Momenteel staat iedereen voor de volgende keuze: koop je nu zelf die robotlijn of ga je ze huren of leasen en laat je ze extern servicen met een all-incontract. We wijzen hieronder op het standpunt van Behrens Metalware. Weet in ieder geval dat als u alles over verstandig investeren in robots te weten wil komen, u volgend event zeker niet mag missen.

De integratie van robots in de productie kan lange doorlooptijden, aanzienlijke kapitaalinvesteringen,  opleidingen van operators en langetermijnonderhoudsbudgetten vereisen wanneer bedrijven kiezen voor koop- of leaseplannen. Of een fabrikant kan het robots-as-a-service(RaaS)-model omarmen en iemand anders zich laten bekommeren over de plaatsing, de integratie en het onderhoud.

Begin bij je productie- en groeimodel

De beste keuze hangt af van de uitdagingen, die een fabrikant wil oplossen. Wil je geheel nieuwe processen creëren op basis van de robotintegratie of wil je robots integreren in bestaande processen? Investeren in geheel nieuwe processen kan draaien om de grote, gekooide industriële robots, die we overal zien opdoemen. Kleinere, collaboratieve robots (cobots) zijn zeer geschikt voor integratie in bestaande processen. De kosten en het ondersteuningsopties variëren sterk tussen beide.

De koop/lease/RaaS-kwestie voegt een heel nieuw financieel engagement toe, ongeacht het soort robot en de aard van de integratie. Door de veelvoud aan factoren waar rekening mee moet worden gehouden, past één oplossing niet voor iedereen. Je eindigt dus met het meest frustrerende antwoord op elke vraag: "Euh, dat hangt ervan af."

De Behrens-case in Winona: metalen emmers en blikken

Behrens Metalware, gevestigd in Winona, Minnesota, stond voor al deze keuzes toen het robotica ging gebruiken om ernstige productieproblemen aan te pakken. Het bedrijf implementeerde twee zeer verschillende en beslist succesvolle robotintegraties om flexibel te zijn in de manier, waarop de technologie straks moet worden ingezet.

Arbeidsrestricties en leefbaar werk

Behrens dacht lang na over robots vanwege de hoge kosten en de algemene onbeschikbaarheid van arbeidskrachten, de wens om mensen geen saaie, vuile en gevaarlijke jobs te geven en de herhaalbare kwaliteitswinst die met automatisering gepaard gaat. De bezorgdheid over de arbeidsrestricties was uiteindelijk doorslaggevend. "De strategie om robots in te zetten, heeft slechts één doel en dat is het verlagen van onze arbeidskosten", zegt Bill Bellingham, vice-president productie bij Behrens. Zijn bedrijf produceert eenvoudige metalen producten, zoals vuilnisbakken, potten en plantenbakken, waarvoor ongeschoolde arbeid nodig is. "Onze arbeidskosten vijf keer hoger dan in Mexico, ook al zijn de verzendkosten hier lager" zegt Bellingham.

Ook al vond Behrens de tarieven aanvaardbaar, het bedrijf kon de werknemers die het nodig had niet op de kop tikken. "We kwamen 34 mensen tekort in de fabriek, ondanks dat we personeel aannamen in een tempo dat bij Behrens ongezien was. Maar zelfs dat was dus niet snel genoeg. We beseften dat we iets moesten doen", schetst Bellingham.

De industriële robot van Fanuc in het hart van Behrens Metalware.

Grote robots, grote investeringen

Behrens kocht een grote industriële robot van de Japanse automatiseringsgigant Fanuc. De robot alleen al vertegenwoordigde een investering van 1,5 miljoen dollar. Het opzetten van een geheel nieuwe fabrieksoperatie maakte de aanschaf van de robot echter aantrekkelijk. Het blijft een permanente, vaste installatie.

"Er was de optie om de industriële robot te leasen, maar dat gaat via de fabrikant. Dat houdt veel risico voor die laatste in, zodat hun leasekosten hoger berekend zijn. Dit maakt dat de kans bestaat dat wij zeggen: 'Hé, we willen dit niet meer, neem de robot terug., waardoor de leverancier met een onverkoopbare robot overblijft”, verduidelijk Bellingham.

Het integratieplan omvatte de aankoop van nieuwe machines voor onder meer het afrollen, aanvoeren, stempelen en sluiten van dozen, ter vervanging van meerdere handmatige processen voor de productie van vuilnisbakdeksels. De planning voor de nieuwe robotcel begon in november 2020 en de integrator voltooide de integratie van de cel in april 2022.

Na de berekening van talloze gerelateerde factoren verwacht Behrens dat het twee jaar zal duren voordat de Fanuc-robot zichzelf heeft terugverdiend. "We probeerden al onze uitgaven via het oude proces vast te leggen, zoals arbeid, stilstand, afval,… 1,5 miljoen dollar is voor ons als bedrijf een enorme aankoop. Er is veel analyse en detailwerk aan voorafgegaan, maanden en maanden werk", beklemtoont Bellingham.

Het handmatige productieproces voor blikjesafdekkingen, vereiste drie mensen die ongeveer 2.000 hoesjes per shift produceerden. De geautomatiseerde cel vereist één persoon om het proces te leiden en produceert ongeveer 3.000 afdekkingen per shift.

Bill Bellingham, vice-president productie bij Behrens (rechts) inspecteert de cobot-operaties op de fabrieksvloer.

Huren van robots levert sneller resultaat op

De planning voor de op cobots gebaseerde integratie begon in december 2021. Rapid Robotics, gevestigd in San Francisco, installeerde de vier cobots op vier afzonderlijke productielijnen in april 2022, toevallig dezelfde maand waarin de industriële robot online kwam. De cobots doorboren gaten aan de zijkant van een metalen emmer, waar het handvat is bevestigd. De verhuurder leverde ook een eenvoudig besturingssysteem dat via iPads werkt. Hierdoor werd in twee weken een integratie voltooide, die volgens Bellingham drie tot vier maanden binnenshuis zou hebben geduurd.

"We betalen elke cobot maandelijks, net als een werknemer. Elke cobot is in wezen even duur als een persoon in dienst. De cobots kunnen echter elk maximaal drie diensten per dag draaien. Na één shift leveren deze dingen ons geld op. De lijnsnelheid nam niet toe door de cobots, maar het tempo van de lijn is wel verbeterd. Voordat we de cobot op de lijnen zetten, was er niets op de lijn dat de cyclustijd echt bijhield voor de werknemer, die in zijn eigen tempo werkte. Nu houdt de cobot de lijn in de gaten en werkt die op onze ingestelde cyclustijd”, licht Bellingham toe.

Toen de cyclustijd eenmaal was gestandaardiseerd, ontdekte Behrens dat één klinknagelbevestiger onvoldoende was en werd een tweede persoon aan de lijn toegevoegd. Na deze basisaanpassingen steeg de verwerkingscapaciteit met ongeveer 10% en daalde de uitval met ongeveer 12% op elk van de vier lijnen.

Wie is doet het onderhoud?

Bij de afweging om een robot te kopen, te leasen of het RaaS-model te omarmen, kan de vraag naar de voortdurende ondersteuning een rol spelen. Als eigenaar van de industriële robot is Behrens verantwoordelijk voor het preventief en reactief onderhoud. In november 2021 stuurde Behrens vier operatoren naar het Fanuc-hoofdkwartier in Chicago voor een week training, tegen een kostprijs van enkele duizenden dollars per operator. Daar leerden ze hoe de robot te programmeren, problemen op te lossen en de toestellen te onderhouden. Zes teamleden gingen ook naar de integrator voor training over de werking van de volledige automatiseringscel.

De robot is slechts één keer gecrasht, waarna Fanuc een technicus stuurde om de reparatie uit te voeren. De rest doet Behrens zelf. Het onderhoud en de reparatie van de cobot neemt Rapid Robotics volledig voor zijn rekening. "We hadden problemen met een van onze cobotarmen en de dealer stuurde ons een nieuwe arm en een technicus voor de installatie. Ze haalden een arm eraf en bevestigden de nieuwe zonder extra kosten voor ons", vertelt Bellingham

Robots inspireren tot continue verbetering

De integratie van twee heel verschillende soorten robots in twee heel verschillende fabrieksoperaties heeft de potentiële voordelen en de uiteenlopende toepassingen van robotica bij Behrens duidelijk gemaakt, wat het enthousiasme voor de technologie aanwakkert. "Bij de adaptatie van nieuwe technologie is er veel twijfel, zoals 'We hebben de interne kennis hier niet. Willen we echt dit risico nemen?'. Eénmaal een paar robots operationeel en succesvol zijn, is er geen of minder risico. Drie jaar geleden was het woord 'robot' een beetje eng. Als we nu over robots praten, is het een constructieve discussie", reageert Bellingham enthousiast.

De cobots in het bijzonder sturen continue verbeteringsprojecten aan, zoals het automatisch aanbrengen van labels op een emmerproductielijn. Elke metalen emmer heeft twee naden, waartussen het productlabel moet worden geplaatst. De cobots moeten die naden lokaliseren om ze op de juiste posities door te prikken.

Behrens zag in dat het die positiegegevens verder kon benutten door stroomafwaarts automatische etiketteerders toe te voegen. De positiegegevens worden door de cobots doorgegeven aan de etiketteerders, die zorgen voor een nette, propere en consistente plaatsing van de etiketten.

Twee van de cobots werken op een lijn die tot vier verschillende producten kan vervaardigen. Het technische team van Behrens ontwierp twee ‘snelwisselblokken’ die op en van de lijn kunnen worden geschoven. Ze zijn ontworpen om verschillende producten op vergelijkbare plaatsen te houden, zodat de cobot tijdens het wisselen zo min mogelijk verplaatst hoeft te worden. "Onze ingenieur vond het geweldig om dit soort projecten te realiseren. Hij heeft de technologie echt omarmd en het zijn nu ‘zijn cobots’. Sommige operators aarzelen nu nog om de technologie te omarmen uit angst dat robots mensen zullen vervangen bij ongeschoolde arbeidstaken. We stimuleren onze operatoren om nieuwe jobs met cobots uit te vinden, zodat ze ook hun eigen toegevoegde waarde beseffen in het verhaal”, besluit Bellingham.

Te onthouden

Laat niemand proberen je te overtuigen dat één enkele robotica-aanpak al je automatiseringsbehoeften kan oplossen. Automatisering biedt flexibiliteit, maar wees soepel bij het plannen van uw integraties en het investeringstraject. Maak in ieder geval je huiswerk: de kwaliteit van de integrator en je team primeren boven de keuze van robotleveranciers. Afhankelijk van je bedrijfs- en groeimodel moet je beseffen dat robotisering de juiste win is als je de juiste investering en servicemodel ent op hoe je productie moet evolueren. Creëer tussenin inzichten van de extra opportuniteiten die cobots/robots in de groei van je productie kunnen bieden. Dat is niet perfect voorspelbaar bij de aankoop.