Automatisering under en pandemi - Elektronikknett
process-business-ideas-technology-development-factory-1458907-pxhere.com

Automatisering under en pandemi

Fag_vignett_80x80

Hvordan innvirker COVID-19 på markedet for industriell robotikk? – I betydelig grad, mener industriekspert Jack Snyder hos ON Semiconductor.

Markedseksperter anslår at det globale industrielle automatiseringsmarkedet, spesielt robotikk, vil vokse med en sammensatt årlig vekstrate (CAGR) på omtrent 30%. Coboter (Collaborative Robots) og Autonome Mobile Roboter (AMR) er nøkkelteknologier innen automatiseringsområdet, som gjennomgår drastiske endringer.

Headshot – COVID-19-pandemien har endret hvordan robotikk spiller en rolle i industriell produksjon, påpeker Jak Snyder.

Viktigere rolle
– COVID-19-pandemien har endret hvordan robotikk spiller en rolle i industriell produksjon, påpeker Jak Snyder overfor Elektronikk. Han er spesialist på robotikk, elbil-lading og solcelleteknologi hos ON Semiconductor, og underviser i tillegg deltid ved Arizona State University. 

Mange endringer
Utviklingen kan tilskrives noen få ting, mener han. – For det første har den raske veksten i e-handel på grunn av hjemmefra-bestillinger generert en massiv restrukturering i automatiseringens rolle i produksjonen. Deretter har bransjeledere innsett at robotløsninger er nøkkelen til å opprettholde sosiale retningslinjer for distansering på fabrikkgulv. Til slutt får innovative teknologier som skybasert robotikk og desinfiserende roboter, som er relativt nye innen robotteknologi, raskt grep på grunn av pandemien. Samlet sett har COVID-19 endret markedet for industriell automatisering grunnleggende, med tanke på å omfavne fleksibilitet og belønne teknologisk innovasjon, sier Snyder.

Industriell automatisering
«Industriell Automatisering» er et paraplyuttrykk som brukes for å beskrive et system med sammenkoblede enheter som gir en mer effektiv, sikrere og kostnadseffektivere fabrikkløsning. I denne artikkelen vil Snyder ta for seg spesielt to forskjellige enheter: Samarbeidende roboter og autonome mobilroboter. Coboter hører til samme familie som den vanlige industriroboten, men er «smartere». De er fulle av sensorer for å øke omgivelses- og situasjonsbevisstheten. For eksempel bruker de fleste koboter et sonebasert system for når en person kommer nærmere enheten, og reduserer driftshastigheten proporsjonalt med avstanden personen er til roboten - når brukeren kommer nær enheten, reduserer roboten til en sikker driftshastighet.

Figure1 (27) Figur 1: Det globale markedet og ulike robottyper.

Coboter i vekst
Foreløpig har det globale cobotmarkedet en forbløffende 44% CAGR, der Europa har den største regionale andelen. Eksperter spår imidlertid at Asia-Stillehavsregionen vil ta markedet på grunn av den raske økningen i netthandel. Coboters distinkte 'arm' -funksjon tillater "plug-and-play" endeverktøy, som endrer armens funksjon og omfang.

Mobile roboter
På den annen side ser mobile roboter en 16% CAGR med APAC som det største segmentet. AMR har et bredt utvalg av applikasjoner som spenner fra "slepe-" paller til lagerstyring. Den største markedstransformasjonen blant begge enhetene har endret seg fra et maskinvarebasert salg til en tjenestebasert industri. Under navnet «Robots as a Service» (RaaS) tillater automatiseringsprodusenter forbrukerne å leie roboter i en periode. RaaS-brukere har ingen forpliktelser. Leietakere kan velge å beholde maskinene ukentlig, månedlig eller årlig. Alt vedlikehold, oppgraderinger og infrastruktur-
endringer dekkes av produsenten via leieavtalen. RaaS reduserer den høye førstegangsinvesteringen som kreves for å integrere robotteknologi i et nytt anlegg og reduserer ROI-tiden (Return on Investment). RaaS ble implementert for å fjerne den økonomiske barrieren for små og mellomstore bedrifter (SMB) når de kjøpte roboter til sine produksjonslinjer. RaaS har raskt fått grep de siste årene.

Omstrukturering
I det videre vil vi diskutere hvordan COVID omstrukturerte markedet for industriell automatisering med hensyn til robotikk. Spesielt vil vi se på fire hovedområder (1) Skybasert robotikk, (2) Betydningen av økende e-handel, (3) Sosial distansering med roboter, og (4) Desinfiserende roboter.

Utvikling mot skybasert robotikk
Fremveksten av skyprosessering i robotikk er ikke helt ny. Dusinvis av store firmaer har utviklet sine egne unike skybaserte systemer siden 2010. Skyprosessering, skylagring og annen internetteknologi har satt seg i markedet for mobilrobotikk. Teknologien og markedets etterspørsel etter sky-robotikk er til stede. Som et eksempel, konstruerer en kartleggingsprogramvare kalt Simultaneous Localization and Mapping, også kjent som SLAM, et kart over et ukjent miljø og holder samtidig rede på robotens egen plassering. Utviklere har koblet SLAM-teknologi, skyinfrastruktur og mobile roboter for den ultimate løsningen: Skybasert mobil robotikk. De ubegrensede mulighetene for skylagring tillater at AMRer enkelt kan avlaste oppgaver for å minimere kravene om bord; og dermed maksimere effektiviteten og strømforbruket på den batteridrevne enheten.

I frontlinjen
AMR har vært, og er fortsatt, i frontlinjen av robotmarkedet gjennom hele pandemien. Mobile roboter er en infrastrukturfri lagerløsning som passer for de fleste produksjonsapplikasjoner. I nyere tid kan selskaper som distribuerer disse robotene enkelt følge retningslinjene for sosial distansering, ettersom roboter eliminerer kontakt fra person til person på fabrikkgulv. Produsenter har også supplert arbeidsstyrken med AMR når pålitelig arbeidskraft er knapp.

Figure2 (17) Figur 2: Høynivå blokkdiagram for skyserver med komponenter fra ON Semiconductor uthevet i grønt.

Mer skybasert
Konfrontert med å skulle håndtere de stadig skiftende utfordringene relatert til COVID-19, har industriledere også tatt i bruk skybasert distribusjon for sine firmaer. Selv om ekstern distribusjon er veldig nytt på markedet, er det den foretrukne leveringsmetoden for de fleste forbrukere i dagens klima. Produksjonssteder over hele verden er blitt transformert på grunn av pandemien med ett felles tema: Ingen besøkende på stedet tillatt. Før pandemien var installasjonen en intens prosess som involverte en rekke logistiske bøyger for begge involverte parter. Siden AMRer virkelig er infrastrukturfrie, kan kunder nå pakke opp roboter under veiledning av representanter via Skype. Alle nødvendige installasjonsfiler og anbefalte innstillinger er tilgjengelige via skyen; og gjør således distribusjonsprosessen enklere enn noensinne.

Enkel omkonfigurering
Dette er bare ett eksempel på hvordan pandemien fremhever behovet for fleksibilitet i markedet. I nyere tid krever forbrukerne fleksibilitet på produksjonsgulvet for å maksimere effektiviteten. For å imøtekomme dette gjør skybaserte systemer omkonfigurering til en lek. Kunder har muligheten til å gjøre om eller konfigurere disse robotene på nytt slik at de passer til flere forskjellige applikasjoner gjennom dagen. Motstandere av ekstern distribusjon var skeptiske i begynnelsen; Imidlertid ser kundene ut til å elske fleksibiliteten skybasert distribusjon bringer til torgs.

Smarte fabrikker
Andre robotprodusenter har understreket viktigheten av "smarte fabrikker" de siste månedene. Spesielt har skybasert vedlikehold og overvåking også funnet veien til rampelyset. Disse applikasjonene, som ofte selges med enheten, overvåker kontinuerlig hver robots mekaniske vedlikehold- og prosesshelse i sanntid. Skybaserte helsekontroller reduserer nedetid og øker fabrikkeffektiviteten. Kunder kan se helsen til roboten deres i sanntid, for nøyaktig å diagnostisere og løse problemer før de blir problematiske. Alle er praktisk konfigurert på ett dashbord og kan til og med nås via en smarttelefon! Videre vil en håndfull skybasert overvåkingsprogramvare kartlegge hele produksjonshistorikken til roboten. Programvaren vil da gi produksjonsfeil og optimaliseringstips til brukeren via en smarttelefonapp, nettleser eller datamaskin-app.

Fremskyndet av Covid-19
Alt i alt så transformerer automatiseringssfæren den moderne fabrikken. COVID-19 har fremskyndet denne prosessen. Kunder og produsenter ser plutselig bevegelser mot smarte fabrikker som muliggjør høyere effektivitet til lavere kostnader. Videre kan skybaserte systemer utfylle selv de strengeste retningslinjene for sosial distansering med ekstern tilgang og oppsett. Etter hvert som disse nye teknologiene og prosessene tar tak i bransjen, gir ON Semiconductor automatiseringsleverandører tilgang til den nyeste teknologien innen robotikk og skyprosessering. FETs for skyprosessering fra ON Semiconductor utfyller dagens markedstrender ved å utstyre teknologiledere til å takle utfordringer som COVID-19 medfører.

Salg via e-handel til himmels
Etter hvert som e-handel blir en mer integrert del av livet vårt, hva vil det bety for virksomheten? I 2019 utgjorde e-handel omtrent 16% av alt globalt salg. Produksjonsgiganter har integrert robotikk i automatiseringsplanene sine i flere tiår for å holde tritt med den jevnt økende etterspørselen. Imidlertid var ingen selskaper forberedt på en dramatisk økning i nettsalg på grunn av COVID. Ifølge IAM Robotics viste «Salgsdata fra omtrent 10 000 forhandlere at salg av e-handel for uken 26. mai til 1. juni 2020 var omtrent 40% høyere enn referanseuken før pandemien, 24. februar til 1. mars 2020.» Eksperter ser en utflating i vekstkurven; men de forventer ikke at enkeltpersoner går tilbake til kjøpemønstrene før pandemien. Fabrikkene ser en enorm etterspørsel kombinert med strenge retningslinjer for sosial distansering. For å kompensere for disse utfordringene integrerer selskaper roboter i infrastrukturen. Heldigvis er roboter iboende immun mot biologiske virus og trenger derfor ikke å overholde regler for sosial distansering.

Kortsiktige løsninger vs robotikk
Økningen i netthandelssalget utfordret de fleste bedrifter, store og små. På kort sikt måtte bedriftene endre planene for å overleve. Bedrifter innførte kortsiktige løsninger: oppfiksing av forsyningskjeden, justering av produksjonsprosesser og overgang til eksterne arbeidsmiljøer. Imidlertid er det virksomhetene som utnytter endringer i markedet som vil dukke opp som markedsledere etter pandemien. Flere og flere selskaper adopterer robotikk i sine fabrikker som et resultat av COVID. De er her for å bli. I en undersøkelse tilrettelagt av Automatica i begynnelsen av 2020, sier 80% av industrielle beslutningstakere at de tre viktigste fordelene med robotikk er:

  • Ansatte slipper farlige oppgaver;
  • Produksjonen kan med roboter raskt omstilles til nye oppgaver;
  • Produksjonskostnadene kan reduseres.

Og, ifølge den samme undersøkelsen ser selskapene ut til å omfavne automatisering på arbeidsplassen:

  • 84 prosent av beslutningstagerne forventer mer robotautomatisering i tyske SMB;
  • 77 prosent av beslutningstagerne er avhengig av et mobile roboter kan endre produksjonen raskt; og
  • 76 prosent av ansatte i SMB ønsker opplæring i robotikk.

Ønsket overgang
Ut fra resultatene ovenfor omfavner bransjen åpenbart overgangen mot automatisert produksjon. ON Semiconductor omfavner endringen også. ON Semiconductor tilbyr en komplett portefølje av intelligente kraftmoduler (IPMer) for å imøtekomme enhver industriell applikasjon. ON Semiconductors IPM-portefølje utvides fra 50W til 7,5kW og dekker et bredt spenningsnivå. Dette oppnås med en rekke forskjellige pakkestørrelser og teknologier. I tillegg til IPMer, introduserte ON Semiconductor nylig Transfer-Molded Power Integrated Modules (TM-PIM). Sammenlignet med bransjens gelfylte moduler har TM-PIM høyere effektivitet, 3x effektsykling, 10x temperatursykling, noe som resulterer i høy holdbarhet og markedsledende pålitelighet. ON Semiconductors TM-PIM er rangert til 1200 V, og spenner fra 25 A til 50 A med såkalt Converter - Inverter - Brake (CIB) og termisk forbedrete alternativer tilgjengelig som opsjoner. TM-PIM passer perfekt for samarbeidende roboter på grunn av kompakt størrelse, høy pålitelighet og økte sikkerhetsfunksjoner. Sjekk ut den siste delen her.

Figure3 (12) Figur 3: Høynivå blokkdiagram over motordriver for samarbeidende robot, med intelligent kraftmodul (IPM). Komponenter fra ON Semiconductor merket med grønt.

Sosial distanse med roboter
Samarbeidende- og mobile roboter har havnet i en nisje med løsninger i COVID-verktøykassen. Roboter kan åpne for at sosiale distanseringstiltak oppfylles på fabrikkgulv. Før COVID installerte små- og mellomstore bedrifter (SMB) roboter for å kompensere for produksjonskostnadene og skape et tryggere arbeidsmiljø. Nå har de en ekstra fordel - avstand. Produksjonssektoren merker at avstanden mellom arbeidere på produksjonslinjer IKKE følger retningslinjene for sosial distansering som er angitt av helsemyndigheter. For eksempel kan bedrifter optimalisere produksjonslinjer samtidig som de følger retningslinjene for sosial distansering ved å integrere samarbeidende roboter i prosessene. Videre kan disse robotene konfigureres på nytt for å fremskynde varer med høy etterspørsel, som respiratorer, personlig verneutstyr og legemidler. Coboter gjør det mulig for produsenter å imøtekomme kravene fra sine forbrukere, samtidig som de legger til rette for et trygt arbeidsmiljø for sine ansatte.

Figure4 (9) Figur 4: Høynivå blokkdiagram over autonom mobil robot, med komponenter fra ON Semiconductor uthevet i grønt.

Færre berøringspunkter
Fabrikksjefene blir nå konfrontert med en ny oppgave, med hensyn til å desinfisere overflater som ofte berøres. Samtidig blir de tvunget til å levere produkter i enda høyere hastighet. Dette har fått bransjeledere til å tenke nytt rundt hvordan de håndterer infrastrukturen. Eksperter erfarer at robotisert vareplukking muliggjør færre berøringspunkter. Automatiserte lagrings- og hentesystemer (AS/RS) har blitt identifisert som en av de raskest voksende automatiseringsstrategiene for det kommende tiåret. AS/RS er et lagerstyringsskjema som er designet for å bufre, lagre og hente produkter på lager. Denne formen for lagerstyring gir arbeidsbesparelser, men når den er integrert med AMR, elimineres områder med høy berøring. En enkelt varekasse som brukes på fabrikkgulv kan håndteres opptil femten ganger om dagen. Mobile robotløsninger er nøkkelen til å eliminere områder med høy berøring på produksjonsgulv. Selv om COVID ikke nødvendigvis driver AS/RS og AMR-integrering, er forbedret hygiene alltid en ekstra fordel.

Svitsjeteknologi
ON Semiconductor har gjort det mulig for produsenter å lykkes med å innovere sine områder gjennom flere tiår. De tilbyr et bredt utvalg av den ultimate svitsjeteknologi for industrielle løsninger. Trench 6-generasjonen av mellomstore MOSFETer er en nøkkelteknologi i autonome mobile roboter. ONs kraftløsninger legger til rette for klassens beste svitsjetid, ultra-lave effekttap, og tilbys i et utvalg av kompakte pakker. I tillegg lager ON Semiconductor fullt kundetilpassbare løsninger med et utvalg av IC-alternativer å velge mellom. AMR er vanligvis utstyrt med høyt integrerte brikker med flere beskyttelsesteknikker, inkludert overspenning, overstrøm, overtemperatur, kortslutning, steiling og underspenning. Klikk her for mer informasjon om ON Semiconductors MOSFET.

Desinfiserende roboter
Robotikk har spilt en meget viktig rolle i kampen mot COVID. Som nevnt ovenfor brukes coboter for å fremskynde produksjonen av respiratorer for intensivavdelinger i frontlinjen. Samtidig kryper autonome mobile roboter inn i rampelyset med «desinfiserende roboter.» Disse AMRene er ofte utstyrt med UV-lys eller desinfiserende spray for å desinfisere et gitt område. Roboten kan manøvrere seg rundt de fleste hindringer og kan desinfisere rundt 99,99% av virus som forårsaker COVID-19 på mindre enn fem minutter. For eksempel har et San Diego County-basert sykehus nylig lagt til to nye roboter i deres forvaringsteam. Robotene desinfiserer totalt 30 områder og kan desinfisere et operasjonsrom på 12 minutter (tar en arbeider 90 minutter). Roboter som dette har vært veldig etterspurt siden februar. Robotprodusentens salg er opp 600% fra i fjor. I tillegg øker UV-lysleverandørenes salg med 700%. Universiteter over hele USA har også utviklet AMRer som kan åpne skuffer og desinfisere små rom som kontorer og laboratorier. Bruk av AMR som desinfiseringsmiddel understreker trenden man har sett mot automatisering siden begynnelsen av pandemien.

Innovasjon og fleksibilitet
Alt i alt har COVID-19 endret det industrielle automatiseringsmarkedet med hensyn til å fremelske teknologisk innovasjon og fleksibilitet. Roboter har utviklet en viktig rolle i å redusere risikofaktorer som produsenter møter midt i COVID-19-pandemien. AMR reduserer hyppig berørte områder på fabrikkgulv, og gir desinfiseringstjenester til viktige områder som laboratorier, flyplasser og skoler. Videre gir samarbeidende roboter utfyllende arbeidskraft på produksjonslinjer for å muliggjøre riktig sosial distansering, samtidig som effektiviteten øker for å kunne holde tritt med rekordhøye salgstall på nettet. I tillegg sikrer industrielle automatiseringsteknikker kritiske forsyningskjeder for produkter som personlig verneutstyr, respiratorer og viktige legemidler.

Coboter kan til og med støtte hurtigtestsentere for COVID-19 for å redusere tidsforbruket per test. Dermed reduseres den totale behandlingstiden på COVID-19-tester. Robotprodusenter har klart å overleve gjennom hele denne pandemien ved å tilpasse seg det teknologiske, økonomiske og sosiale presset som pandemien påfører. Det er selskapene som utnytter disse endringene som vil fremstå som markedsledere. ON Semiconductor støtter bølgen av automatisering og åpner for mange innovatører med fullt tilpassbare kraft-, sensor- og avanserte løsninger for alle robotapplikasjoner.

Kommentarer