, elektrische assemblage, vullen en verpakken, werkt Werkstatt Bremen 500 werknemers alleen in de automotive business sector, en levert al meer dan 30 jaar lokale automakers.

Handke Industrie-Technik, een langjarige leverancier van handmatige werkstations aan Werkstatt Bremen en een premium solution partner van Mitsubishi Electric, herkende de unieke kans. Samen met Mitsubishi Electric ontwikkelde Handke een Poka-Yoke oplossing voor aangepast werken. Het prototype van de foutloze werkstation overtuigde de klant, en werd in de productielijn geïnstalleerd. Sinds mei 2018 zijn in totaal vier identieke nul-fout werkstations in gebruik voor automotive onderdelenproductie.

“De hoofduitdaging van dit project betrof de integratie van bestaande technologie in de nieuwe, foutloze werkstations,” zei Nils Knepper, senior product manager, modulair PLC/software bij Mitsubishi Electric Duitsland. “Dankzij de interface-mogelijkheden van onze Poka-Yoke controller was dit geen probleem.”

De MELSEC iQ-F series PLC, on-site geïnstalleerd in een klein control cabinet, is de intelligente, individueel configureerbare en uitbreidbare hart van de oplossing die pik- en assemblage-volgordes bestuurt. Naast Mitsubishi Electric's eigen componenten, kan het systeem ook third-party sensoren en actuatoren hanteren. In dit geval omvatte de oplossing de digitale dynamische sleutel en een systeem voor industriële beeldverwerking. De aansluiting van een barcode printer wordt geïmplementeerd, en dankzij bestaande conventionele interfaces kan dit eenvoudig door de PLC gedaan worden.

“Tijdens het ontwerp van de gebruikersinterface was Mitsubishi Electric zeer flexibel en nam al onze eisen in aanmerking,” zei Berger. “Omdat veel van onze werknemers niet goed kunnen lezen, maken we gebruik van ‘smileys’ en andere symbolen. Naast procesbetrouwbaarheid, hebben de Poka-Yoke werkstations een groot voordeel: in tegenstelling tot eerdere situaties, kan vandaag de dag praktisch elke werknemer nu het werk doen.” De ondersteunende visualisatie in de oplossing gebruikt een 10" (254-mm) touchscreen terminal verbonden op de achtergrond met de Poka-Yoke controller.

De hardware- en softwareoplossing van Handke en Mitsubishi Electric levert eenvoudige schaalbaarheid, gemakkelijke configuratie, programmering en inbetriebname alsook uitgebreide aansluitingsmogelijkheden (inclusief MES en ERP). En zodra vrijheid van fouten bereikt is, en het technische potentieel beschikbaar is, zal Werkstatt Bremen onderzoeken of de bufferopslag in de toekomst kan vervallen, zodat na assemblage de onderdelen direct naar de automaker verzonden kunnen worden.

“De noodzaak om fouten te voorkomen bestaat overal tijdens productie en assemblage,” zei Andreas Kebbel, managing director van Handke Industrie-Technik. “Wat het belangrijkst is, is de snelle en flexibele aanpassing aan de behoeften van de mensen die er werken, en aan de vereisten van het proces.”

Daarom bieden Mitsubishi Electric en Handke hun oplossing in de vorm van een modulaire systeem met een breed scala aan componenten en interfaces voor operator begeleiding. Onder andere omvatten ze mechanismen om correcte picking van onderdelen te waarborgen, bijv. lichtschranken; pick-to-light drukknoppen of, alternatief, pick-to-voice knoppen; barcode scanners; en eigen pick-to-deur apparaten met stuurschakelaars. Bovendien zijn er monitoring apparaten zoals elektrische schroevendraaiers met moment en hoekdetectie, visiesystemen, en mogelijkheden voor robotintegratie. HMIs (human/machine interfaces) uit Mitsubishi Electric's GOT2000 serie worden gebruikt voor het tonen van de individuele processtappen, biedend directe connectiviteit met de Poka-Yoke controller en voldoeend aan elke weergavevereiste, van tekst tot grafische symbolen tot animaties en augmented reality. Afhankelijk van vereisten, kunnen de nieuwste generatie iQ-R of iQ-F PLCs gebruikt worden als controllers voor de begeleide productieoplossingen.

Mitsubishi Electric's Guided Operator Solutions kunnen in productiesystemen geïntegreerd worden zodat werkstations genetwerkt kunnen worden en bronnen in real-time beheerd en gemonitord kunnen worden.

Voor informatie over Martinshof Werkstatt Bremen, bezoek www.werkstatt-bremen.de of bel + (04 21) 361-57 88. Voor informatie over Mitsubishi Electric Automation Inc., bezoek ons op us.MitsubishiElectric.com/fa/en of bel 847-478-2100.