Interdependente mens-robot samenwerking voor flexibele productie

De Nederlandse maakindustrie heeft de opgave om op korte termijn meer en meer verschillende producten te produceren met minder personeel. Industriële robot armen en collaboratieve robot armen (cobots) kunnen mkb maakbedrijven helpen om met deze opgave om te springen. Het ontwerp van productie eenheden waarin operator en robot/cobot op symbiotische wijze met elkaar interacteren en de arbeidskwaliteit volstaat, vormt het uitgangspunt. Tegelijkertijd is het ontwerpen ervan complex en weten mkb’ers vaak niet waar te beginnen. Ook de wijze waarop operators structureel betrokken kunnen worden in het ontwerp van productie eenheden is onduidelijk. Dit RAAK-MKB project heeft zich specifiek gericht op het ondersteunen van mkb maakbedrijven bij het ontwerpen van mens-robot productie eenheden voor het maken van wisselende kleine productseries. In nauwe samenwerking met het consortium is een stevige en veelzijdige aanpak ontwikkeld om de ambities van mkb maakbedrijven ten aanzien van robotisering specifiek te maken en te vertalen naar een geschikt ontwerp. In deze aanpak is specifiek aandacht besteed aan de interactie tussen mens en robot, de ontwerprol van de operator en het borgen van de arbeidskwaliteit. Dit project heeft het volgende opgeleverd:

1. Drie geteste instrumenten waarmee mkb maakbedrijven zelfstandig hun robotiseringsambitie kunnen doorlichten, kunnen nagaan of zij alle nodige informatie voor een robot aanschaf paraat hebben en in hoeverre de beoogde inzet van de robot inspeelt op hetgeen de operators kan en nodig heeft;
2. Zes werkende robot opstellingen voor de productie van wisselende kleine series;
3. Multidisciplinair onderwijsmateriaal gericht op mbo 2 tot en met het hbo;
4. Drie impactstudies gericht op de inzet en opbrengsten van cobots in de Nederlandse maakindustrie en hetgeen operators nodig hebben om effectief te kunnen participeren in het ontwerpproces;
5. Twee wetenschappelijke publicaties en zes praktijkpublicaties;
6. Vier professionele video’s die impact van dit praktijkonderzoek onder de aandacht brengen.

Mkb’ers in de maakindustrie willen stappen zetten in het produceren van kleine productseries met behulp van collaboratieve robots. Zij weten echter niet waar ze moeten beginnen. Tien mkb’ers en zes kennisinstellingen hebben daarom hun krachten gebundeld om robotisering voor flexibele productie te realiseren in de dagelijkse mkb praktijk.

De huidige praktijk bij de deelnemende mkb’ers wordt gekenmerkt door robotsystemen die één kunstje kunnen doen en daarmee geschikt zijn voor massa productie. Deze bedrijven moeten het echter niet hebben van massaproductie, maar zijn vooral sterk in kleine series van op maat gemaakte producten. Dat vraagt om een uiterst flexibel productiesysteem en stelt specifieke eisen aan de implementatie van robottechnologie. In een uitgebreid proces van vraagarticulatie zijn de behoeften en eisen van de tien mkb’ers opgehaald en geconcretiseerd: (1) snel kunnen omstellen; (2) optimaal benutten van de kwaliteiten van robot en productiemedewerkers (3) inrichting van een mens-robot samenwerking voor de productie van kleine series (4) het voorbereiden van productiemedewerkers voor de mens cobot samenwerking.

De bedrijven hebben samen met kennisinstellingen de afgelopen jaren samengewerkt aan een kennisagenda om robotiseren voor flexibele productie te realiseren. In het voorliggende project focussen we op het ontwerpen en implementeren van een robuuste, interdependente mens-robot samenwerking voor flexibele productie waarin optimaal gebruik wordt gemaakt van zowel de robottechnologie als de productiemedewerkers (joint optimization). We beantwoorden de volgende hoofdvraag: hoe kunnen mkb’ers een interdependente mens-robot samenwerking realiseren waarmee zij in staat zijn om kleine series producten te produceren? Evident is namelijk geworden dat flexibele productie een nauwe afstemming vereist van de kwaliteiten van de robot (zoals betrouwbaarheid, snelheid) en de kwaliteiten van de productiemedewerker (zoals flexibiliteit en snel kunnen omschakelen). In dit project zetten we concrete stappen in het ontwerpen, proefdraaien, implementeren en monitoren van een mens-robot samenwerking voor flexibele productie.