Industriële robotinvasie is al even bezig

Industriële robots zijn een model voor succes. Ze voeren niet alleen non-stop en nauwkeurig allerlei werkzaamheden uit, ze genereren ook meer productiviteit wat resulteert in meer omzet en winst. Niet vreemd dat hun aantallen in tien jaar tijd meer dan verdrievoudigd zijn. En dat is pas het begin, want snel genoeg zullen robots kunstmatige intelligentie gebruiken om industriële processen nog efficiënter te maken, waardoor robots voor nog meer toepassingen gebruikt kunnen worden.

Indrukwekkende cijfers van de International Federation of Robotics (IFR) laten zien hoeveel het gebruik van robots in de industrie is veranderd puur in termen van kwantiteit. In 2008 bedroeg het aantal industriële robots wereldwijd nog 113.000 eenheden. In 2018 steeg dit aantal tot 384.000 eenheden. Waar het zal eindigen staat helemaal open.

 

China, de grootste afnemer

Uit cijfers blijkt dat de Aziatisch-Australische markt sterk afhankelijk is van de ondersteuning van robots. Vorig jaar was er in dit werelddeel vraag naar 260.000 eenheden t.o.v. 71.000 in Europa en 49.000 in Amerika. Als land blijft China veruit de grootste afnemer. Volgens IFR-schattingen verwierf het 133.000 eenheden in 2018, gevolgd door Japan met iets meer dan 52.000 eenheden. De VS, de derde grootste markt voor robots, maakte vorig jaar een opmerkelijke sprong van 15% naar in totaal 38.000 eenheden. “De Noord-Amerikaanse landen (VS, Canada en Mexico) vormen na China de op een na grootste operationele basis van industriële robots ter wereld”, zegt IFR-president Junji Tsuda, president van de International Federation of Robotics. Hoewel veel grote robotsysteemintegrators uit Noord-Amerika kwamen, bevinden de meeste grote robotfabrikanten zich in Japan, Korea en Europa.

 

Gesloten procesketens

Zelfs in tijden van wereldwijde economische en politieke onzekerheden blijft er vraag naar robots. Duitsland als voorbeeld: volgens het Duitse VDMA (Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau) behaalden Duitse robotica en automatisering voor het eerst in 2018 een omzet van 15 miljard euro – een stijging van 4%. “Geografisch gezien vindt de sterkste ontwikkeling natuurlijk plaats in de markten die vandaag de dag nog steeds geheel of gedeeltelijk afzien van automatisering”, zegt Tsuda.

 

Automobiel als motor

De drijvende kracht achter de steeds toenemende vraag naar robots is de automobielsector, waar robotgebruik aan kracht wint. Volkswagen is momenteel bijvoorbeeld bezig om de productiesite voor verbrandingsmotoren in Zwickau te converteren naar een pure e-mobiliteitssite, die eind 2020 voltooid moet zijn. In totaal zal Volkswagen hier 1.300 robots inzetten voor de productie van elektrische voertuigen van het MEB-platform (Modular Electrification Modular System). De robots zullen werkzaamheden zoals lassen, handling, laseren, clinchen en lijmen gaan uitvoeren.

Naast de automobielindustrie worden robots ook al lang en steeds meer gebruikt in de metaal- en kunststofbewerking, chemische industrie, evenals de voedingsmiddelen- en drankenindustrie. Met andere woorden, een ontwikkeling die tal van industrieën omhelst.

 

Schouder aan schouder

Een robot werkt als een uurwerk en geeft een impuls aan de omzet van een bedrijf. Een schouderklopje zou gepast zijn – als het iets voor een robot zou hebben betekend. Gewoon als dank voor het herhaaldelijk doen van zijn werk in productie met dezelfde precisie. De voordelen van de robot in de industrie liggen voor de hand: deze omvatten verhoogde productiviteit, productiebetrouwbaarheid, stabiele processen en gesloten productieprocessen.

Echter zijn robots meestal ‘eenzame krijgers’. Ze worden vaak gescheiden van mensen door een veiligheidshek. Maar dit zal waarschijnlijk veranderen met het gebruik van kunstmatige intelligentie in de toekomst, wanneer robot en mens schouder aan schouder werken. Wat jaren geleden als science fiction zou worden beschouwd, wordt langzaam maar zeker realiteit. De hedendaagse cobots zijn daar al een mooi voorbeeld van.

 

Mensen imiteren

De robots zullen hun krachten bundelen met mensen, nog meer taken op zich nemen en hun menselijke collega’s helpen specifieke, moeilijke taken uit te voeren. De uitdaging is om de robots zelfs voor zeer kleine productievolumes te kunnen gebruiken, wat vandaag slechts gedeeltelijk mogelijk is. Als het lukt, opent het een nieuw werkveld voor robotica. Het zou ook interessant zijn als de robot heel precies de beweging van een persoon in een productieproces zou kunnen nabootsen zonder te hoeven worden geprogrammeerd.

Het potentieel van een intelligente – en ‘gevoelige’ – robot is onmetelijk. Omdat gespecificeerde processen die digitaal kunnen worden gesimuleerd en overeenkomstige evaluaties ondergaan belangrijk zijn in Industry 4.0, is een robot superieur aan mensen. Omdat de robot de zekerheid biedt dat de processen altijd hetzelfde zijn en dienovereenkomstig kunnen worden gesimuleerd. De processen kunnen worden weergegeven en gecontroleerd via een ‘Digital Twin’.

 

Digitale aanpak

Door een digitale aanpak zijn de grenzen van het mogelijke dat tot enkele jaren geleden nauwelijks te overzien leek, niet alleen in bedrijven, maar ook in instituten en universiteiten onvermoeibaar verlegd. Het Institute for Robotics and Mechatronics werkt hier bijvoorbeeld aan. Een focus van het instituut ligt op het project ‘Factory of the Future’. Het omvat de implementatie van robuuste robotgestuurde productieprocessen met behulp van digitaliseringsmethoden in de context van Industry 4.0. “Dit omvat bijvoorbeeld cobots, die net zo gemakkelijk te gebruiken zijn als smartphones, evenals robots die de nodige programma’s genereren voor het assembleren in elke hoeveelheid,” legt het instituut uit. Deze flexibele en onderling verbonden productieprocessen zouden applicaties efficiënter, goedkoper en veiliger maken.

Als onderdeel van het EU-brede SOMA-project hebben werknemers van het Institute of Robotics en Mechatronics aanzienlijke vooruitgang geboekt in het gevoelige grijpvermogen van robots. SOMA begon met het doel om de ultramoderne robotmanipulatiemogelijkheden voor de industrie te verbeteren. “Het project is al voltooid en omvat een aantal wetenschappelijke doorbraken in het vermogen om niet-gedefinieerde objecten zoals fruit of groenten met robotachtige handen vast te pakken en te manipuleren”, legt het instituut uit.

 

Zachte handen 

“Het SOMA-project maakt gebruik van ‘zachte handen’ die zich gemakkelijk kunnen aanpassen aan de vorm van het object en de fysieke beperkingen van de omgeving gebruiken als een mogelijkheid om manipulatie te begeleiden”, benadrukt het Institute of Robotics and Mechatronics. Deze fundamentele verandering in aanpak is geïnspireerd door de manier waarop mensen hun handen gebruiken.

Het SOMA-consortium bestaat uit onderzoekers, academici en wetenschappers. Naast het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (DLR) werken medewerkers van de Technische Universiteit van Berlijn, Ocado, de Universiteit van Pisa, het IIT – Istituto Italiano di Tecnologia en het Instituut voor Wetenschap en Technologie Oostenrijk samen.

Festo ontwikkelde de ‘BionicSoftHand’. De menselijke hand is een natuurlijk model voor de grijper. Volgens het bedrijf zal het pneumatisch worden bediend zodat de BionicSoftHand veilig en direct met mensen kan communiceren. Kunstmatige intelligentie zal het mogelijk maken “dat de bionische robothand autonoom leert om grijpende en draaiende taken op te lossen, vergelijkbaar met de menselijke hand in interactie met de hersenen”.