De collaboratieve robotrevolutie: de toekomst van de slimme fabriek

(Dan Tri) - Robots zijn niet langer gigantische machines opgesloten in glazen kooien; een nieuwe generatie robots doet zijn intrede in de fabrieken als "collega's".

Samenwerkingsrobots – een nieuwe hefboom voor productie-efficiëntie.

De wereld is getuige van een stille maar ingrijpende revolutie in de maakindustrie.

Dit zijn geen gigantische robots meer opgesloten in glazen kooien zoals vroeger, maar intelligente robot-"collega's" die veilig en efficiënt naast mensen kunnen werken. Dit is geen sciencefiction meer, maar een realiteit die zich recht voor onze ogen ontvouwt.

Volgens het meest recente rapport van McKinsey & Company heeft de wereldwijde markt voor industriële robotica een recordomzet van 16,5 miljard dollar aan nieuwe installaties bereikt, met meer dan 4,28 miljoen robots die wereldwijd in fabrieken actief zijn.

Dit cijfer weerspiegelt niet alleen de sterke groei van de sector, maar luidt ook een nieuw tijdperk in waarin robotica niet langer een luxeoplossing is die alleen voor grote bedrijven is weggelegd.

Het grootste verschil tussen de huidige generatie robots en eerdere generaties is hun vermogen om met mensen samen te werken.

Deze 'collaboratieve' robots zijn ontworpen om samen met werknemers te werken, niet om menselijke arbeid volledig te vervangen, maar om de productiviteit te ondersteunen en te verhogen. Dankzij geavanceerde sensoren en intelligente besturingssystemen kunnen ze de aanwezigheid van mensen detecteren en hun bewegingen daarop aanpassen, waardoor absolute veiligheid gegarandeerd is.

De markt voor collaboratieve robotica groeit explosief en kent indrukwekkende groeicijfers. Van $2,14 miljard in 2024 zal deze markt naar verwachting $11,64 miljard bereiken in 2030, wat neerkomt op een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 31,6%.

Dit cijfer weerspiegelt de groeiende vraag van bedrijven naar flexibele en eenvoudig te implementeren automatiseringsoplossingen.

Van pilot tot volwaardig product

Een van de grootste uitdagingen voor bedrijven is niet de proefimplementatie van robots, maar juist het opschalen van hun toepassing.

Volgens een onderzoek van McKinsey gaf ongeveer 40% van de leidinggevenden aan dat hun pilotprojecten met robotica weliswaar spannend waren en veel interesse in de maakindustrie wekten, maar dat de daadwerkelijke zakelijke waarde ervan onduidelijk bleef.

De markt voor collaboratieve robots bloeit en kent indrukwekkende groeicijfers (Afbeelding: Genedge).

Dit betekent niet dat robots niet effectief zijn; het probleem zit hem in de aanpak. In plaats van robots te zien als louter gereedschap dat aangeschaft en gebruikt moet worden, moeten bedrijven nadenken over het opbouwen van algehele automatiseringscapaciteiten. Dit betekent een cruciale verschuiving in denkwijze: van investeren in apparatuur naar het ontwikkelen van operationele capaciteiten.

Ujjwal Kumar van Teradyne Robotics vertelde: "Het grote verschil is dat traditionele automatisering een perfecte oplossing is, specifiek gemaakt voor één toepassing. De nieuwe generatie AI-geïntegreerde robots heeft standaardproducten die geschikt zijn voor een breed scala aan toepassingen. Je kunt ze voor veel toepassingen inzetten via software en enkele aanpassingen in de tools voor de eindgebruiker."

Dit betekent dat Universal Robots, in plaats van 100.000 verschillende configuraties zoals bij de vorige technologie, nu slechts 6 configuraties nodig heeft om 100.000 samenwerkende robotinstallaties wereldwijd te bedienen.

Dit is cruciaal voor een drastische verlaging van de totale eigendomskosten voor de volgende generatie automatisering.

AI - De ziel van de nieuwe generatie robots

De trend om kunstmatige intelligentie in robots te integreren wordt steeds sterker. Door gebruik te maken van diverse AI-technologieën kunnen robots een breed scala aan taken efficiënter uitvoeren.

Analytische AI ​​stelt robots in staat grote hoeveelheden data te verwerken en analyseren die door hun sensoren worden verzameld. Dit helpt bij het beheersen van variabiliteit en onvoorspelbaarheid in externe omgevingen, bij productie met een grote variëteit aan producten in kleine volumes en in openbare ruimtes.

Robots die bijvoorbeeld zijn uitgerust met computervisiessystemen analyseren eerdere taken om patronen te herkennen en hun werking te optimaliseren voor meer nauwkeurigheid en snelheid.

Computervisiesystemen spelen een cruciale rol in de productie van robots (Foto: New Ocean).

Robot- en chipfabrikanten investeren de laatste tijd in de ontwikkeling van gespecialiseerde hardware en software die realistische omgevingen simuleert. Deze fysieke kunstmatige intelligentie stelt robots in staat zichzelf te trainen in virtuele omgevingen en te functioneren op basis van ervaring in plaats van rigide programmering.

Marc Theermann van Boston Dynamics legt uit: "Onze visie is om veelzijdige robots te creëren die overal kunnen komen waar mensen kunnen komen, en die hun omgeving begrijpen en er harmonieus mee kunnen interageren."

En pas als ze al die drie dingen kunnen, heb je echt een veelzijdige robot. De afgelopen 30 jaar hebben we gewerkt aan het 'overal naartoe kunnen'-aspect, en daar zijn we behoorlijk goed in geworden. Nu kunnen onze robots bijna overal komen waar mensen kunnen komen."

De volgende twee uitdagingen waar ze zich op richten, zijn semantisch begrip en manipulatie. Daar besteden ze het grootste deel van hun tijd aan.

Dit zijn de basisbouwstenen voor de enorme schaal die men van dit soort robots verwacht.

Technologie verandert de spelregels.

Een andere belangrijke doorbraak op het gebied van robotica is de digitale tweelingtechnologie.

Digitale tweelingen zijn virtuele replica's van fysieke systemen die hun tegenhangers in de echte wereld in realtime nabootsen. Deze modellen gebruiken gegevens van sensoren en machines om het gedrag en de prestaties van hun respectievelijke fysieke apparaten te simuleren.

Door een gedetailleerde digitale weergave te bieden, maakt de digitale tweeling continue monitoring, analyse en optimalisatie mogelijk van de systemen die deze nabootst. Deze technologie is met name belangrijk voor het beperken van de risico's bij de inzet van robots.

Zoals Ujjwal Kumar opmerkte: "Met een digitale tweeling verdwijnen sommige van de risico's waar je het over hebt. Je kunt nu een nieuw automatiseringssysteem in de virtuele wereld implementeren, testen, verfijnen en vervolgens vanuit diezelfde digitale tweeling de code downloaden naar de productieomgeving."

Digitale tweelingen zijn virtuele replica's van fysieke systemen die hun tegenhangers in de echte wereld in realtime weerspiegelen (Afbeelding: Future).

Dit stelt bedrijven in staat om productiesystemen te simuleren en te optimaliseren met behulp van een digitale tweeling voordat ze daadwerkelijk kapitaalinvesteringen doen. Bedrijven kunnen een rendement op investering binnen één tot drie jaar voorspellen en integratierisico's met bestaande IT- en OT-systemen minimaliseren, waardoor de implementatie van robots soepeler verloopt.

Een groeiende trend in de robotica die zich dit jaar en in de toekomst verder zal ontwikkelen, is de evolutie van mobiele manipulatoren, vaak aangeduid als MoMa.

Deze industriële robots zijn het resultaat van het combineren van taken die door robotarmen worden uitgevoerd, zoals grijpen, tillen of verplaatsen van objecten, met het vermogen van robots om zich door de ruimte te bewegen.

MoMa bestaat uit een autonome mobiele robot (AMR - autonomous moving robot) die is uitgerust met een robotarm met de juiste gereedschappen.

Mobiele handlingrobots kunnen vooraf gedefinieerde productietaken uitvoeren op apparatuur of componenten ophalen van de productielijn of het magazijn. Deze flexibiliteit maakt de automatisering van materiaaltransport naar elke gewenste locatie mogelijk, wat een nieuw niveau van efficiëntie introduceert in productie- en magazijnbeheer.

Deze mobiliteit vergroot niet alleen het werkbereik van de robots, maar stelt ze ook in staat zich aan te passen aan veranderende fabrieksindelingen en te voldoen aan de eisen van mobiele, flexibele productie.

In plaats van op één vaste locatie te staan, kan MoMa flexibel worden ingezet afhankelijk van de werkbehoeften, waardoor het gebruik van middelen wordt geoptimaliseerd en de algehele efficiëntie wordt verbeterd.

Een van de grootste belemmeringen voor de invoering van robots is altijd de hoge initiële investeringskosten geweest, met name voor kleine en middelgrote ondernemingen (Afbeelding: ITG Technology).

Een van de grootste belemmeringen voor de invoering van robots is altijd de hoge initiële investering geweest, met name voor kleine en middelgrote ondernemingen.

Robot-as-a-Service (RaaS) robots veranderen dit doordat bedrijven robots kunnen inzetten op abonnements- of huurbasis in plaats van ze direct aan te schaffen.

Het RaaS-model biedt diverse voordelen, waaronder schaalbaarheid, veerkracht en flexibiliteit, waardoor het een ideale keuze is voor zoek- en reddingsoperaties, milieumonitoring, productie, landbouw en ruimteverkenning.

RaaS helpt bedrijven hun lokale productie op te schalen zonder significant kapitaalrisico, wat er in feite op neerkomt dat "producenten die dicht bij huis produceren, hun productie dichter bij de consumentenmarkten kunnen verplaatsen zonder in te boeten aan kostenefficiëntie."

Uitdagingen en kansen in het vooruitzicht

Ondanks de positieve vooruitzichten staat de robotica-industrie nog steeds voor aanzienlijke uitdagingen. Een van de grootste obstakels is het tekort aan gekwalificeerd personeel op de huidige arbeidsmarkt.

De huidige beroepsbevolking beschikt niet over de expertise om geautomatiseerde robots in te zetten en te beheren. Hoewel dit heeft geleid tot een tekort aan arbeidskrachten, kan dit worden aangepakt door robots toegankelijker te maken via gerichte opleidingsprogramma's die werknemers de juiste vaardigheden bijbrengen.

De technologische vooruitgang heeft de huidige onderwijs- en trainingsmethoden ver ingehaald. Werknemers blijken vaak onvoldoende voorbereid te zijn op het gebruik van moderne robotsystemen, van programmeren tot onderhoud.

Deze asymmetrie vertraagt ​​de invoering van automatisering en verergert het tekort aan arbeidskrachten, omdat bedrijven moeite hebben om gekwalificeerd personeel te vinden.

Om dit probleem aan te pakken, is het nodig het onderwijscurriculum te actualiseren en geavanceerde robotica- en automatiseringstechnologieën erin op te nemen.

Samenwerkingen met het bedrijfsleven kunnen praktische training en ervaring in de echte wereld bieden via stages en leerwerktrajecten. Zoals Ani Kelkar van McKinsey opmerkte: "Toen we leidinggevenden vroegen naar belemmeringen, gaf 61% aan dat een van de belangrijkste belemmeringen was dat ze, zelfs als ze een goed businessplan hadden, simpelweg niet over de interne capaciteit beschikten om het te implementeren."

De huidige beroepsbevolking beschikt niet over de expertise om geautomatiseerde robots in te zetten en te beheren (Foto: Mecalux).

Om robots succesvol in te zetten, moeten bedrijven hun aanpak veranderen en niet langer alleen op efficiëntie focussen, maar prioriteit geven aan flexibiliteit.

Ujjwal Kumar adviseert leiders om automatisering te heroverwegen vanuit het perspectief van flexibiliteit, en niet alleen van efficiëntie. Traditionele automatiseringstools zijn ontworpen voor productieomgevingen met een hoog volume en weinig variabiliteit. Maar de huidige markt vraagt ​​om wendbaarheid.

Sociale en arbeidsgevolgen

Een veelgehoorde zorg met betrekking tot robots is hun potentieel om menselijke arbeid te vervangen. De realiteit is echter dat robots, met name collaboratieve robots, menselijke arbeid voornamelijk aanvullen in plaats van deze volledig te vervangen.

Ani Kelkar benadrukte: "Het gaat hier niet om het vervangen van mensen. Het gaat erom werk veiliger, flexibeler en zinvoller te maken; het stelt werknemers in staat zich te concentreren op taken met een hogere toegevoegde waarde. Er zijn zoveel repetitieve taken die de vaardigheden van onze medewerkers niet volledig benutten."

Door deze taken te automatiseren en tegelijkertijd te investeren in capaciteitsopbouw, wordt het personeelsbestand versterkt en voorbereid op de toekomst van de organisatie.

Volgens Deloitte Consulting zouden er in 2025 zelfs 2 miljoen nieuwe banen in de maakindustrie kunnen ontstaan. Dit weerspiegelt de trend dat robots meer banen creëren dan ze doen verdwijnen, met name in de sectoren engineering, onderhoud, programmering en systeembeheer.

Uitdagingen op de arbeidsmarkt, waaronder een vergrijzende bevolking en een afnemende interesse in fabriekswerk, stimuleren de invoering van robots.

Zo kampt de Verenigde Staten bijvoorbeeld met een tekort van 400.000 lassers, terwijl er in Europa in 2020 meer dan 200.000 vacatures in de bouwsector waren.

Robots vullen deze lacunes op door repetitieve, fysiek zware taken uit te voeren, waardoor ze waardevolle aanwinsten zijn voor zowel kleine als grote bedrijven.

Toekomstperspectieven voor nieuwe technologieën.

Robotica maakt grote vooruitgang op weg naar nieuwe doorbraken. Generatieve AI wordt in robots geïntegreerd om intelligenter en adaptiever gedrag te creëren.

Deze projecten hebben als doel "ChatGPT-momenten" te creëren voor fysieke AI, waarbij robots hun omgeving net zo natuurlijk kunnen begrijpen en ermee kunnen interageren als mensen.

Dankzij geavanceerde sensortechnologie zijn robots gevoeliger geworden voor hun omgeving.

Er worden bionische sensoren ontwikkeld die een gevoel van subtiliteit bieden dat vergelijkbaar is met dat van de menselijke huid. Vooruitgang in grijptechnologie maakt gebruik van biologische principes om een ​​hoge grijpkracht te bereiken met vrijwel geen energieverbruik.

Zwermrobotica biedt de mogelijkheid om veel kleine robots samen te laten werken aan het uitvoeren van complexe taken.

Deze aanpak biedt diverse voordelen, waaronder schaalbaarheid, veerkracht en flexibiliteit, waardoor zwermrobots een ideale keuze zijn voor zoek- en reddingsmissies, milieumonitoring, productie, landbouw en ruimteverkenning.

Bron: https://dantri.com.vn/cong-nghe/cuoc-cach-manh-robot-hop-tac-tuong-lai-cua-nha-may-thong-minh-20250905101445097.htm