België is – volgens de statistieken – reeds jaren een land met een hoge robotpopulatie. Dat komt omdat we verschillende auto-assemblagefabrieken hadden. Nu is de volgende generatie robots op komst en deze mechanische helpers zullen dienst doen als collega bij de KMO om de hoek.
In de Belgische ‘robot’-statistieken staan de geleverde units genoteerd vanaf 1960, waarbij aan robots een ‘werkende’ lifetime van 12 tot 15 jaar wordt toegekend. Dit heeft niets met de tewerkstelling van robots in KMO’s te maken. Deze is momenteel vrij beperkt. Toch is de KMO volgens alle recente economische studies dé toekomstige robotgroeimarkt.
De industriële robot zoals wij die nu kennen, is hier echter voor ongeschikt. De nieuwe generatie ‘intuïtief inzetbare’ robots komt er aan. Over deze toekomstvisie een gesprek met prof. dr. ir. Bram Vanderborght, Robotics & Multibody Mechanics Research Group van de Vrije Universiteit Brussel.
Waarom zijn de KMO’s de belangrijke groeimarkt van de toekomst?
Bram Vanderborght: ‘Volgens Eurostat 25/04/2009 vormen de KMO’s en microbedrijven 99,8 procent van de 20,2 miljoen EU niet-financiële bedrijven. KMO’s bieden ook 67 procent van alle niet-financiële jobs aan en 58 procent van de totale added value. En hun tewerkstelling groeit: in de periode 2004 tot 2006 met 5 procent, terwijl in de grote bedrijven het personeel in dezelfde periode daalde met 3 procent. Microbedrijven (18,5 miljoen stuks) stellen minder dan 10 personen te werk, maar zijn niet onbelangrijk, want dankzij de inzet van technologie en automatisering verzetten ze dikwijls toch heel wat productie.’
‘Ook in de kleine bedrijven staat en valt alles met de productiviteit van de arbeid. De productiviteit in productie zou – volgens Eurostat – in de grote bedrijven 50 procent hoger liggen dan in KMO’s. Dus in de KMO moet ze omhoog. Wel met de moeilijkheidsgraad dat doorgedreven automatisering niet evident is, gezien flexibiliteit hun specialiteit en overleving is. Programma’s zoals ‘Make different’ van Sirris en Agoria trachten KMO’s bewust te maken dat ze aan de integratie van automatisering – onder meer door robotica – in hun flexibele werkplaatsen moéten werken.’
Wat houdt dan KMO’s tegen om robots te plaatsen?
‘In massaproductielijnen – zoals in de autoassemblage – geven robots de flexibiliteit om aan klantwensen aangepaste versies te realiseren. Voor de productie van kleine aantallen en ‘unieke’ onderdelen – de niche van de KMO’s – wordt de robot echter nog steeds als te inflexibel en te duur ervaren. Behalve voor specifieke niches zoals lassen of paletiseren. Ook hebben de configureerbare robotoplossingen van RoboJob voor het beladen van CNC-draaibanken gezorgd voor honderden robots in metaalverwerkende KMO’s.’
‘Het blijven echter uitzonderingen. Ook al is de robot – de mechanische arm met zijn aandrijvingen en de sturing – betaalbaar geworden. Maar elke robotapplicatie vergt het schrijven van complexe software. Elke verandering aan het werkstuk – zelfs details – vergt tijdrovende programmatie. Programmatie waarvoor KMO’s de mensen niet in huis hebben. En dan zit men met ‘rigide’ lijnen waarbij de locatie van het werkstuk steeds exact dezelfde moet zijn, waarbij de inklemming van elk werkstuk maatwerk is, ... waarbij rond de robot een veiligheidshekwerk moet staan ... Er zijn wel evoluties – zoals het off-line programmeren – die tegemoet komen aan de verzuchting van minder productiestilstanden bij éénstukproductie. Maar voor de KMO blijft de drempel hoog: robotautomatisering vergt een specialisme en investeringen die ze vandaag niet aandurven.’
Is het dan wishfull thinking dat de robotisering in KMO’s er snel komt of gaat men ze betalen met jobverlies?
‘Integendeel. KMO’s voelen de druk op de kosten. Ze weten ook dat lagere tewerkstelling quasi niet meer mogelijk is. Hun structuur is dikwijls niet bij machte om zomaar elders te gaan produceren. En technische medewerkers zijn duur en moeilijk te vinden. Ze moéten de richting van robotisering in.’
‘Al zullen KMO’s pas robottoepassing zien zitten vanaf het ogenblik dat men deze intuïtief taken kan aanleren, vanaf dat ze een smart-gedrag ‘in real time’ vertonen. Vanaf dat ze veilig kunnen samenwerken met mensen en zich flexibel ‘aanpassen’ aan deze menselijke co-worker. Dan kunnen ze – door het ergonomischer maken van de werkpost – een drastische efficiëntieverhoging van elke productiemedewerker realiseren. ‘Smart collaborative robots’ zal een boost geven aan de robotmarkt. Men spreekt over een markt tegen 2020 van 1 miljard dollar.’
‘De robotindustrie speelt in op deze ‘potentiële’ markt. Ze is – via enorme researchinspanningen – aan een volledige transitie begonnen. De push komt in de EU vanuit de SPARC-projecten. Waar de vroegere EU-programma’s vooral ‘excellent science’ nastreefden is in Horizon 2020 de focus verschoven naar het ontwikkelen van oplossingen voor de Europese industrieel-maatschappelijke vraagstukken. Hierbij gelooft men sterk in de toekomstige impact van robotica en in het onuitgebaat potentieel dat zit in het laten samenwerken van mens en robot waarbij beide sterktes worden gecombineerd.’
‘En er is China, wat alle robotconstructeurs, ook deze uit het Oosten, over de streep heeft getrokken. Daar start een robotisatiewedloop want arbeid wordt er duurder. De bevolking wordt ouder en eist meer ergonomie. Zij zijn dé toekomstmarkt, voor de huidige, maar ook voor de automatische co-arbeiders die een ‘smart transition’ van manuele naar automatische productie zou toelaten.’
Wat wordt dan de toekomstige smart robot?
‘In de nieuwe roboteisen is prioritair: goedkope automatisering die ongestructureerd jobs aankan. De handigheid – de ‘intelligente sensoring’ – mag van de mens blijven komen, maar de robot moet de onergonomische en repetitieve taken overnemen. We spreken dus over veilige hybride mens-robot werkplaatsen. Maar ook ‘betaalbare’ werkplaatsen zonder dure afschermingen, beveiligingen, beveiliginssoftware. Goedkoop betekent ook dat de programmeerkost per werkstuk (bijna) zero moet zijn. En een installatie moet ‘mobiel’ zijn: ze moet niet rondwandelen, maar gemakkelijk te verplaatsen, te installeren en op te starten zijn.’
‘Vandaag is de industriële robot een ‘vrij programmeerbare mechanische arm’ waarbij de ‘intelligentie’ dient om de ‘gewenste’ posities (vooral repetitief) correct te bereiken. De nieuwe generatie – vandaag reeds het schuchtere aanbod van alle grote robotfabrikanten – moet veel meer ‘intelligentie’ (dus basisintelligentie) bevatten. De robotcontroller zal zeer intelligent moeten worden en er komt een markt voor ‘apps’ op de robotsturing om bedrijven en KMO’s te helpen bij het realiseren van ‘hun’ specifieke hybride ‘robot-mens’ productielijn.’
Is dat niet onrealistisch en onbetaalbaar voor robots?
‘Men is zich er misschien weinig van bewust, maar we zitten in een wereld waar gigantisch veel software wordt gerealiseerd. De eigenschappen (en de prijs) van een apparaat wordt niet meer bepaald door de mechanische opbouw, maar is in functie van de ingebedde ‘intelligentie’-software.’
‘Software is de booming business voor de jongeren. En dus moeten ICT en ‘leren programmeren’ dominante eindtermen in de jongerenopleidingen worden. We moeten naar een hype van hippe ICT-hobbyclubs, een uitbouw van initiatieven zoals Coderdojo, RoboCup Junior, FabLabs ... Mensen van niveau moeten – zoals nu met de muziek- en balletschool – het gevoel krijgen dat hun kinderen daar niet kunnen wegblijven. We moeten naar ICT/robot-competities met dezelfde media-impact als vandaag de voetbalcompetitie. Want anders verliezen we de volledige industriële markt aan de ‘ICT-sterke landen’ zoals China, het Verre Oosten, Oost-Europa ... ‘
‘Men mag aannemen dat de industriële robot eenzelfde evolutie zal kennen zoals deze die er is geweest voor de computer. De computers van de jaren 1960-’70 hadden wat rekencapaciteit en het ganse programma waren ponskaarten, het resultaat een listing. Programmeren vergde specialisten en veel tijd. De PC met zijn basisprogrammatuur (tekstverwerker, rekenpakketten, CAD, ...) verhoogde de efficiëntie van de ‘administratieve’ taken zonder dat de gebruiker iets moest kennen van programmeren. Voor sommige toepassingen was er nog heel wat kennis of ‘configureren’ nodig. Vandaag hebben we internet, iPhone met apps die ons de weg wijzen, voor bankverrichtingen, die ons in een virtuele wereld brengen ... We kunnen ze intuïtief gebruiken zonder enige programmeerkennis, zonder zelfs het handboek te raadplegen. Een woordje uitleg en we zijn gestart.’
‘Dat realiseren vergde jarenlange ICT-ontwikkeling in enorm intelligente toestellen en jaren programmeerwerk. Maar de verkochte aantallen maken dat dit titanenwerk een bijna te verwaarlozen deel is van de kostprijs van zulke toestellen. Meer nog: in de rand is er een activiteitenbooming geweest en is men nog bezig om allerhande apps te ontwikkelen. Elke dag komen er duizenden bij. Vandaag zien we de ‘geboorte’ van de nieuwe industriële co-operatieve robot.’
Is er wel een rol voor België en haar KMO’s in deze nieuwe industriële wedloop?
‘Ik denk dat robotisering de enige mogelijkheid is om maatschappelijke uitdagingen zoals de verouderende bevolking, het behoud van maakindustrie in Belgie, het verhogen van de productiviteit ... te counteren. De robottechnologie is de enige manier voor de Belgische KMO’s om Factories of the Future te worden.’
‘Maar Belgische KMO’s zouden robots en hun add-on’s (sensoren, specifieke toepassingsdomeinen via integratorspecialismen of apps) zelf ook als Products of the Future moeten zien. We hebben reeds technologieleveranciers zoals Softkinetic en Melexis voor sensoren of robotintegratoren zoals Robosoft voor het beladen van CNC-machines in KMO’s. En hopelijk springen er KMO’s op ons onderzoekswerk rond exoskeletons en ander researchwerk die vandaag horizonten verleggen. De markt van de robots in 2025 wordt door McKinsey geschat tussen 1,7 en 4,5 triljoen dollar. Dat is te groot om daar niet een stuk van mee te nemen, zowel in hardware als software.’
‘Maar we staan nog maar aan het begin van deze evolutie: de eerste nieuwe ‘coworker-robots’ worden door de robotfabrikanten gelanceerd. Maar het is nog onduidelijk wat de exacte applicaties van morgen gaan zijn. Er is daarom nog heel wat risico aan implementaties verbonden en dat moet met toepassingsgericht onderzoek worden overwonnen.’
‘Daarom is de triple helix tussen industrie, overheid en universiteiten belangrijk. Dat is wat we in ons IWT/Innoviris Claxon project – een toepassing bij Audi Brussel – doen: tools ontwikkelen voor een mens-robot samenwerking. Dergelijke projecten – die ook in de budgetmogelijkheden van KMO’s liggen – bijten de spits af richting smart production. En wie als eerste expertise heeft, heeft kansen in de markt van de robot-apps, van nieuwe sensoren ... Dus ook KMO’s moeten wakker liggen van deze evolutie en geld vrij maken voor experimenten, voor softwareontwikkeling.’ (AC)
ZORA, MARIO, PEPPER EN DE ANDEREN …
Het grote publiek raakt er via de media stilaan mee vertrouwd: Zora, Mario, Yumi, Pepper … Het zijn namen van robots die ons leven makkelijker moeten maken. Ook in de industrie raken ‘humanoids’ ingeburgerd. In 2014 werden er wereldwijd 179.000 industrierobots verkocht.
Masayoshi Son – de tweede rijkste Japanner – van technologieholding Softbank stelde recent Pepper voor, een robot voor kantoorwerk.'Pepper is de eerste robot die emoties van mensen kan interpreteren. Hij kan eenvoudige taken van administratief personeel of het onthaal van receptionisten overnemen', vertelde Son aan de pers.
Gasten van het Ghent Marriott Hotel worden voortaan verwelkomd door de mensachtige robot Mario. Hij is het broertje van Zora, de zorgrobot die reeds wordt ingezet in woonzorgcentra en ziekenhuizen.Hotelrobot Mario spreekt 19 talen en werkt aan de balie. Mario en Zora zijn producten van de robotmakers QBMT uit Oostende. Dat bedrijf is ook lid van de dit jaar opgerichte Belgische Federatie voor Robotica. De woordvoerster van deze vzw is voormalig VTM-gezicht en ex-nieuwsanker Lynn Wesenbeek.
In het Nederlandse Eindhoven levert de start-up Smart Robotics robots als uitzendkracht. ‘We ontwikkelen robot-onafhankelijke software en interfaces waarmee robots slim kunnen worden ingezet in de productie of logistiek’, aldus mede-oprichter Mark Menting. Smart Robotics koopt of least de robothardware bij robotmakers, stopt er zelfontwikkelde software in en verhuurt de robots vervolgens aan klanten.
Mensen en werkpaarden
‘In het jaar 1900 telde Amerika 21 miljoen paarden. In 1960 waren er nog amper drie miljoen paarden over want door de uitvinding van de verbrandingsmotor waren werkpaarden overbodig geworden. Mensen gaan nog niet de werkpaarden achterna, maar ze moeten zich wel voorbereiden’, voorspellen Erik Brynjolfsson en Andrew McAfee in hun bestseller ‘The Second Machine Age.’
Het ziet ernaar uit dat in fabrieken mens en machine als ‘co-collega’s’ gaan samenwerken. De robot Yumi van het Zwitserse industrieconcern ABB – één van de grondleggers van de mondiale industriële robotica – was dé grote ster op de Hannover Messe dit jaar. Heel wat grote spelers investeren in deze toekomstmarkt: van Güdel en Stäubli in Zwitserland, tot Kawasaki, Mitsubishi FANUC en Epson in Japan, Comau in Italië en KUKA in Duitsland.
De Keulse kunststofspecialist igus wil dat klanten met de robolink D bouwdoos – een rechtstreeks aangedreven scharnierarm van kunststof en aluminium – vierassige robots kunnen bouwen voor amper 1.500 euro. Vansichen Lineairtechniek uit Hasselt zet alvast volop in op de bouw van robottracks, voor een perfecte beweging van robots tussen verschillende werkstations.
Eerste robot met ‘gevoel’
De Belgische tak van KUKA in Houthalen is inmiddels uitgegroeid tot het grootste robotcentrum in de Benelux. Hier is men bijzonder trots op de LBR iiwa, die een nieuw hoofdstuk inluidt van de industriële robotica. LBR staat voor LeichtBauRoboter en iiwa voor ‘intelligent industrial work assistant.’
De LBR is de eerste seriematig geproduceerde krachtgestuurde robot die ingezet mag worden in Human Robot Collaborative-toepassingen (HRC). Deze flexibele robot kan op ‘gevoel’ monteren. Door de vele sensoren zal de robot alles in zijn omgeving detecteren en daarop inspelen. De LBR is dan ook uitstekend geschikt om breekbare en gevoelige materialen te monteren zonder deze te beschadigen.
