Slimme een-tweetjes op werkstation Festo

Zelf vergelijkt Festo het met een conceptcar, een experimenteel en innovatief model waarmee autofabrikanten tonen wat ze kunnen en wat de toekomst mogelijk gaat brengen. De Bionicworkplace van de Duitse aandrijfspecialist heeft inderdaad precies die doelen. Het intelligente werkstation demonstreert in welke mate mens-machinesamenwerking op dit moment mogelijk is met behulp van artificial intelligence.

Alexander Pil
21 maart 2019

Korte productlevenscycli en een groot aantal productvarianten zijn de eisen die de industriële veranderingen met zich meebrengen. Tegelijkertijd wordt het steeds belangrijker medewerkers snel en intuïtief te kunnen instrueren voor nieuwe taken. Hiervoor is een nieuw samenspel van mensen, machines en software nodig. Een bepalende rol spelen zelflerende systemen met kunstmatige intelligentie en op robots gebaseerde automatisering die hand in hand samenwerken met mensen en in netwerken kunnen worden geïntegreerd. Binnen zijn Bionic Learning Network-programma ontwikkelde Festo de Bionicworkplace, die deze eisen verenigt in een toekomstgerichte werkomgeving.

In Festo’s Bionicworkplace werkt de mens samen met een robotarm en talrijke hulpsystemen en genetwerkte randapparatuur.

Het werkstation is uitgerust met de meerassige, volledig pneumatisch aangedreven Bioniccobot. Erboven hangt een zwart buizenframe met een interactief scherm in het midden. Aan dat frame hangen ook meerdere 3d- en infraroodcamera’s, vergezeld van geautomatiseerde verlichting. Een modulair controlekastje voor de elektronica, computer en persluchtreservoirs staat naast de tafel. De autonome transport-agv Robotino van Festo is verantwoordelijk voor de aan- en afvoer van materiaal.

Het epicentrum van de Bionicworkplace is echter de productiemedewerker. Voor een nauwkeurige samenwerking met het station draagt hij een longsleeve en een handschoen die zijn voorzien van traagheidssensoren. Zo kan het systeem de positie, bewegingen en versnellingen precies in de gaten houden. Alle acties worden geregistreerd en geanalyseerd, zelfs de oogbewegingen. Dat betekent dat als de operator zijn ogen focust op specifieke informatie op het scherm, deze automatisch kan worden vergroot.

Steeds slimmer

De toekomst van de productie is flexibel – zowel bij de geproduceerde producten als bij de werkplek en de vormgeving van de werkomgeving. Kunstmatige intelligentie en machine learning maken van werkplekken lerende systemen die zich continu ontwikkelen en zich optimaal aanpassen aan de vereisten. Festo demonstreert dit met de Bionicworkplace, waarin de mens met een bionische robotarm en talrijke hulpsystemen en randapparatuur samenwerkt die onderling verbonden zijn in een netwerk en met elkaar kunnen communiceren. De techniek ondersteunt de medewerker bij zijn taken en ontlast hem bij zware of gevaarlijke activiteiten.

System Architecting Conference
De operator kan de Bioniccobot met beweging, aanraking of spraak intuïtief besturen.

De gehele werkplek is ergonomisch vormgegeven en kan tot aan de verlichting worden aangepast aan het individu. Sensoren en visiesystemen registreren de posities van medewerker, componenten en gereedschappen zodat de operator de Bioniccobot met beweging, aanraking of spraak intuïtief kan besturen. Alle camerabeelden en inputs van verschillende randapparaten worden tegelijkertijd door software verwerkt. Aan de hand van deze informatie wordt het optimale programmaverloop afgeleid. Het systeem wordt met iedere opgeloste actie slimmer en optimaliseert zo zichzelf. Zo begin je met een gestuurd, geprogrammeerd en vast verloop, maar verschuift dat langzaam naar een aanzienlijk vrijer werkproces.

Omdat de Bionicworkplace de tegenhanger is van het menselijke brein, kan de software overweg met spraakcommando’s. Die vertaalt hij naar contextobjecten en hij verwerkt gelijk alle opgenomen data en input van de verschillende sensorsystemen. Met al die informatie creëert hij een overall beeld en bepaalt hij het optimale stappenplan. De operator krijgt dat op het scherm te zien en de Bioniccobot ontvangt de benodigde instructies.

Sensoren en visiesystemen registreren de posities van medewerker, componenten en gereedschappen.

De eenmaal geleerde en geoptimaliseerde processen en vaardigheden van de Bionicworkplace kunnen zeer eenvoudig realtime worden overgezet op andere systemen van hetzelfde type en wereldwijd beschikbaar worden gemaakt. Zo is het mogelijk om werkplekken in de toekomst op te bouwen als onderdeel van een wereldwijd netwerk en daarin kennisbouwstenen te delen waarbij de communicatie wordt aangepast aan de taal van de gebruiker. Daardoor wordt de productie niet alleen flexibeler, maar ook decentraler: medewerkers kunnen productieorders bijvoorbeeld via internetplatforms oproepen en deze zelfstandig in samenwerking met de machines uitvoeren – afgestemd op de individuele wensen en behoeftes van de klant. Ook is het denkbaar de werkplek op afstand te beïnvloeden. Allemaal geheel in lijn met Industrie 4.0.

Hoofd uit acrylglas

In de huidige setup is de Bionicworkplace van Festo ingericht voor de vervaardiging van een maatwerkproduct. Met een smartphone scan je eerst het gezicht van de persoon. Intelligente software zet dit om in een cad-model en verdeelt het beeld vervolgens in plakjes. Met deze informatie snijdt de lasercutter alle verschillende elementen uit een acrylglasplaat. De Bioniccobot haalt de werkstukken uit de snijruimte en geeft ze in de juiste volgorde aan de medewerker die ze in elkaar zet tot een uniek model.

In dit scenario wordt het materiaal toegevoerd door een Robotino die autonoom tussen de stations heen en weer beweegt. Deze agv wordt beladen door een doorontwikkelde versie van de Bionicmotionrobot, de bekende olifantenslurf van Festo. Deze softrobot bevat pneumatische kamers en is voorzien van een 3d-textielbekleding.