Een robot succesvol in een productielijn laten meedraaien, is geen gesneden koek. Die inpassing vergt gedetailleerde informatie van het proces. Daarvoor hebben de hogescholen Windesheim, Saxion en HAN, een model ontwikkeld, DAKAR. Dat staat voor Datastroom, Aanvoer, Kwaliteitscontrole, Afvoer, Randvoorwaarden. Bedrijven gaan er al enthousiast mee aan de slag. De trekker van het DAKAR-project, Windesheim-onderzoeker Peter Schuurhuis, vertelt er al even enthousiast over. Windesheim-lector Digital Business & Society Erik Fledderus zet de aanpak in het bredere perspectief van sociale innovatie.
Ontwikkeling en toepassing van het DAKAR-model vindt plaats in projecten rond integraal robotiseren van Windesheim, Saxion en HAN. Financiering komt onder meer van RAAK MKB, een subsidieregeling voor praktijkgericht onderzoek van Regieorgaan SIA. Daaraan vooraf ging een KIEM-project, ook van Regieorgaan SIA, voor vraagarticulatie bij bedrijven: waar lopen jullie bij robotiseren en automatiseren tegenaan?
Integrale aanpak
Een regelmatig terugkerende observatie was dat automatisering nog te vaak beperkt blijft tot het simpelweg plaatsen van een robot, zonder oog voor de organisatiecontext en de productieomgeving. Dat kan problemen opleveren bij de interfacing met de rest van de productielijn en de interactie met de resteren de operators – in de praktijk is meestal geen sprake van 100% automatisering. Deze problemen zijn te voorkomen door implementatie van de sleuteltechnologie robotica integraal aan te pakken, stelt Schuurhuis.
Hij laat zien dat dit stapsgewijs kan aan de hand van drie vragen. “Kun je binnen je bedrijf waarde toevoegen met robotiseren en wat is dan je doel: personeelsgebrek opvangen, kwaliteit verbeteren en/of productie verhogen door bijvoorbeeld 24/7 te gaan draaien? Bij een positief antwoord, welke stap in het proces kun je dan het beste robotiseren? En tot slot: wat zijn de (technische en niet-technische) implicaties van robotisering op die plek en welke informatie heb je nodig om de robot daar succesvol in te passen?”
Waardestroomanalyse
Een bekende methode in de industrie om deze vragen te beantwoorden is waardestroomanalyse, oftewel value stream mapping, vervolgt Schuurhuis. “Met deze methode, afkomstig uit de lean-gereedschapskist, breng je een proces in kaart door de stroom van materialen en informatie te volgen en cyclustijden en aantallen te bepalen. Dit helpt om kritische stappen en bottlenecks in het proces te identificeren. De analyse kost echter veel tijd en levert op het niveau van de afzonderlijke processtappen onvoldoende gedetailleerde informatie op.”
Een andere bekende methode is Makigami (Japans voor rol papier), toegesneden op de ‘lean office’. “Daarmee beschrijf je de procesgang op kantoor: de stroom van de documenten langs de verschillende medewerkers met elk hun eigen taken en rollen. Met deze multidisciplinaire benadering breng je de menselijke procesinbreng beter naar boven: wie doet wat in welke processtap? Voor industriële toepassing mist het echter begrippen als insteltijd en machinefalen.”
Informatie voor ontwerp passende robotoplossing
Om het beste uit deze methoden te combineren en hun tekortkomingen te ondervangen, hebben de drie hogescholen het DAKAR-model ontwikkeld: Datastroom, Aanvoer, Kwaliteitscontrole, Afvoer, Randvoorwaarden. Het model kent drie stappen: bepaling van het doel van de robotisering; beschrijving van het huidige proces; analyse van de implicaties van de robotisering en planning van de benodigde actie. Schuurhuis: “De eerste stap bevat een korte procesevaluatie, om de eventuele robot goed in het proces in te kaderen. Als je al een waardestroomanalyse hebt gedaan, kun je die als input gebruiken en DAKAR meteen starten met de tweede stap. Daarvoor beschouw je het totale proces als een opeenvolging van procesboxen. De simpelste vorm is een proces met drie boxen: invoer, feitelijke productie/bewerking, uitvoer. In elke box worden een of meerdere taken uitgevoerd die elk weer in een aantal stappen kunnen zijn onderverdeeld. Op elke procesbox laat je een gedetailleerde analyse los en de resultaten daarvan verzamel je in zeven informatieboxen. Die zeven categorieën komen uit onderzoek naar robotiseren bij bedrijven: waar liepen ze tegenaan, welke gegevens misten ze nog, enzovoort? De verzamelde informatie gebruik je vervolgens voor het ontwerpen van een passende robotoplossing.”
Multidisciplinair team
Cruciaal voor deze aanpak, stelt Schuurhuis, is dat de complete analyse wordt uitgevoerd door en multidisciplinair team, waarin verschillende afdelingen van zowel werkvloer als kantoor zijn vertegenwoordigd. “Bij de bespreking van de resultaten kun je eventuele problemen en bottlenecks identificeren die nader onderzoek of ontwerp van een speciale oplossing vergen. Bij consensus ga je er een actieplan voor opstellen. Dit zijn de zogeheten Kaizen bursts, die bekend zijn van de lean-methode; Kaizen is Japans voor continu verbeteren. Vaak gaat het niet zozeer om technische zaken maar om proceszaken: dingen die in het verleden zijn verzonnen om een bepaald probleem (houtje-touwtje) op te lossen. Nu blijkt die oplossing juist problemen te kunnen creëren voor de robotisering.”
Deze multidisciplinaire benadering vanaf de start van een automatiseringsproject maakt de DAKAR-methode wel uniek, denkt Schuurhuis. “Wat ik vaak zie bij bedrijven, is dat de robotengineer aan de slag gaat met zijn robot en als die klaar is wordt de gebruiker in de testfase aangehaakt. Die moet dan helpen om de problemen eruit te halen. DAKAR betrekt juist in het voortraject al de gebruikers, vanuit verschillende afdelingen. ‘We zijn iets van plan, hoe kunnen we het productieproces gereedmaken voor acceptatie van de robot?’ Dat is een heel andere manier van werken dan een robot in productie gooien en achteraf constateren dat iets gek uitpakt of helemaal niet werkt. Als je je proces aanpast voordat je gaat robotiseren, dan kun je de robot veel beter integreren.”
Studentenprojecten
Multidisciplinair zijn ook de studentenprojecten bij Windesheim rond DAKAR, vertelt Schuurhuis. “Vanuit onze Fabriek van de Toekomst laten we studenten projecten bij bedrijven uitvoeren om feedback over DAKAR op te halen. Bedrijven willen automatiseren, maar wel eerst een proof of concept zien. Daarvoor doen ze dan een beroep op een studententeam van ons. Zo’n team is multidisciplinair samengesteld, vanuit Werktuigbouwkunde, ICT, Elektrotechniek, Technische Bedrijfskunde en Industrieel Productontwerp.”
Terwijl de ontwikkeling van het model doorgaat, zijn bij de eerste bedrijven dus al projecten met DAKAR uitgevoerd. Ze hebben bijvoorbeeld een Windesheim-masterclass over robotiseren gevolgd of zijn verbonden aan Perron038, het Smart Industry-platform voor industriële robotica en additive manufacturing in Zwolle. Voorbeelden zijn producent van kunststofleidingsystemen DYKA en Schurter Electronics.
Quick Response Manufacturing
Het gaat vooral om mkb-bedrijven die snel moeten kunnen reageren op een steeds wisselende, klantspecifieke vraag en daarom met een vorm van Quick Response Manufacturing werken, verklaart Schuurhuis. “Een robot plaatsen die tienduizenden stuks van eenzelfde product moet oppakken is niet zo moeilijk. Nu eens tien stuks van dit product en dan weer twintig van dat product, dat is lastiger. Vaak kun je wel een standaardproduct definiëren dat met variaties in bepaalde specificaties, zoals afmetingen, 80% van het productgamma dekt. Door daar met DAKAR gedetailleerd naar te kijken, kun je een flexibele robotoplossing vinden.”
Bijzondere samenwerking
Erik Fledderus, lector Digital Business & Society bij Windesheim, spreekt van een bijzondere samenwerking tussen Saxion, HAN en Windesheim. “Die zorgt voor een mix van drie perspectieven. Saxion zit vooral op de mens-machine interactie en neemt dus de positie van de medewerker in het te automatiseren proces mee. De HAN kijkt vanuit bedrijfskundig oogpunt naar automatiseringsvraagstukken en hanteert daarbij de lean-methodologie. Windesheim zit vooral op de techniek, de koppeling van de robot met de hardware en software van het hele productieproces. Die drie invalshoeken hebben we verweven in één methode, DAKAR, en uiteindelijk zijn het de mensen die elkaar daarop weten te vinden.”
Sociale innovatie
Het DAKAR-verhaal sluit natuurlijk goed aan bij de sleuteltechnologieën van smart industry, maar Fledderus trekt het breder naar sociale innovatie. “Het gaat niet sec om ontwikkeling van technologie maar ook om implementatie in de organisatie en de menselijke factor. Daar zie ik een connectie met een gespreksmethodiek die we in ons lectoraat inzetten in projecten waar een technische oplossing impact kan hebben die discussie oproept. Dat is de Aanpak Begeleidingsethiek (https://ecp.nl/project/aanpak-begeleidingsethiek/). Aan de voorkant van een project voeren we gesprekken met de betrokkenen, niet alleen binnen de organisatie maar ook daarbuiten. Welke positieve en negatieve effecten zien zij; welke vrezen ze en welke waarderen ze juist? Zo kunnen we de belangen vanuit meerdere perspectieven beschrijven en proberen we de – vaak impliciete – kennis bij mensen naar boven te halen. Dat gaat ook over hun onderliggende waarden: willen ze zich bijvoorbeeld veilig voelen of willen ze nauw bij de ontwikkeling van de nieuwe technologie betrokken zijn? “
Checks & balances voor digitalisering
De kennis die zo wordt vergaard is heel waardevol, aldus Fledderus. “Je kunt er de techniek beter mee introduceren, waar nodig het ontwerp nog aanpassen of de training van mensen beter ter hand nemen. Dat kan gaan over robotisering, ma
ar bijvoorbeeld ook over digitalisering in andere zin, zoals de inzet van cameratoezicht of de invoering van AI voor een bepaalde toepassing. Zo kun je mensen veel bewuster en weerbaarder te maken in het gebruik van de techniek. Ook kun je de checks & balances in een organisatie beter een plek geven, zodat mensen makkelijker kunnen zeggen: ‘ho, wacht, we hadden toch die afspraak gemaakt, ik zie dat jullie je daar niet aan houden.’ Ik zie hier veel parallellen met de DAKAR-methode.”
