Een robot succesvol in een productielijn laten meedraaien is geen gesneden koek. De inpassing vergt gedetailleerde informatie over het proces. Daarom hebben de hogescholen Windesheim, Saxion en HAN het zogenoemde Dakar-model ontwikkeld, dat staat voor datastroom, aanvoer, kwaliteitscontrole, afvoer en randvoorwaarden. Het model wordt positief ontvangen, zo blijkt uit reacties na de eerste projecten. ‘Met Dakar hebben we de robot optimaal in het proces ingepast.’
- ‘Dakar betrekt al in het voortraject de gebruikers, vanuit verschillende afdelingen.’
- ‘Dat is een heel andere manier van werken dan een robot in productie gooien.’
- ‘Het model dwingt je om het proces heel gedetailleerd te beschrijven.’
- Het is echt een goede manier om automatisering te implementeren.’
Dakar-model hogescholen zet in op zachte kant robotisering
Automatisering komt nog te vaak neer op simpelweg een robot plaatsen, zonder oog voor zowel de context van de organisatie als de productieomgeving. Dat kan problemen opleveren bij de interfacing met de rest van de productielijn en de interactie met de resterende operators – in de praktijk is meestal geen sprake van 100 procent automatisering.
Deze problemen zijn te voorkomen door implementatie van de robotica integraal aan te pakken. Dat gaat stapsgewijs aan de hand van drie vragen. Allereerst: kun je binnen je bedrijf waarde toevoegen met robotiseren en wat is dan je doel: personeelsgebrek opvangen, kwaliteit verbeteren en/of productie verhogen door bijvoorbeeld 24/7 te gaan draaien? Bij een positief antwoord, welke stap in het proces kun je het beste robotiseren? En tot slot: wat zijn de implicaties van robotisering op die plek en welke informatie heb je nodig om de robot daar succesvol in te passen?
Nu ontbreekt informatie
Beantwoording van deze vragen verloopt binnen de industrie vaak via een waardestroomanalyse, oftewel value stream mapping. Deze methode, afkomstig uit de lean-gereedschapskist, volgt de stroom van materialen en informatie en bepaalt cyclustijden en aantallen. Dit proces helpt om kritieke stappen en bottlenecks te identificeren. De analyse kost echter veel tijd en levert op het niveau van de afzonderlijke processtappen onvoldoende gedetailleerde informatie op.
Voor de ‘lean office’ is Makigami een bekende techniek. Die beschrijft de procesgang op kantoor, wat neerkomt op de stroom van documenten langs de verschillende medewerkers met elk hun eigen taken en rollen. Makigami is een multidisciplinaire benadering, die de menselijke inbreng beter naar boven brengt. Voor industriële toepassing mist het echter begrippen als insteltijd en machinefalen.
Goed inkaderen
Om het beste uit deze methoden te combineren en hun tekortkomingen te ondervangen, is het Dakar-model ontwikkeld: datastroom, aanvoer, kwaliteitscontrole, afvoer en randvoorwaarden. Het model start met een korte procesevaluatie, om de eventuele robot goed in te kaderen. Als er al een waardestroomanalyse is gedaan, kan die als input dienen en volgt met een beschrijving de tweede stap. Daarvoor wordt het totale proces beschouwd als een opeenvolging van procesboxen. De simpelste vorm is een proces met drie boxen: invoer, feitelijke productie/bewerking en uitvoer. In elke box vinden een of meerdere taken plaats, met elk mogelijk een onderverdeling in stappen.
Consensus? Actie!
In de derde en laatste stap krijgt elke procesbox een gedetailleerde analyse, waarna de resultaten in zeven informatieboxen belanden. De zeven categorieën komen uit onderzoek naar robotiseren bij bedrijven: waar liepen ze bijvoorbeeld tegenaan, welke gegevens misten nog? De verzamelde informatie is nodig voor het ontwerp van een passende robotoplossing.
‘De multidisciplinaire benadering vanaf de start van een automatiseringsproject maakt onze methode volgens mij uniek’
Een multidisciplinair team, waarin verschillende afdelingen van zowel werkvloer als kantoor zijn vertegenwoordigd, voert de complete analyse uit en bespreekt de resultaten. Dan worden eventuele problemen en bottlenecks geïdentificeerd die nader onderzoek of ontwerp van een speciale oplossing vergen. Bij consensus volgt een actieplan. Dit zijn de zogeheten Kaizen-bursts, bekend van lean, naar de Japanse term voor continu verbeteren (Kaizen). Vaak gaat het niet zozeer om technische zaken maar om proceszaken, oftewel (‘houtje-touwtje’) oplossingen voor een eerder probleem. Nu kunnen die oplossingen juist problemen creëren voor de robotisering.
In het voortraject betrokken
‘De multidisciplinaire benadering vanaf de start van een automatiseringsproject maakt onze methode volgens mij uniek’, zegt Peter Schuurhuis, onderzoeker Industriële Automatisering & Robotica bij hogeschool Windesheim. ‘Ik zie vaak bij bedrijven dat de robotengineer aan de slag gaat met zijn robot en als hij klaar is, haakt de gebruiker pas in de testfase aan en moet die helpen om de problemen eruit te halen. Dakar betrekt juist al in het voortraject de gebruikers, vanuit verschillende afdelingen. “We zijn iets van plan, hoe kunnen we het productieproces gereedmaken voor acceptatie van de robot?” Dat is een heel andere manier van werken dan een robot in productie gooien en achteraf constateren dat iets gek uitpakt of helemaal niet werkt. Als je je proces aanpast voordat je gaat robotiseren, dan kun je de robot veel beter integreren.’
Link magazine september 2024. Thema: Elektrificatie/waterstof.
Vraag exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl
Geen robot maar een oplossing
Inmiddels is Dakar in eerste projecten toegepast, terwijl de ontwikkeling van het model doorgaat. ‘Regelmatig laten we studenten van Windesheim projecten doen om probleempjes in de fabriek aan te pakken’, vertelt Werny de Koning, process & improvement engineer bij DYKA. Dat heeft meerdere vestigingen in Nederland en ontwikkelt en produceert kunststof leidingsystemen, ‘zoals het monteren van clipjes op een ring die in een kunststofbuis wordt geschoven voor een trekvaste koppeling met een andere buis.’
Een student onderzocht hoe de clipjes het beste geautomatiseerd op die ring waren te klikken. Schuurhuis stelde daarbij de Dakar-methode voor, wat De Koning een goed idee vond. ‘Je koopt immers geen robot, maar een oplossing. Bij automatisering wil ik daarom weten hoe je de aan- en afvoer van de producten meeneemt. Dan is het goed om het proces in kaart te brengen. Het leuke van Dakar is dat je werkt met een groepje waarin operators en verschillende andere rollen in de fabriek zijn vertegenwoordigd. Zelf werk ik voor elk project al met een basisdocument voor de beschrijving van product, process, environment, layout & standards. Dat zorgt ervoor dat ik niks vergeet bij de uitwerking. Het Dakar-model biedt daarop een mooie aanvulling, die een project net weer anders aanvliegt. De aan- en afvoer worden benoemd, net als de kwaliteitscontrole en randvoorwaarden.’
Voor de clipjes-case werd eerst onderzocht of een robot überhaupt nodig was. ‘De beste robot is geen robot’, stelt De Koning. De clipjes worden los in een zak aangevoerd. ‘Als die eerst op een soort ring zaten, zouden we ze misschien in één keer, met de hand, op de ring kunnen klikken. Dat ging helaas niet, dus hebben we met Dakar de robot optimaal in het proces ingepast.’
Gedetailleerd beschrijven
De Dakar-methode is ook toegepast bij elektronicaleverancier Schurter Electronics. ‘We zaten met de handling rondom het bedrukken van glas in onze protoshop, waar kleine series worden gemaakt’, vertelt Sander Klingenberg, management trainee Projects bij het Zwitserse bedrijf. ‘Twee operators verzorgen de invoer en uitvoer van het product. Ze hebben veel ervaring in assemblage en kunnen beter elders in productie worden ingezet. Met name de persoon bij de uitvoer heeft de helft van de tijd niks te doen. Dan biedt automatisering uitkomst.’
Eerst bracht Schurter met een waardestroomanalyse het proces in kaart, waarna het Dakar gebruikte. ‘Voor de uitvoer betrof dat het glas van de band pakken en op een kar leggen, maar ook de stappen voorafgaand en erna’, legt Klingenberg uit. ‘Het model dwingt je om dat heel gedetailleerd te beschrijven, omdat er zoveel facetten zijn. Er wordt bijvoorbeeld gevraagd naar afmetingen en gewicht van producten, typen materiaal, de tijden van processtappen en de communicatie, in dit geval tussen persoon 1 en 2. Dan komt vanzelf de vraag hoe die communicatie loopt als persoon 2 door automatisering wordt vervangen.’
De oplossing wordt nu waarschijnlijk een cobot, die bij de uitvoer met de invoeroperator gaat samenwerken. Klingenberg: ‘Eén persoon kan dan het hele proces bestieren. Dit is bij ons het eerste project met Dakar. Het is echt een goede manier om een proces in kaart te brengen en automatisering te implementeren.’
Hogeschoolsamenwerking
Ontwikkeling en toepassing van het Dakar-model gebeurt in projecten rond integraal robotiseren van de hogescholen Windesheim, Saxion en HAN. Financiering komt onder meer van RAAK-mkb, een subsidieregeling voor praktijkgericht onderzoek van Regieorgaan SIA, en van TechForFuture, het Centre of Expertise voor praktijkgericht HTSM-onderzoek van Saxion en Windesheim.
De samenwerking tussen Saxion, HAN en Windesheim biedt een mix van drie perspectieven. Saxion zit vooral op de mens-machine-interactie en neemt dus de positie van de medewerker in het proces mee. De HAN kijkt vanuit bedrijfskundig oogpunt naar vraagstukken voor automatisering en hanteert daarbij de lean-methodologie. Windesheim zit vooral op de techniek, koppeling van de robot met de hardware en software van het hele productieproces. Die drie invalshoeken zijn verweven in de Dakar-methode. Uiteindelijk zijn het de mensen die elkaar daarop weten te vinden, wat goed aansluit bij de technologieën van smart industry en sociale innovatie. Het gaat niet sec om ontwikkeling van technologie maar ook om implementatie in de organisatie en de menselijke factor.
