Digitaalinen kaksonen yhteistoimintarobotin suunnittelussa

Innovaatiot ja uudet teknologiat

Yhteistoimintarobotti tarjoaa koko joukon hyötyjä, jotka tehostavat tuotantoa ja tekevät investoinnista parhaimmillaan erittäin kannattavan. On kuitenkin hyvä muistaa, ettei robottia aina voida hyödyntää tuotteen valmistuksessa. Digitaalisen kaksosen avulla robotin soveltuvuuden selvittäminen on helppoa ja nopeaa.

Yhteistoimintarobotti eli cobotti (engl. collaborative robot) on parhaimmillaan täydellinen lisä tuotantoon. Se on luotettava, tunnollinen ja kustannustehokas työkaveri eikä sitä Cobotti ei pidä taukoja eikä sairastele – ei vaikka se pantaisiin uurastamaan kahdessa tai kolmessa vuorossa. Robotti-investointia harkittaessa pitää silti aina pitää pää kylmänä. Yhteistoimintarobotin soveltuvuus tuotantoon ei nimittäin aina ole itsestäänselvyys.

Digitaalisen kaksosen ja virtuaalisen mallintamisen avulla pystytään tehokkaasti selvittämään, millä tavoin ja kuinka laajasti robotti on hyödynnettävissä tuotannossa. Soveltuvuustarkastelun kautta voidaan samalla arvioida harkinnassa olevan investoinnin taloudellinen kannattavuus.

Tuotannon tehostaja vai sittenkin pullonkaula?

Tyypillinen ensiaskel soveltuvuustarkastelussa on kohteen virtuaalinen mallintaminen. Kun kohteen digitaalinen kaksonen on valmis, ehdolla oleva robotti istutetaan mallinnettuun ympäristöön. Nyt voidaan ryhtyä tutkimaan, kuinka hyvin robotti oikeasti istuu kohteeseen. Turvallisuustarkastelu, jossa arvioidaan robottisolun soveltuvuutta ympäristöön on tärkeä osa suunnittelua.

Ensimmäisiä tarkastelun kohteita ovat esimerkiksi robotin ulottuvuus, nostokyky, nopeudet ja turvallisuus. Onko robotti riittävän kyvykäs käsittelemään kappaleita, vai tuleeko siitä sittenkin pullonkaula tuotantoon? Kokoonpanoonhan voi aina liittyä työvaiheita, jotka ovat robotille hankalia tai suorastaan mahdottomia. Tästä hyvänä esimerkkinä erilaisten johtosarjojen kytkentä, jossa robotti antureineen jää ihmisen näppituntumalle auttamatta toiseksi.

Virtuaalimallissa cobottia voidaan sijoitella eri paikkoihin helposti ja nopeasti, samalla kun ohjelma tarjoaa jatkuvaa palautetta ja informaatiota koskien sitä, mikä toimii ja mikä ei. Myös tarkastelun kohteena olevan robotin vaihtaminen käy sujuvasti lennossa, jolloin useiden eri robottien joukosta voidaan nopeasti löytää se kaikkein sopivin vaihtoehto.

Soveltuvuustarkasteluun voidaan lisäksi tuoda laskelmat investoinnin sekä robotin asennuksen ja käyttöönoton kustannuksista. Kun yhtälöön lisätään arviot cobotin vaikutuksista esimerkiksi tuotannon tehokkuuteen, pystytään laskemaan, missä ajassa investointi maksaa itsensä takaisin.

Jos digitaalisen kaksosen avulla tehty soveltuvuustarkastelu osoittaa robotin toimivaksi ratkaisuksi, investoinnin kannattavuus on jo käytännössä varmaa. Yritys voi luottaa siihen, että robotti toimii odotetulla tavalla myös todellisessa, fyysisessä käyttöympäristössään.

Toki toisinaan käy myös niin, että robotti osoittautuukin kannattamattomaksi investoinniksi: se ei ehkä olekaan ihmistä nopeampi, tai se ei yksinkertaisesti suoriudu sille kaavailluista työvaiheista. Myös tätä voidaan pitää hyvänä lopputuloksena, sillä mallinnuksesta saatujen tietojen ansiosta teollisuusyritys välttyy tekemästä väärää investointipäätöstä.