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".

Samenwerkende robots: een nieuwe hefboom voor productie-efficiëntie

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

Geen gigantische robots opgesloten in glazen kooien zoals voorheen, maar intelligente robot-"collega's" die veilig en effectief naast mensen kunnen werken. Dit is geen sciencefiction meer, maar een realiteit die zich voor onze ogen afspeelt.

Volgens het laatste rapport van McKinsey & Company heeft de wereldwijde markt voor industriële robots een recordwaarde van $ 16,5 miljard bereikt in nieuwe installaties, met meer dan 4,28 miljoen robots die in fabrieken over de hele wereld operationeel zijn.

Dit cijfer weerspiegelt niet alleen de sterke groei van de sector, maar luidt ook een nieuw tijdperk in waarin robots niet langer een luxe-oplossing zijn die alleen is voorbehouden aan grote bedrijven.

Het grootste verschil tussen de huidige generatie robots en eerdere generaties is het vermogen om met mensen te 'samenwerken'.

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

De markt voor collaboratieve robots groeit met een indrukwekkende snelheid. Van $ 2,14 miljard in 2024 zal de markt naar verwachting $ 11,64 miljard bereiken in 2030, wat neerkomt op een samengestelde jaarlijkse groei (CAGR) van maar liefst 31,6%.

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

Van pilot tot volledige schaal

Een van de grootste uitdagingen voor bedrijven is niet het inzetten van pilotrobots, maar het opschalen van de applicatie.

Volgens een onderzoek van McKinsey gaf ongeveer 40% van de leidinggevenden aan dat hun robotica-pilotprojecten interessant waren en veel belangstelling trokken in de maakindustrie, maar dat de daadwerkelijke waarde voor de onderneming onduidelijk was.

De markt voor collaboratieve robots groeit indrukwekkend snel (Foto: Genedge).

Dit betekent niet dat robots niet effectief zijn, maar eerder dat de aanpak een van de belangrijkste factoren is. In plaats van robots te zien als een hulpmiddel om te kopen en te gebruiken, moeten bedrijven nadenken over het opbouwen van algehele automatiseringsmogelijkheden. Dit is een belangrijke mentaliteitsverandering van investeren in apparatuur naar het ontwikkelen van operationele mogelijkheden.

"Het grote verschil is dat traditionele automatisering een one-size-fits-all-oplossing is die op maat is gemaakt voor één toepassing", zegt Ujjwal Kumar van Teradyne Robotics. "De nieuwe generatie AI-gestuurde robots heeft standaardproducten die een breed scala aan toepassingen bestrijken. Je kunt ze via software en enkele end-to-end toolingverschillen in meerdere toepassingen inzetten."

Dit betekent dat Universal Robots, in plaats van de 100.000 verschillende configuraties die voorheen nodig waren, nu nog maar 6 configuraties nodig heeft om wereldwijd 100.000 installaties van collaboratieve robots te bedienen.

Dit is de sleutel tot het drastisch verlagen van de totale eigendomskosten van de nieuwe generatie automatisering.

AI - De ziel van de nieuwe generatie robots

De trend om kunstmatige intelligentie (AI) in robots te integreren, wordt steeds sterker. Door gebruik te maken van verschillende AI-technologieën kunnen robots diverse taken efficiënter uitvoeren.

Analytische AI ​​stelt robots in staat om grote hoeveelheden data te verwerken en analyseren die door hun sensoren worden verzameld. Dit helpt bij het beheersen van variabiliteit en onvoorspelbaarheid in buitenomgevingen, productie met een hoge mix en een laag volume en openbare ruimtes.

Robots die zijn uitgerust met computer vision-systemen analyseren bijvoorbeeld eerdere taken om patronen te identificeren en hun werkzaamheden te optimaliseren voor een hogere nauwkeurigheid en snelheid.

Computer vision-systemen spelen een belangrijke rol bij de productie van robots (Foto: New Ocean).

Robot- en chipfabrikanten investeren recentelijk 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 werken op basis van ervaring in plaats van rigide programmering.

"Onze visie is om veelzijdige robots te creëren die overal kunnen komen waar mensen ook kunnen komen en die hun omgeving in harmonie kunnen begrijpen en manipuleren", legt Marc Theermann van Boston Dynamics uit.

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

De volgende twee uitdagingen die ze proberen aan te pakken, zijn semantisch begrip en manipulatie. Daar besteden ze het grootste deel van hun tijd aan.

Dit zijn de basisbouwstenen voor de enorme schaal waarop dit soort robots ontwikkeld worden.

Technologie die het verschil maakt

Een andere belangrijke doorbraak op het gebied van robotica is de Digital Twin-technologie.

Digitale tweelingen zijn virtuele replica's van fysieke systemen die hun fysieke tegenhangers in realtime spiegelen. Deze modellen gebruiken data van sensoren en machines om het gedrag en de prestaties van hun fysieke tegenhangers te simuleren.

Door een gedetailleerde digitale weergave te bieden, maken Digital Twins continue monitoring, analyse en optimalisatie mogelijk van de systemen die ze repliceren. Deze technologie is bijzonder waardevol bij het beperken van de risico's van robotimplementaties.

Zoals Ujjwal Kumar opmerkt: "Met een Digital Twin verdwijnen sommige van de risico's waar je het over hebt. Nu kun je een nieuw geautomatiseerd systeem in een virtuele wereld implementeren, testen, perfectioneren en vervolgens vanuit diezelfde Digital Twin de code downloaden naar de productieomgeving."

Een Digital Twin is een virtuele replica van fysieke systemen die in real time een weerspiegeling is van hun echte tegenhangers (Foto: Future).

Dit stelt bedrijven in staat om productiesystemen te simuleren en te optimaliseren met behulp van Digital Twin voordat ze daadwerkelijk investeren. Bedrijven kunnen een terugverdientijd van één tot drie jaar verwachten en het integratierisico met bestaande IT- en OT-systemen minimaliseren, waardoor de implementatie van robotica soepeler verloopt.

Een groeiende trend binnen robotica die dit jaar en in de toekomst zal doorzetten, is de ontwikkeling van mobiele manipulatoren, beter bekend als MoMa.

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

MoMa beschikt over een autonome mobiele robot (AMR) die is geïntegreerd met een robotarm die is uitgerust met de juiste gereedschappen.

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

Deze mobiliteit vergroot niet alleen de actieradius van de robots, maar zorgt er ook voor dat ze zich kunnen aanpassen aan veranderende fabrieksindelingen en kunnen voldoen aan de behoeften van flexibele, mobiele productie.

MoMa is niet langer gebonden aan één locatie, maar kan flexibel worden ingezet op basis van de werkbehoeften. Zo wordt het gebruik van middelen geoptimaliseerd en de algehele efficiëntie verbeterd.

Een van de grootste barrières voor de invoering van robotica is altijd de hoge initiële investeringskosten geweest, vooral voor kleine en middelgrote bedrijven (foto: ITG Technology).

Een van de grootste barrières voor de invoering van robotica zijn altijd de hoge initiële investeringskosten geweest, vooral voor kleine en middelgrote bedrijven.

Robot as a Service (RaaS) verandert dit doordat bedrijven robots kunnen inzetten op basis van een abonnement of huurmodel in plaats van ze meteen te kopen.

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

RaaS helpt bedrijven om de lokale productie op te schalen zonder grote kapitaalrisico's, waardoor fabrikanten die dicht bij huis produceren, hun productie dichter bij hun consumentenmarkten kunnen verplaatsen zonder dat dit ten koste gaat van de kostenefficiëntie.

Uitdagingen en kansen voor de toekomst

Ondanks de positieve vooruitzichten staat de robotica-industrie nog steeds voor aanzienlijke uitdagingen. Een van de grootste belemmeringen is de vaardigheidskloof op de huidige arbeidsmarkt.

De huidige beroepsbevolking mist de expertise om autonome robots in te zetten en te beheren. Hoewel dit heeft geleid tot een tekort aan arbeidskrachten, is een manier om dit aan te pakken het toegankelijker maken van robots via gerichte opleidings- en trainingsprogramma's om werknemers de juiste vaardigheden bij te brengen.

De technologische vooruitgang heeft de huidige onderwijs- en opleidingskaders overtroffen. Werknemers zijn vaak niet voorbereid op het werken met moderne robotsystemen, van programmering tot onderhoud.

Dit onevenwicht 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, moeten onderwijsprogramma's worden geactualiseerd en moet er aandacht worden besteed aan geavanceerde robotica en automatiseringstechnologieën.

Partnerschappen binnen de sector kunnen praktijkgerichte training en praktijkervaring bieden via stages en leerlingplaatsen. Zoals Ani Kelkar van McKinsey opmerkt: "Toen we leidinggevenden ondervroegen over belemmeringen, gaf 61% aan dat een van de belangrijkste belemmeringen was dat, zelfs als ze een goed businessplan hadden, ze simpelweg niet de interne capaciteit hadden om het uit te voeren."

Het huidige personeelsbestand beschikt niet over de expertise om autonome robots in te zetten en te beheren (Foto: Mecalux).

Om robots succesvol in te zetten, moeten bedrijven hun aanpak verleggen van het focussen op pure efficiëntie naar het prioriteren van flexibiliteit.

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

Sociale en arbeidsgerelateerde gevolgen

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

"Het gaat er niet om mensen te vervangen", benadrukt Ani Kelkar. "Het gaat erom werk veiliger, flexibeler en zinvoller te maken; het geeft werknemers de ruimte om zich te concentreren op taken met een hogere waarde. Er zijn veel repetitieve taken die de vaardigheden van onze werknemers niet ten volle benutten."

Door deze taken te automatiseren en tegelijkertijd te investeren in capaciteitsopbouw, kunt u het personeelsbestand versterken en bent u voorbereid op de toekomst van uw werkzaamheden.

Volgens Deloitte Consulting zouden er tegen 2025 wel eens 2 miljoen nieuwe banen in de productiesector kunnen ontstaan. Dit is in lijn met de trend dat robots meer banen creëren dan ze doen verdwijnen, vooral in de sectoren techniek, onderhoud, programmering en systeembeheer.

Uitdagingen op de arbeidsmarkt, zoals de vergrijzing en afnemende interesse in fabrieksbanen, zorgen ervoor dat robots steeds populairder worden.

Zo kampen de Verenigde Staten 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 leemtes op door repetitieve, arbeidsintensieve taken uit te voeren. Hierdoor zijn ze een waardevolle aanwinst voor zowel kleine als grote bedrijven.

Nieuwe technologische vooruitzichten in de toekomst

Roboticatechnologie beweegt zich richting nieuwe doorbraken. Generatieve AI wordt in robots geïntegreerd om intelligenter en adaptiever gedrag te creëren.

Deze projecten hebben als doel een ‘ChatGPT-moment’ te creëren voor fysieke AI, waarbij robots hun omgeving net zo natuurlijk kunnen begrijpen en ermee kunnen interacteren als mensen.

Geavanceerde sensortechnologie maakt robots gevoeliger voor hun omgeving.

Er worden bionische sensoren ontwikkeld die net zo gevoelig zijn als de menselijke huid. Vooruitgang in grijptechnologie maakt gebruik van biologie om een ​​hoge grijpkracht te bereiken met vrijwel geen energieverbruik.

Zwermrobotica biedt de mogelijkheid om veel kleine robots in te zetten die samenwerken om complexe taken uit te voeren.

Deze aanpak biedt diverse voordelen, waaronder schaalbaarheid, veerkracht en flexibiliteit. Hierdoor zijn zwermrobotica een ideale keuze voor zoek- en reddingsmissies, milieubewaking, productie, landbouw en ruimteverkenning.

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