Memanfaatkan Robotika Canggih untuk Merevolusi Manufaktur Industri

Kustomisasi dan fleksibilitas adalah dua kata terpanas di manufaktur industri saat ini. Pelanggan ingin sesuatu yang dibuat khusus untuk mereka, baik itu aftershave dipersonalisasi dengan nama mereka pada botol, kendaraan dengan semua fitur yang mereka butuhkan dan tidak ada yang tidak, atau ponsel baru dengan antena radio terbaru untuk konektivitas 5G. Semua kustomisasi ini mengarah pada satu kesimpulan – manufaktur bergerak menuju produksi high-mix dan membuat jutaan produk yang berbeda dalam jumlah yang sangat kecil.

Pada saat yang sama, banyak produk yang dibuat saat ini terlalu rumit untuk teknologi otomasi yang sudah ada saja, memaksa produsen untuk melengkapi robotika tradisional dengan perakitan manual oleh pekerja manusia. Manusia dihargai karena kemampuan mereka untuk memahami dan menanggapi perubahan dalam proses dengan sangat cepat. Namun bagaimana jika fleksibilitas ini disertakan dalam proses terotomatisasi?

Sistem produksi yang fleksibel dan terotomatisasi (bahkan otonom) adalah Holy Grail bagi banyak produsen yang ingin mengatasi tantangan kompleksitas produk yang berkembang dan secara bersamaan memenuhi permintaan untuk kustomisasi yang lebih besar. Kemampuan untuk beralih produksi dengan cepat dari satu produk ke yang lain akan menjadi fitur yang menentukan bisnis di jalur menuju ukuran lot satu dan produk yang sangat dapat disesuaikan dari masa depan.

Ukuran lot kecil bukanlah masalah secara inheren, 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 yang lebih fleksibel terhadap produksi. Bagaimana produsen dapat membuat beberapa produk secara efisien dengan perubahan minimal pada lantai produksi antar produk?

Robotika canggih adalah jawaban, dan banyak perusahaan sudah ada di jalur adopsi.

Perjalanan Robotika Canggih 

Banyak lantai pabrik mengandalkan jaringan konveyor untuk mengangkut segalanya dari bahan mentah hingga produk akhir. Namun jaringan ini tidak dirancang untuk menangani ribuan produk yang berbeda yang pergi ke lokasi yang selalu berubah yang diperlukan dalam proses manufaktur multi-produk. Bagaimana jika sistem konveyor dapat berubah? Mungkin mengubah jalur untuk menghindari area padat di pabrik? Atau mengubah tujuan untuk mengirim workpiece ke stasiun mesin yang optimal?

Ini adalah jenis masalah yang dipecahkan oleh robotika canggih dengan penggunaan kendaraan terpandu terotomasi (AGV) dan robot mobile otonom (AMR) bersama dengan platform pengembangan aplikasi, solusi dan perangkat lunak canggih.

Biasanya, tujuan menggunakan robot adalah untuk mengirim material dari titik A ke titik B dengan relatif mudah.  Tetapi tidak semudah hanya memperkenalkan AGV atau AMR ke fasilitas.  Sebagian besar nilai investasi datang dari optimasi 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, ditandai dengan penggunaan robotika otomatisasi tetap atau teknologi serupa di mana sebagian besar operasi diprogram secara manual. Semua perencanaan proses dilakukan oleh manusia, mungkin dengan bantuan perangkat lunak, dan tugas kemudian ditugaskan ke robot tertentu untuk berfungsi di lokasi dan waktu tertentu. Pendekatan ini bekerja baik saat memproduksi volume tinggi, ketika perubahan atau modifikasi pada baris produksi dijaga ke minimum.  Karena setiap tindakan robot secara eksplisit ditentukan pada tahap ini, robot harus diambil offline saat diperlukan perubahan dan diprogram ulang secara manual.  Ini berdampak negatif pada waktu produksi.

Tahap kedua adalah untuk Veterans dan adalah tahap paling umum saat ini untuk produsen industri. Ditandai dengan penggunaan digital twin untuk validasi sistem lengkap dan untuk membangun algoritma kontrol untuk seluruh baris produksi. Pemanfaatan digital twin manufaktur memberikan wawasan mendalam tentang cara melanjutkan di tahap-tahap lebih lanjut perjalanan dengan memungkinkan simulasi fasilitas keseluruhan. Peningkatan produktivitas yang signifikan pada tahap ini dapat dicapai dengan memperbarui banyak robot secara bersamaan yang beroperasi dari pengontrol logika terprogram yang sama, 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 diimplementasikan untuk robot di seluruh fasilitas. Ini sangat mengurangi waktu yang diperlukan untuk memprogram robot untuk menyesuaikan 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, yang disebut tahap Visionary, adalah di mana inisiatif robotika canggih menjadi sangat otonom, memberikan otonomi hampir lengkap robot. Ini juga di mana AGV dan AMR menjadi sangat efektif, mengganti konveyor statis dan jalur proses linear dengan robotika mobile canggih.  Sekarang perubahan produksi hampir dapat semudah memasukkan jumlah produk yang dibutuhkan dan berapa variasi yang diperlukan. Dari informasi itu, sistem akan menentukan jalur optimal untuk menghasilkan lot yang diinginkan.

Perangkat lunak sekarang menentukan berapa bagian yang dibutuhkan dari ruang penyimpanan B, misalnya, atau stasiun mesin mana yang akan dapat meningkatkan kecepatan paling cepat untuk menghasilkan lot.  Dan, jika pilihan pertama sedang dalam pemeliharaan, apa pilihan terbaik berikutnya. Batasan ini tidak berakhir di dinding pabrik. Manfaatnya melampaui 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.  Tetapi robotika canggih dapat dibawa di 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 terhingga untuk mengoptimalkan fasilitas. Itulah sebabnya investasi dalam digital twin yang komprehensif sangat penting untuk perjalanan ini.  Ini memungkinkan wawasan yang lebih dalam tentang cara pabrik beroperasi, membantu untuk berinvestasi dengan yakin di masa depan bisnis. Robotika canggih adalah bagian dari portofolio Xcelerator Siemens perangkat lunak, solusi dan platform pengembangan aplikasi di mana hari ini bertemu dengan besok untuk manufaktur industri.