Hoewel robots oorspronkelijk zijn ontwikkeld om moeilijke taken uit te voeren die risico’s en gevaren kunnen opleveren voor mensen in de productie-industrie, transformeert Industrie 4.0 robots om taken met hoge snelheid, grotere precisie en grotere nauwkeurigheid uit te voeren dan hun menselijke tegenhangers. Als gevolg hiervan is robottechnologie een voortdurende trend in de productie- en toeleveringsketenindustrie.
Er bestaat geen twijfel over dat de acceptatie van robots in de productie-industrie toeneemt. Fabrieken in productiesectoren over de hele wereld implementeren al robots in productie-, inspectie-, pick-, warehouse- en logistieke processen.
Sterker nog, het nieuwste Wereldwijde roboticarapport 2021 van de International Federation of Robotics (IFR) meldt dat 517.385 industriële robots zijn geïnstalleerd in verschillende fabrieken over de hele wereld. De vraag naar robots neemt continu toe.
Welke invloed, met dit in gedachten, hebben robots eigenlijk op de productieproductiviteit?
1. Robots maximaliseren de productiedoorvoer
Doorvoer is een van de indicatoren van fabrieksproductiviteit. Robots kunnen de doorvoer maximaliseren omdat ze bepaalde taken sneller en met een consistent tempo voltooien.
Het historische autobedrijf General Motors (GM) was bijvoorbeeld een van de eerste fabrieken die profiteerde van robots. Hun productiviteit nam aanzienlijk toe in 1961 toen ze de eerste industriële robot genaamd Unimation Robot gebruikten in hun autoproductieproces. Het kan meer dan 90% van het puntlasproces uitvoeren aan de buitenkant van de auto’s en andere onderdelen van GM, waardoor hun productie aanzienlijk wordt versneld.
De impact van Unimation op de productie-industrie maakte de weg vrij voor meer industriële robots om te evolueren en zich aan te passen aan technologische vooruitgang. Delta-robots voeren bijvoorbeeld eenvoudige repetitieve taken uit, zoals inpakken en picken. De voedingsmiddelenindustrie was in 1992 een van de eersten die profiteerde van Delta-robots.
Momenteel neemt de vraag naar voedselrobotica toe. Volgens een Vantage marktonderzoeksrapport, is er een sterke behoefte aan verhoogde productiviteit in de voedselproductie. Er werd ook gemeld dat de waarde van de wereldwijde voedselroboticamarkt in 2021 $ 1.842,5 miljoen bedroeg en in 2028 $ 3.795,4 miljoen zal bedragen. Gedurende de prognoseperiode zal de wereldmarkt groeien met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (compound annual growth rate, CAGR) van 12,80%.
Nestlé is een voorbeeld van een fabriek die heeft geprofiteerd van het gebruik van robots om de productiviteit te verhogen. Volgens rapporten verhoogde het gebruik van robots voor het laden van pallets de productiviteit van de chocoladefabrieken van Nestlé met 53%.
De International Trade Administration van de VS besprak de impact van robots op productiviteitsgroei. Volgens hen daalde het aantal uren dat werknemers aan het werk waren met 2,7% bij een toename van de industriële robotdichtheid met 1% bij de adoptie van robots.
Als gevolg hiervan integreren veel fabrieken robots in hun productiesysteem om een hogere productiviteit te bereiken met kortere cyclustijden. Ze versnellen het productieproces, wat aantoont dat een grotere vraag naar output haalbaar is.
2. Robots verlagen de operationele kosten van de productie
Robots en robotica procesautomatisering (RPA) zijn enkele van de meest effectieve strategieën om operationele kosten te besparen, en daar profiteren fabrikanten uiteindelijk van. Ze kunnen de winst gebruiken om te investeren in innovaties en activiteiten met toegevoegde waarde om de productiviteit te verhogen, of om de arbeidsproductiviteit te verbeteren door middel van prikkels of loonsverhogingen.
Hier volgen enkele manieren waarop robots de operationele kosten verlagen:
Robots verlagen de arbeidskosten
Fabrikanten investeren in hun werknemers, te beginnen met het wervingsproces en later met training en salaris. Aangezien fabrieken bijna elk jaar nieuwe arbeiders nodig hebben, wordt er een flink bedrag uitgegeven aan arbeidslonen, training en secundaire arbeidsvoorwaarden zoals ontslagvergoedingen, pensioen, ziektekosten en verzekeringen. Trainingstijd brengt ook lage kosten met zich mee, waarbij ervaren arbeiders tijd vrijmaken van hun werk om nieuwe medewerkers op te leiden.
In 2016 heeft, Foxconn, een elektronicabedrijf dat onderdelen levert aan Apple, Samsung en Amazon, naar verluidt 10.000 robots geïnstalleerd. Terwijl Foxconn robots in hun productielijn inzette om de repetitieve taken uit te voeren die voorheen door hun arbeiders werden gedaan, verklaarden ze ook dat de implementatie van robots hun werknemers in staat stelde elementen met een hogere toegevoegde waarde in het productieproces uit te voeren.
Dit laat zien hoe robots kunnen zorgen voor alledaagse, repetitieve taken en menselijke arbeiders in staat stellen zich te concentreren op creatieve taken waarvoor een menselijk brein nodig is. Nu robots het fysiek belastende werk op zich nemen, stijgen de percentages van het behoud van werknemers dankzij verbeterde ergonomie voor medewerkers.
Bovendien had de COVID-19-pandemie een impact op de productiviteit van de meeste industrieën en benadrukte dit het belang van robots bij het overwinnen van problemen zoals een tekort aan arbeidskrachten en een gebrek aan geschoolde arbeiders.
Robots reduceren het energieverbruik
Het energieverbruik draagt in hoge mate bij aan de operationele kosten van een fabriek. De meeste robots hebben geen basisvoorzieningen zoals ventilatoren, airconditioners of lampen nodig om te functioneren. Deze functie helpt bij het verlagen van de kosten voor energieverbruik.
Daarnaast zijn er energiebesparende robots zoals die van de Nike-fabriek om schoenonderdelen te produceren. Deze robots gebruiken statische elektriciteit of elektroadhesie om in 50 seconden onderdelen te produceren.
Als onderdeel van Industrie 4.0, bevordert de slimme fabriek duurzaamheid. Robots zijn, met behulp van AI en het Industrial Internet of Things (IIoT), een van de belangrijkste spelers om slimme fabrieken energiezuinig te maken.
Een slimme fabriek als Infineon biedt energiezuinige en duurzame componenten, producten en oplossingen voor machines, waaronder robots. Omdat een van hun missies is om het leven groener te maken, zijn hun productieprocessen ook energiezuinig en milieuvriendelijk, waarbij ze gebruik maken van technologie, machines en robots. Infineon gebruikt Collaborative Robots (Cobots) en AI-robots bij hun productie.
3. Robots dragen bij aan afvalvermindering
Afval is, volgens lean manufacturing, alles dat geen waarde toevoegt in productieactiviteiten, waaronder transportverspilling, voorraadverspilling, bewegingsverspilling, wachttijd, overproductie, oververwerking en defecten.
Minder afval leidt tot een hogere productiviteit. Als gevolg hiervan implementeren veel fabrieken verschillende verbeteringsstrategieën om verspilling te verminderen en te elimineren, zoals het maximaliseren van productietechnologie via de adoptie van robots.
Hier volgen enkele manieren waarop robots afval verminderen en elimineren:
Robots reduceren uitvaltijd en verbeteren het transportproces van producten of materialen
Robots helpen de uitvaltijd in de productie te reduceren doordat ze, soms met hulp van personeel, de gegeven opdrachten op een efficiënte manier uitvoeren. Het is zelfs mogelijk dat robots (met behulp van ingebouwde onderhoudsalgoritmen) de levensduur van apparatuur kunnen voorspellen. Fabrikanten kunnen die informatie gebruiken om onderhoud dienovereenkomstig in te plannen en uitvaltijd te voorkomen.
Autonome mobiele robots verbeteren de efficiëntie van materiaaltransport binnen productiefaciliteiten. Ze zijn intelligent geprogrammeerd en uitgerust met camera’s en sensoren, zodat ze zich veilig en nauwkeurig over de werkvloer kunnen bewegen. Uitvaltijd kan worden vermeden omdat een autonome mobiele robot consistent werkt op basis van het programma. Afgezien van uitvaltijd optimaliseren fabrikanten robotfuncties om veelvoorkomende ongelukken te voorkomen, waaronder met voertuigen zoals vorkheftrucks.
Robots reduceren defecte outputs en verbeteren de productkwaliteit
Robots werken met hoge betrouwbaarheid, nauwkeurigheid en precisie. Ze doen waarvoor ze geprogrammeerd zijn. Als ze vanaf het begin een goede output kunnen produceren, produceren ze tot het einde consequent een goede output.
Als gevolg hiervan reduceren robots niet alleen het aantal defecte producten, maar elimineren ze ook de noodzaak van aanvullende processen, zoals nabewerking en sorteren.
Robots verkorten processen voor complexe taken
Een eenvoudig voorbeeld waarbij robots sommige processen in het productieproces elimineren, is duidelijk zichtbaar in de auto-industrie. Het proces van het picken en hanteren van zware items of materialen vereist veel handwerk, samen met extra apparatuur. Een enkele robot kan echter in één keer zware voorwerpen oppakken.
Conclusie
Robots hebben de productieproductiviteit op verschillende manieren duidelijk verhoogd, waaronder een hogere output en minder uitvaltijd, materiaalverspilling en afgekeurde producten. Ze verlagen de trainingskosten, verbruiksartikelen en het energieverbruik zonder afbreuk te doen aan de productkwaliteit, maken het werk voor menselijke medewerkers gemakkelijker en optimaliseren bestaande productieprocessen.
Verhoogde productieproductiviteit maakt ruimte voor meer innovaties die andere productietaken gemakkelijker zullen maken. In industrie 4.0, waar slimme fabrieken in opkomst zijn, worden standaardprocessen in fabrieken continu getransformeerd en worden robots steeds nuttiger.
Als gevolg hiervan is er meer vraag naar robots. Als traditionele robots eerder de productieproductiviteit verhoogden, stelt u zich dan eens voor hoeveel meer AI-robots, autonome robots en cobots de productieproductiviteit vandaag nog kunnen verhogen?
Al meer dan 30 jaar is Eric Whitley een opmerkelijke leider in de productieruimte. Naast de vele publicaties en artikelen die Eric heeft geschreven over verschillende productieonderwerpen, kent u hem misschien van zijn inspanningen als leider van de Total Productive Maintenance-inspanning bij Autoliv ASP of van zijn betrokkenheid bij de Management Certification-programma’s aan de Ohio State University, waar hij werkte als adjunct-faculteitslid.
Na een uitgebreide carrière als consultant voor betrouwbaarheid en bedrijfsverbetering trad Eric in dienst bij L2L, waar hij momenteel werkzaam is als directeur van Slimme productie. Zijn rol in deze functie is om klanten te helpen de pragmatische en eenvoudige aanpak van L2L voor digitale transformatie van bedrijven te leren kennen en te implementeren.
Eric woont met zijn vrouw van 35 jaar in het noorden van Utah. Als Eric niet aan het werk is, is hij meestal met een hengel in zijn handen op het water te vinden.
