Er is potentieel om de productiviteit in geautomatiseerde productieomgevingen nog verder te verhogen. Digitalisering is daarbij het sleutelwoord; slimme data-analyse biedt de tool en het milieu profiteert ervan. Tijdens Automatica 2022 – gehouden in München van 21 t/m 24 juni – krijgen bezoekers indrukwekkende cases te zien.
Het lijkt bijna te simpel om waar te zijn: neem een moderne, verregaand geautomatiseerde productiefaciliteit, verzamel gegevens van verschillende robots, handlingsystemen en machines en evalueer deze gegevens. Als deze informatie op een intelligente manier wordt gecombineerd, kan de output met 15 tot 25 procent worden verhoogd zonder extra investeringen in hardware. Dit is geen wishfull thinking, maar realiteit. En dergelijke use-cases zullen op Automatica worden getoond. Ze illustreren wat ‘digitale transformatie’ werkelijk betekent en welke voordelen het biedt.
Hogere productiviteit door slimme data-analyse
Een voorbeeld. Een Duitse autofabrikant verzamelde en analyseerde gegevens van zijn bijna 400 robots die waren ingezet in de carrosserieproductie in een van zijn fabrieken. De fabrikant gebruikte vervolgens algoritmen om deze gegevens te correleren met milieu-informatie, inclusief weerdata. De bevindingen waren verhelderend en leidden onder meer tot veranderingen in de lasparameters voor het verbinden van warmgevormd staal.
Het resultaat: een hogere productie per uur van 18 naar 21 carrosserieën. Het perspectief: In de toekomst zijn dergelijke gegevens bedoeld om te worden gebruikt bij het zelfstandig optimaliseren van installaties en om storingen vroegtijdig op te storen en te voorkomen.
Minimalisering van uitvaltijd voor 2500 lasrobots
Een tweede voorbeeld is eveneens te vinden in de auto-industrie waarbij exposant Festo was betrokken. Het bedrijf verdiept zich al enige tijd in digitalisering. De systeemspecialisten installeerden aanvullende software op de bestaande computersystemen van de robotcel. Diagnostische gegevens van het laspistool werden verzameld en naar een cloudinterface gestuurd. In de cloud draait een onderhoudsapplicatie die deze gegevens niet alleen in de browser op een onderhoudsdashboard weergeeft, maar met behulp van kunstmatige intelligentie ook de verwachte resterende levensduur inschat. Met behulp van dit voorspellende onderhoudssysteem kon de autofabrikant de uitvaltijd van de lasrobot met 25 procent verminderen.
Digitalisering: de robots zijn klaar
Wat is er nodig om dergelijke efficiëntiewinsten te bereiken? Deze vraag wordt beantwoord op Automatica 2022. Automatiserings-hardware is in ieder geval al gedigitaliseerd. Het verzamelt bijvoorbeeld continu gegevens tijdens het lassen, picken en assembleren, en creëert zo de ‘grondstof’ van de digitale wereld.
Peter Pühringer, Managing Director van Stäubli Robotics: “Onze robots leveren alle gegevens die nodig zijn voor AI-gebaseerde taken en zelfoptimaliserende systemen in realtime. Onze zesassige robots kunnen continu ongeveer 2.000 verschillende data leveren, waaronder bedrijfstemperaturen van elke as, snelheids- en acceleratiewaarden, koppels en nog veel meer.”
Deze grote hoeveelheid gegevens stelt gebruikers niet alleen in staat om de prestaties van de robot te monitoren en te integreren in digitale concepten voor voorspellend onderhoud. De gegevens kunnen ook worden doorgegeven aan andere machines en worden geïntegreerd in hogere IT-systemen. En de robots van vandaag zijn uitgerust met de interfaces die daarvoor nodig zijn.
Een kwestie van interfacen
Interfacing vereist standaarden zoals OPC UA, een protocol dat wordt gebruikt voor communicatie tussen machines. Fanuc gebruikt een breed scala aan communicatieprotocollen, zoals OPC UA- en MTConnect-servers, zowel op veldbusniveau als om te communiceren met IT-systemen op een hoger niveau. De Japanse robotfabrikant ondersteunt ook branchespecifieke protocollen zoals UMATI, dat veel wordt gebruikt bij de productie van metaalbewerking. Het maakt onder andere directe koppeling van gereedschapsmachines en robots mogelijk.
Open interfaces spelen ook een rol bij de ontwikkeling van KUKA’s nieuwe robotbesturingssysteem en digitale ecosysteem. Ze vormen de kern van de inspanningen om ervoor te zorgen dat iiQKA iedereen toegang geeft tot de wereld van automatisering, of het nu een expert is of niet. Het besturingssysteem is gebaseerd op een modulaire software-architectuur. De nieuwe systeemsoftware zal de inzet van robots sneller, efficiënter, toegankelijker en gebruiksvriendelijker maken voor iedereen. Bruikbaarheid is de kernwaarde.
Slimme gegevensevaluatie – ter plaatse en in de cloud
Naarmate dergelijke concepten werkelijkheid worden, moeten gebruikers ook de juiste IT-infrastructuur opzetten, samen met geautomatiseerde productiefaciliteiten. Wat dat specifiek betekent: ze zullen edge computing en cloud computing moeten gebruiken omdat het om zeer grote hoeveelheden gegevens gaat. En – zoals geïllustreerd door de hierboven geschetste use-cases – zullen ze kunstmatige intelligentie moeten gebruiken om de gegevens volledig te evalueren.
Beloning
Wie consequent in digitalisering investeert, wordt beloond, bijvoorbeeld door aanzienlijke efficiëntiewinsten. Producten vinden hun eigen weg door productiefaciliteiten. Machinecomponenten detecteren en melden automatisch slijtage en onregelmatigheden. En fabrieken optimaliseren zelfstandig hun werking. Dit leidt tot sterk geautomatiseerde productie van kleine series en unieke producten tegen sterk verminderde kosten. En dat is onderdeel van het kernconcept van Industrie 4.0.
Digitale transformatie draagt bij aan klimaatneutraliteit
Volker Spanier, Head of Robotic Solutions bij Epson, wijst op nog een ander aspect: “Volgens een onderzoek van de branchevereniging Bitkom zou digitalisering in de productie, indien consequent doorgevoerd, de CO2-uitstoot in Duitsland tegen 2030 met maximaal 64 megaton kunnen verminderen – een enorme stap in de richting van klimaatneutraliteit.”
Kortom, digitalisering heeft in veel opzichten een enorm potentieel. Automatica 2022 laat in juni bezoekers zien hoe digitale transformatie de geautomatiseerde productie de komende jaren zal veranderen.