Robottisolu kannattaa rakentaa kahdesti, ja ensimmäisen kerran ruudulla. Simulaatio ei ole pelkkä animaatio. Se on työkalu, jolla automaatioinvestointi testataan ennen kuin yhtään pulttia kiristetään.
Automaatiosta puhutaan paljon, ja robotiikkaan liitetään lupauksia tehokkuudesta, joustavuudesta ja kilpailukyvystä. Mutta kun keskustelu siirtyy konkretiaan, vastaan tulee aina sama kysymys: mistä tietää, että tämä toimii meillä?
Se on hyvä kysymys. Ja juuri siihen simulaatio vastaa.
Tässä blogissa käymme läpi kolme erilaista tilannetta, joissa simulaatio muuttaa automaatiohankkeen suuntaa. Vaikka kyseessä on kolme täysin erilaista lähtökohtaa, niillä on yksi yhteinen nimittäjä: päätöksiä ei kannata tehdä arvailujen varassa.
Robottisolun suunnittelu alkaa esiselvityksestä
Monessa teollisuusyrityksessä voi olla tuttu tilanne: hallitus tai konsernijohto antaa toimeksiannoksi selvittää automaation mahdollisuudet. Vaatimus on selkeä, mutta mistä aloittaa? Toimittajia on kymmeniä, jokainen lupaa eri asioita, ja väärään suuntaan otetut askeleet maksavat sekä rahaa että uskottavuutta.
Tässä tilanteessa simulaatio on arvokas, koska se konkretisoi. Se tuo robottisolun suunnitteluun ja konseptointiin mitattavan pohjan. Sen sijaan, että pöydälle tuodaan sadan sivun raportti tai kalvosulkeisia ominaisuuksista, näytetään miltä ratkaisu näyttäisi juuri teidän tuotantoympäristössänne. Oikeilla mitoilla, tuotteilla ja todellisilla rajoitteilla.
Simuloinnilla selviää nopeasti, toimiiko idea vai ei. Yltääkö robotti kohteeseen? Mahtuuko solu käytettävissä olevaan tilaan? Tarvitaanko lisäsensoreita tai kuljettimia? Mikä on realistinen sykliaika?
Kun kaikilla on sama digitaalinen näkymä tulevaan ratkaisuun, keskustelu muuttuu paljon konkreettisemmaksi. Ei puhuta oletuksista vaan yhteisestä mallista.
– Simulaatiossa ei tarkastella yksittäisiä komponentteja, vaan koko tuotantokokonaisuutta. Näemme, miten eri vaiheet kytkeytyvät toisiinsa ja missä syntyy todellista suorituskykyä. Näin varmistetaan, että ratkaisu toimii myös käytännössä ennen toteutusta, kiteyttää simulointiasiantuntijamme ja projektikoordinaattorimme Juha Polvela.
Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että simulaation avulla määritellään koko solun rakenne: laitteiden ja kuljettimien sijoittelu, tarvittavat sensorit ja esimerkiksi RFID-lukijoiden paikat. RFID-tunnistus mahdollistaa tuotteiden automaattisen tunnistamisen suoraan lavalta, mikä on olennaista esimerkiksi jäljitettävyyden tai laadunvalvonnan kannalta. Samalla voidaan testata, miten tuotteet tai lavat tuodaan soluun ja viedään sieltä pois sekä mikä on toimivin lavauskuvio.
Olemme toteuttaneet myös RFID-tunnisteita käsittelevän robottisolun, johon voit tutustua tarkemmin referensseissämme.
Kun robottisolun investointipäätös on lähellä
Toinen tilanne on investointi, jota on harkittu pitkään ja joka vihdoin saa vihreää valoa. Budjetti on hyväksytty, ja odotukset ovat korkealla.
Juuri tässä kohtaa moni projekti menee pieleen. Kun on painetta saada tuloksia nopeasti, houkutus hypätä suoraan toteutukseen on kova. Mutta jokainen oletus, jota ei ole testattu, on riski, joka realisoituu vasta hallin lattialla. Silloin korjaaminen maksaa huomattavasti enemmän.
Robottisolun simulaatio toimii tässä vaiheessa päätöksenteon varmistajana. Sen avulla voidaan tarkistaa, yltääkö robotti varmasti kohteeseen. Voidaan vertailla eri robottimalleja, testata tarttujia ja katsoa miten pienet muutokset prosessissa vaikuttavat lopputulokseen. Layout-vaihtoehtoja voi kokeilla ilman, että mitään tarvitsee purkaa ja rakentaa uudelleen.
– Simulaation avulla voidaan optimoida myös energiankulutusta. Kuljettimien etäisyydet ja robotin liikeradat vaikuttavat suoraan kokonaiskuormitukseen, ja nämä voidaan hienosäätää jo ennen toteutusta, Juha huomauttaa.
”Simulaation avulla voidaan optimoida myös energiankulutusta jo ennen toteutusta.”
Juha
Hyvin tehdyssä simulaatiossa mallinnetaan myös logiikkaa.
– Kun eri komponenttien, kuten sensoreiden ja robotin, väliset signaalikulkureitit määritellään etukäteen, vältetään monia käyttöönoton aikaisia yllätyksiä, Juha tiivistää.
Simulaation tarkkuus riippuu aina lähtötiedoista. Kun käytössä on kunnolliset 3D-mallit ja tarkka prosessidata, lopputulos on millintarkka analyysi, joka sisältää luotettavat sykliajat.
– Aloitan simulaatioprojektin aina samalla kysymyksellä: mitä ongelmaa me oikeastaan ratkaistaan? Kun se on selvä, simulaatiosta tulee tehokas tapa muuttaa ideat toimiviksi ratkaisuiksi, Juha kertoo.
Kun robottisolun toteutus ei aiemmin onnistunut
Kolmas tilanne on ehkä hankalin. Yrityksessä on jo kokeiltu automaatiota, ja kokemus oli huono. Ehkä toimittaja lupasi liikaa. Ehkä toteutus ei vastannut sovittua. Ehkä projekti venyi ja budjetti ylittyi.
Luottamus on alhaalla, ja kynnys lähteä uuteen hankkeeseen on korkea. Simulaatio ei poista huonoa kokemusta, mutta se muuttaa lähtöasetelman. Kun projekti alkaa simulaatiosta, kaikki näkevät etukäteen, mitä ollaan tekemässä. Näin ei synny yllätyksiä tai eri tulkintoja siitä, mitä sovittiin. Asiakas ja projektitiimi katsovat samaa digitaalista mallia ja puhuvat samasta asiasta.
Tämä ei ole pieni asia. Silloin kun edellinen kerta on jättänyt jälkensä, läpinäkyvyys on luottamuksen edellytys. Simulaatio tarjoaa juuri sitä: yhteisen kuvan tulevasta ratkaisusta, jota voi arvioida, kyseenalaistaa ja muokata ennen kuin sitoudutaan.
Simulaatio siirtää riskit pois tuotannosta vaiheeseen, jossa niihin voidaan vielä vaikuttaa.
Virtuaalimaailmassa virheet ovat halpoja
Tuotannon lattialla ne eivät ole.
Simulaatio siirtää riskit pois tuotannosta vaiheeseen, jossa niihin voidaan vielä vaikuttaa. Olipa kyseessä selvitys, investointi tai uusi yritys aiemman pettymyksen jälkeen, simulaation arvo on sama: riskit tunnistetaan silloin, kun ne ovat vielä hallittavissa.
Meillä Probotilla robottisolun suunnittelu alkaa aina simulaatiosta. Ei siksi, että se on hieno työkalu, vaan siksi, että se on viisasta.
Usein kysyttyä robottisolun suunnittelusta ja simulaatiosta
Tarvitaanko robottisolun simulaatiota pienessäkin investoinnissa?
Tarve riippuu prosessin monimutkaisuudesta ja riskitasosta. Mitä enemmän muuttujia, kuten layout, useat tuotteet tai vaihteleva syöttö, sitä enemmän simulaatio tuo varmuutta.
Kuinka tarkka robottisolun simulaatio on?
Tarkkuus perustuu lähtötietoihin. Kun käytössä on oikeat 3D-mallit ja prosessidata, sykliajat ja ulottuvuusanalyysit ovat hyvin luotettavia.
Voiko robottisolun kapasiteetin arvioida ilman simulaatiota?
Kapasiteettia voidaan arvioida, mutta ilman simulaatiota sitä ei voida todentaa. Simulaatio tuo näkyviin pullonkaulat ennen kuin ne näkyvät tuotannossa.
Onko digitaalinen kaksonen sama asia kuin robottisolun simulaatio?
Simulaatio voi olla osa digitaalista kaksosta. Robottisolun suunnittelussa simulaatio keskittyy erityisesti toiminnallisuuteen, kapasiteettiin ja törmäystarkasteluun.
Ennen kuin robottisolun suunnittelu etenee investointipäätökseen, ratkaisu kannattaa nähdä toiminnassa. Varaa lyhyt keskustelu robottisolun suunnittelun lähtökohdista, jossa arvioidaan, millainen simulaatio toisi eniten arvoa.
Probot Oy – Asiantuntijasi robotiikkaratkaisuihin.
