ROBOTAO; TechForFuture en TechYourFuture onderzoeken samen de ‘weg van de robot’

In de laatste twee decennia van de vorige eeuw is er in de industrie op grote schaal gerobotiseerd. We zien hierbij steeds vaker kleine collaborative robots, ofwel: cobots. Makkelijk te programmeren, met relatief lage kosten en in staat om precies en kleinschalig werk te doen. En vooral: ze kunnen samenwerken met mensen! Helaas gebeurt het in de praktijk dat medewerkers door cobots worden vervangen. Bedrijfseconomisch wellicht aantrekkelijk, maar ronduit slecht nieuws voor praktijkgeschoolde assemblagemedewerkers aan sequentiële assemblagelijnen.

Drie high tech bedrijven, Suplacon plaatbewerking, Benchmark electronics en Bronkhorst high-tech, gaan samen met het lectoraat Mechatronica van Saxion onderzoeken hoe een collaborative robot (Co-Bot) in hoog gespecialiseerde kleine serie productie kan worden ingezet. Het lectoraat Smart Industry & Human Capital van Saxion zal de sociale kant van deze technische uitdaging begeleiden en onderzoeken.

Het onderzoek is opgebouwd rondom twee vragen:

Hoe ziet de toekomstige mens-robot interactie eruit in de productieomgevingen van de toekomst?
Welke vaardigheden hebben de mens en robot daarvoor nodig ?

Naast het technologische vraagstuk rond het werkend krijgen van de robotarm* staan leren op de werkvloer en blijvende ontwikkeling van medewerkers centraal in het onderzoek. De twee kenniscentra maken zo de verbondenheid van techniek en de mens duidelijk en onderstrepen nog eens dat leren -zeker in een high tech omgeving- niet stopt na de initiële scholing.

* Het technische vraagstuk van dit onderzoek wordt uitgevoerd door dr. Dirk Bekke en dr. Roy de Kinkelder van het lectoraat Mechatronica (Saxion) in samenwerking met kenniscentrum TechForFuture.

Resultaten uit vooronderzoek

Tijdens de voorverkenning in 2018 hebben Saxion mechatronica- en HRM studenten met de onderzoeksgroep (Dr. Maarten van Riemsdijk, Dr. Stephan Corporaal, Milan Wolffgramm en Lodewijk Witteveen) meegewerkt aan cobot implementaties bij twee grotere bedrijven. Vijf implementaties van cobots in het mkb werden eveneens geobserveerd. Vooralsnog blijken de technische mogelijkheden van de cobot en bestaande productieprocessen dominant bij oplossingen die worden bedacht. Cobots staan doorgaans afgezonderd in de productielijn eenvoudig en repeterend werk uit te voeren, zoals: CNC-machines beladen, dozen vouwen en instrumenten testen. Daarmee wordt het potentieel van deze nieuwe technologie (samenwerking met de operator en ondersteuning in het (maak)werk) onderbenut en dreigt productieautomatisering die arbeid vervangt of slechter maakt. Waar cobots juist tot hun recht zouden komen, bijvoorbeeld in flexibele en complexe eindassemblage processen, zien we ze nog niet. Het inzetten van cobots in de eindassemblage wordt ook doorgaans als zeer complex gezien. De eindassemblage is volgens bedrijven te afwisselend om de cobot rendabel te maken voor het bedrijfsleven.

De volgende stap (april 2019 - juni 2021)

Het wordt tijd de kennis te ontwikkelen die nodig is om het volledige potentieel van cobots te benutten voor het maken van flexibele productieomgevingen waarin mens en cobots optimaal met elkaar samenwerken. Dat is direct relevant voor bedrijven en hun medewerkers, maar ook voor mbo’s en hogescholen. Het gaat immers om de productieomgevingen van de toekomst, waarin onze afgestudeerden zullen werken. Onze productie ingenieurs, mechatronici, HR-specialisten en mbo studenten moeten worden opgeleid om deze productieomgevingen goed te ontwerpen c.q. daarin goed te kunnen werken. In het hoofdonderzoek wordt dieper op dit thema ingegaan door te onderzoeken welke kennis nodig is om het volledige potentieel van cobots te benutten voor het maken van flexibele productieomgevingen waarin mens en cobots optimaal met elkaar samenwerken.

Doelgroep

mbo, hbo, technische productiebedrijven, technische werknemers

Doelstellingen

Het (samen met de operators) ontwerpen van een werkend productiesysteem voor flexibele en kleinschalige eindassemblage in een technische omgeving, dat de flexibiliteit van de mens en de betrouwbaarheid en voorspelbaarheid van de cobot benut in een 'systeem met vele handen' dat optimaal samenwerkt
Een procesbeschrijving van de manier waarop een dergelijk systeem kan worden ontworpen, door gebruik te maken van de kennis en inzichten van de operator, samen met productie- en productingenieurs. Op die manier wordt de opgedane kennis overdraagbaar naar ontwerpen voor andere productieomgevingen

Aanpak

Het sociale vraagstuk van het onderzoek wordt uitgevoerd in vier werkpakketten, waarin achtereenvolgens wordt gefocust op de volgende aspecten:

Procesanalyse en bepaling arbeidsinhoud
Identificatie huidige en verwachte ontwikkeling cobot-functionaliteiten
Leer- en experimenteeromgeving voor studenten: het ontwerpen van een functioneren mens-cobot systeem (proof-of-concept)
Leer- en experimenteeromgeving voor werknemers: Bouw prototype mens-cobot productie eenheid

Verwachte opbrengsten

Dit onderzoek zal voor mbo-studenten een leer- en experimenteeromgeving voor mens-robot samenwerking opleveren, met bijbehorende modules. Daarnaast wordt een proof-of-concept van een mens-cobot productie eenheid opgeleverd. In een protocol wordt het ontwerp- en implementatieproces vastgelegd. Tenslotte wordt relevante kennis verspreid door middel van workshops voor bedrijven, een artikel in een peer-reviewed tijdschrift en een (e-)book voor werkgevers over het voorbereiden en inrichten van een mens-cobot samenwerking. De drie deelnemende bedrijven krijgen tenslotte een leer- en experimenteeromgeving en een prototype opstelling van een mens-cobot productie eenheid.

Bekijk hier de producten, rapportages, artikelen, en overige producten die reeds zijn opgeleverd in dit project.