Investeren in robotautomatisatie biedt méér en méér mogelijkheden aan de voedingsindustrie om haar concurrentiepositie te verstevigen (Figuur 1). De beperkte kennis over aankoopprijs, onderhoudskosten, kosten voor randapparatuur en programmeerkosten van industriële robots schrikt potentiële investeerders zoals KMO's af. Indien deze grote onzekerheid omtrent de kosten en baten van robotautomatisatie wordt weggenomen, vinden ondernemingen makkelijker de weg naar hun optimale automatisatiestrategie.
Figuur 1: De ontwikkeling van robots die ook levensmiddelen weten ‘aan te pakken’ zit in een stroomversnelling. [Bron: Wim Lemkens, KU Leuven/Groep T]
KOSTEN ROBOTOPSTELLING
In tegenstelling tot wat veel ondernemingen vermoeden, is de aankoop van een robotarm zelden de grootste kost in een automatiseringsproject (Figuur 2). De aankoopprijs bedraagt gemiddeld slechts 24% van de totale kost (Onori, 2003). Het programmeren van de robot staat daarentegen garant voor gemiddeld 40% van de kosten. Bij KMO's kan dit percentage gemakkelijk toenemen indien er geen ervaren robotprogrammeur aanwezig is binnen het bedrijf. De aanvoerlijn, periferie en de gebruikte tools staan in voor de overige 36%.
Figuur 2: Relatieve kosten van toepassing bij de installatie van een gerobotiseerde opstelling. [Bron: Wim Lemkens, KU Leuven/Groep T; naar Onori, 2003]
Het programmeren van robots verloopt typisch op één van twee mogelijke manieren.
• Teach-in: de programmeur bestuurt de robotarm direct met behulp van een joystick op de teach pendant – een draagbare controle- en programmeereenheid. De robot wordt in verschillende posities/configuraties gebracht waarna deze worden opgeslagen in het geheugen. De robot kan nadien de bekomen sequentie van bewegingen herhalen. Hoewel teach-in relatief eenvoudig is, zijn er verscheidene nadelen. Zo is het bekomen programma moeilijk aan te passen, wat leidt tot tijdsverlies telkens de robot een nieuw type taak dient uit te voeren. Bovendien wordt de productie noodgedwongen stil gelegd aangezien een programma enkel kan worden geschreven met behulp van de robot.
• Offline programmeren: de programmeur schrijft een robotprogramma op een externe computer in plaats van op de robot zelf. Typisch gaat dit gepaard met een grafische simulatieomgeving, zodat het programma kan worden getest zonder de productie in de onderneming te onderbreken. Bovendien kan het bekomen bestand relatief eenvoudig aangepast – en offline getest – worden. Dit heeft duidelijke voordelen op vlak van de productiviteit van de onderneming. Hoewel hoogtechnologische sectoren, zoals de automobielindustrie, gebruik maken van deze techniek, heeft offline programmeren nog geen vaste plaats veroverd binnen KMO's. Dit is vooral te wijten aan de hogere instapdrempel: teach-in is eenvoudiger om aan te leren, hoewel de bekomen programma's vaak onderdoen.
INDUSTRIËLE ROBOTS: OOK IETS VOOR UW BEDRIJF?
Om industriële robots optimaal in te zetten in de Vlaamse (KMO) industrie, startte een consortium van KU Leuven en een aantal industriële partners het door het IWT gesubsidieerde TETRA project ‘OPTIMUS’. Het project helpt toekomstige robot gebruikers bij het inschatten van potentiële voordelen van de aankoop van een industriële robot.
Concreet ontwikkelt het project een LevensCycluskost Calculator (LCC) die ondernemingen een snelle indicatie geeft van de terugverdientijd en te verwachten onderhouds-, energie- en ontwikkelingskosten van een robotinstallatie (Figuur 3).. Het doel van een levenscycluskost (‘Life Cycle Cost’ analyse is het vergelijken van de kosten-effectiviteit van alternatieve investeringen of zakelijke beslissingen vanuit het perspectief van een economische beslisser, zoals een productieonderneming of een consument. Voor een onderneming gaat het specifiek om kosten met betrekking tot:
- De aankoop en alle aanverwante aspecten (levering, installatie, inbedrijfstelling, opleiding, programmatie, e.a.)
- De werking, met inbegrip van energieverbruik, herstelling en onderhoud
Figuur 3: Een levenscycluskost analyse is een raming van alle kosten gekoppeld aan de levenscyclus van een robot die rechtstreeks betaald worden door een onderneming. [Bron: OPTIMUS LCC tool]
Via de OPTIMUS LCC tool kunnen eindgebruikers snel een inschatting maken van het potentieel van automatisering zonder een offerte te moeten aanvragen bij een robotfabrikant of -integrator. Met behulp van de verkregen informatie, kan de gebruiker bovendien inzicht verkrijgen in de verschillende aspecten van automatisering met robots. Uitgaande van een vooraf bepaalde voorbeeldcel – die vrij kan worden gekozen uit een reeks mogelijkheden – kunnen parameters zoals aantal te behandelen producten per uur of afstand waarover deze worden verplaatst, worden aangepast aan de noden van de gebruiker (Figuur 4).
Figuur 4: De LCC tool laat tevens toe om virtueel te experimenteren met à la carte samengestelde robotconfiguraties. [Bron: OPTIMUS LCC tool]
Er wordt verwacht dat ondernemingen, gewapend met deze informatie, contact kunnen opnemen met robotfabrikanten en -integratoren. Hierdoor wordt enerzijds vermeden dat kostbare tijd en middelen worden geïnvesteerd in onhaalbare projecten. Anderzijds verlaagt dit de drempel voor ondernemingen om de stap richting automatisatie en robotica te zetten om zo hun concurrentiepositie te verstevigen
KENNIS MAKEN MET BASISCONCEPTEN ROBOTICA EN PROGRAMMERING
Om de instapdrempel voor robotisering te verlagen biedt OPTIMUS enkele workshops aan die geïnteresseerden kennis laten maken met de basisconcepten van robotica en het programmeren van robots. Op 20 februari 2015 kan u experimenteren met efficiënte technieken om robots te programmeren. In deze eerste OPTIMUS workshop doet u hands-on ervaring op met offline programmeren via een simulatiepakket en het uitvoeren van de programma’s op een robotarm. Inschrijven via:www.optimus-robots.be/irpworkshop.
BRONNEN
- Mauro Onori, KTH, Sweden , 2003, Automatic Assembly Systems/ B. Carlisle, Adept Technologies
- Wim Lemkens, KU Leuven/Groep T: wim.lemkens@mech.kuleuven.be
- TETRA project OPTIMUS: www.optimus-robots.be/
MEER INFO
- De OPTIMUS LCC tool kan vrijblijvend gebruikt worden via www.optimus-robots.be/lcctool/ en is ook beschikbaar op de website van Flanders’ FOOD http://flandersfood.com/content/icc-tool.
- Flanders’ FOOD neemt deel aan OPTIMUS: http://flandersfood.com/projecten/optimus
- Nuttige link: 2015 brengt nieuwe food-grade robots
Auteurs van dit artikel
Basistekst werd aangeleverd door Wim Lemkens, Peter Slaets, Karel Vander Elst en Eric Demeester (Optimus Project) en werd herwerkt door Steven Van Campenhout.