Robotika Canggih: Mengubah Manufaktur Industri untuk Fleksibilitas Lebih Besar
Kustomisasi dan fleksibilitas adalah dua kata terpanas dalam manufaktur industri saat ini. Pelanggan ingin sesuatu yang dibuat khusus untuk mereka, baik itu aftershave personal dengan nama mereka di botol, kendaraan dengan semua fitur yang mereka butuhkan dan tidak ada yang tidak mereka butuhkan, atau ponsel baru dengan antena radio terbaru untuk konektivitas 5G. Semua kustomisasi ini mengarah pada satu kesimpulan – manufaktur bergerak menuju produksi campuran tinggi dan membuat jutaan produk yang berbeda dalam jumlah sangat kecil.
Pada saat yang sama, banyak produk yang dibuat saat ini terlalu rumit untuk teknologi otomatisasi yang sudah ada, memaksa produsen untuk melengkapi robotika tradisional dengan perakitan manual oleh pekerja manusia. Orang dihargai karena kemampuan mereka untuk memahami dan mengakomodasi perubahan dalam proses dengan sangat cepat. Namun bagaimana jika fleksibilitas ini disertakan dalam proses otomat?
Sistem produksi yang fleksibel dan otomat (bahkan otonom) adalah Graal Suci bagi banyak produsen yang ingin mengatasi tantangan kompleksitas produk yang tumbuh dan secara bersamaan memenuhi permintaan akan kustomisasi yang lebih besar. Kemampuan untuk beralih produksi dari satu produk ke produk lain dengan cepat akan menjadi fitur menentukan bisnis di jalan menuju ukuran lot satu dan produk yang sangat dapat disesuaikan besok.
Ukuran lot yang kecil bukan merupakan masalah secara inherent, tetapi proses produksi saat ini tidak dapat dengan mudah menampung ini tanpa investasi besar dalam infrastruktur yang semakin kompleks. Untuk menghindari masalah investasi eksponensial ini, yang mungkin atau mungkin tidak memecahkan masalah, banyak bisnis mencari pendekatan produksi yang lebih fleksibel. Bagaimana produsen dapat membuat banyak produk secara efisien dengan perubahan minimal di lantai produksi antara produk?
Robotika canggih adalah jawabannya, dan banyak perusahaan sudah ada di jalan menuju adopsi.
Perjalanan Robotika Canggih
Banyak lantai pabrik bergantung pada jaringan konveyor untuk mengangkut segalanya dari bahan baku hingga produk akhir. Namun jaringan ini tidak dirancang untuk menangani ribuan produk yang berbeda yang menuju lokasi yang terus berubah yang dibutuhkan dalam proses manufaktur multi-produk. Bagaimana jika sistem konveyor dapat berubah? Mungkin mengubah jalur untuk menghindari area padat di pabrik? Atau mengubah tujuan untuk mengirimkan workpiece ke stasiun pemesinan yang optimal?
Ini adalah jenis masalah yang diselesaikan oleh robotika canggih dengan menggunakan kendaraan terpandu otomatis (AGV) dan robot mobile otonom (AMR) bersamaan dengan platform pengembangan aplikasi, solusi dan perangkat lunak canggih.
Biasanya, tujuan penggunaan robot adalah untuk mengirimkan materi dari titik A ke titik B dengan relatif mudah. Namun itu tidak semudah hanya memperkenalkan AGV atau AMR ke fasilitas. Sebagian besar nilai investasi datang dari optimisasi dan koordinasi teknologi robotika canggih. Dalam pengalaman kami, membantu perusahaan mengadopsi robotika canggih ke dalam proses manufaktur mereka adalah perjalanan empat tahap.
Tahap satu, atau tahap Entrant, didefinisikan oleh penggunaan robotika otomatisasi tetap atau teknologi serupa di mana sebagian besar operasi diprogram secara manual. Perencanaan proses dilakukan oleh manusia, mungkin dengan bantuan perangkat lunak, dan tugas-tugas kemudian ditugaskan kepada robot tertentu untuk berfungsi pada lokasi dan waktu tertentu. Pendekatan ini bekerja baik saat memproduksi volume tinggi, ketika perubahan atau modifikasi pada garis produksi dipertahankan pada minimum. Karena setiap tindakan robot ditentukan secara eksplisit pada tahap ini, robot harus diambil dari jalur saat perubahan diperlukan dan diprogram ulang secara manual. Ini berdampak negatif pada waktu produksi.
Tahap kedua adalah untuk Veterans dan adalah tahap yang paling umum saat ini untuk produsen industri. Ini ditandai oleh penggunaan digital twin untuk validasi sistem lengkap dan untuk membangun algoritma kontrol untuk seluruh garis produksi. Memanfaatkan digital twin manufaktur memberikan wawasan mendalam tentang bagaimana melangkah di tahap-tahap lebih lanjut dalam perjalanan dengan memungkinkan simulasi fasilitas keseluruhan. Peningkatan produktivitas yang signifikan pada tahap ini dapat dicapai dengan memperbarui beberapa robot yang berjalan dari kontroler logika terprogram yang sama secara bersamaan, mengurangi waktu henti di lantai produksi.
Melanjutkan ke tahap ketiga atau Pioneer, produsen dapat mulai mengotomatisasi lebih banyak dari proses produksi. Dibangun di atas wawasan yang dipelajari dari digital twin dan diperkaya dengan umpan balik dari sensor IoT, pemrograman berbasis tugas dapat diterapkan untuk robot di seluruh fasilitas. Ini sangat mengurangi waktu yang diperlukan untuk memprogram robot untuk mengakomodasi perubahan desain atau proses. Perintah sederhana dapat digunakan untuk menyesuaikan robot secara otomatis berdasarkan kalibrasi loop tertutup antara lingkungan fisik dan digital twin.
Tahap akhir, disebut tahap Visionary, adalah di mana inisiatif robotika canggih menjadi sangat otonom, memberikan otonomi hampir lengkap dari robot. Ini juga adalah di mana AGV dan AMR menjadi sangat efektif, mengganti konveyor statis dan jalur proses linier dengan robotika mobile canggih. Sekarang perubahan produksi hampir dapat semudah memasukkan jumlah produk yang diperlukan dan berapa banyak variasi yang dibutuhkan. Dari informasi tersebut, sistem akan menentukan jalur optimal untuk menghasilkan lot yang diinginkan.
Perangkat lunak sekarang menentukan berapa banyak bagian yang dibutuhkan dari ruang penyimpanan B, misalnya, atau stasiun pemesinan mana yang akan dapat mempercepat produksi paling cepat untuk menghasilkan lot. Dan, jika pilihan utama sedang dalam pemeliharaan, apa opsi terbaik berikutnya. Batasan dari ini tidak berakhir di dinding pabrik. Manfaatnya meluas untuk mencakup pemasok dan distributor, membantu menghasilkan beban kerja paling efisien untuk pabrik.
Tahap Visionary adalah titik optimal untuk menerapkan AGV dan AMR, karena simulasi pabrik lengkap. Namun robotika canggih dapat diperkenalkan pada tahap sebelumnya untuk menjalankan tugas yang lebih sederhana dari jadwal produksi. Beberapa perusahaan telah mengadopsi AGV dan AMRS sebagai keranjang pemilihan semi-otonom untuk gudang, di mana robot mengikuti dan membantu pekerja manusia.
Bergantung pada cara pabrik dijalankan, ada hampir cara tak terhitung untuk mengoptimalkan fasilitas. Itulah sebabnya investasi dalam digital twin yang komprehensif sangat penting untuk perjalanan ini. Ini memungkinkan wawasan yang lebih dalam tentang bagaimana pabrik beroperasi, membantu untuk dengan yakin berinvestasi di masa depan bisnis. Robotika canggih adalah bagian dari portofolio Xcelerator Siemens dari perangkat lunak, solusi dan platform pengembangan aplikasi di mana hari ini bertemu dengan besok untuk manufaktur industri.
Oleh: Rahav Madvil, Simulation Product Manager for Siemens Digital Industries Software, dan Noam Ribon, Senior Business Consultant at Siemens Digital Industries Software.
