Industrirobotar utveckling och användning utifrån ett danskt perspektiv Världsmarknaden över industrirobotar har ökat kraftigt under senare år och är på väg att hämta sig från tiden efter 2001. Året före låg den globala försäljningen på en rekordnivå av nästan 99000 robotar som efter ett dramatiskt fall efter 2001 nu håller på att återhämta sig. Enligt färsk statistik och prognoser sammanställda av FN kan man förvänta sig en årlig ökning fram till 2007 med nästan 7 procent eller 106000 nya robotar och mer än 1 miljon robotar i drift. Men detta är bara en del av verkligheten. Priserna på robotar har fallit till ca 40 procent av priserna från 1990 och om man dessutom tar hänsyn till förbättrade prestanda har dagens robotar fallit till ca 20 procent av priset för en robot år 1990. Prestanda kan i detta sammanhang betyda olika saker och är egentligen beroende av vad man som kund behöver och är beredd att betala för. Men som exempel kan det vara större lastkapacitet, större räckvidd, högre hastighet och acceleration och mindre stillestånd. Dessa saker gör att en ny robot producerar mer idag än för femton år sedan och från detta perspektiv är utvecklingen inom branschen fantastisk. Samtidigt har lönerna ökat med i storleksordningen 50 procent. Detta ser ju bra ut, så finns det något problem och vad består det av i så fall? Om man tittar på antalet robotar per 10000 anställda inom tillverkningsindustrin, så är andelen robotar ca fem gånger högre inom fordonsindustrin, inklusive dess underleverantörer, jämfört med övrig industri. Även om fordonsindustrin på många håll har lönsamhetsproblem idag så har robotarna framförallt bidragit till en fenomenal produktivitetshöjning, hög och jämn kvalitet och metoder att tillverka fordon i fler varianter till lägre kostnad än vad som tidigare varit möjligt. Den höga andelen robotar har också gjort det möjligt att behålla tillverkning i så kallade högkostnadsländer men även i lågkostnadsländer är robotanvändningen hög inom fordonsindustrin jämfört med andra sektorer. Fordonsindustrin har tidigt lärt sig att använda robotars egenskaper som är en tillgång i en alltmer globaliserad ekonomi: stöd för standardiserade metoder i tillverkningen, hög flexibilitet som medger stort antal varianter till låg kostnad, jämn kvalitet och som jag angivit ovan en fantastisk kostnadssänkning på robotar i förhållande till det arbete de utför. Vad säger detta oss? Jag vill påstå att robotar är en viktig del i vår förmåga att behålla tillverkning inom landet och skapa ett kostnadsläge som gör det konkurrenskraftigt att stanna kvar. Robotar ger oss inte bara en högre flexibilitet i tillverkningen: snabb omställning mellan olika produkter, tillverkning efter kundorder, snabb omställning och ombyggnad i produktionen; de skapar också en förmåga att vara en del i den globala ekonomin och ha kapacitet att möta de krav som en global markand ställer på tillverkningskapacitet, kvalitet och kostnad. Robotar ger oss en fördel att konkurrera på den globala arenan på ett sätt som ingen annan enskild teknologi gör. Eftersom användningen inom övrig tillverkningsindustri är så mycket lägre finns det anledning att fundera över hur användningen av robotar kan bli en naturlig del vid tillverkning av produkter. Som en del i detta måste vi framförallt bli bättre på att föra ut
och förmedla kunskap och kompetens om effektiv användning av moderna tillverkningsmetoder och robotar till små och medelstora företag. Detta innebär att skapa tydliga exempel på vilka möjligheter som robottekniken erbjuder inom andra branscher än fordonsindustrin och hur dessa mål kan uppnås. För att åstadkomma detta krävs satsningar inom såväl branschinstitut inom industrin som universitet och en samverkan mellan dessa. För att illustrera användningen av robotar i Danmark kan man se på antalet robotar i tabell 1. Antalet robotar i Danmark visas i tabell 2 där antalet robotar 1998 har fördubblats från strax under 1000 till mer än 2000 år 2003. Man kan notera att den relativa andelen svetsrobotar har minskat dramatiskt från 35% 1998 till en andel på ca 18% 2003. Antalet svetsrobotar har samtidigt ökat men bara med knappt 10%. Detta motsvarar dock inte den tekniska utvecklingen som skett inom området och en mängd nya lösningar, koncept och metoder har tagits fram under senare år. Figur 1 visar exempel på en kompaktcell från Motoman som enkelt kan sättas i drift och transportas turn-key i en container. Det område som uppvisar den största ökningen är machining som inkluderar områden som laddning/urladdning av maskin, gradning, fräsning och polering. Ett annat område som behåller sin relativa andel är palletering och hantering. Den senare delen finns med all säkerhet representerad inom livsmedelsindustrin där Danmark är det land som har störst andel robotar inom denna sektor. I siffror är andelen fortfarande låg, mindre än 10%, men uppvisar en hög tillväxt. Motsvarande tillväxt kan noteras i andra länder som exempelvis Sverige. Figur 2 visar ett exempel på användning av robotar för hantering inom livsmedelsindustrin.
40% 35% 30% 25% 20% 15% welding machinng palletizing and handling other 10% 5% 0% 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Tabell 1: Relativ andel robotar i Danmark inom olika branscher.
600 500 400 300 200 welding machining asembly palletizing/packing material handling övrigt 100 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Tabell 2: Totalt antal robotar i Danmark inom olika branscher. Antalet robotar 2003 var 2078. Med fordonsindustrin som förebild och identifiering av nya tillväxtområden kan man notera att robotar är effektiva maskiner för att uppnå hög effektivitet och konkurrens gentemot lågkostnadsländer. Så vad behöver förbättras? Det handlar inte längre om att priset på en robot ska bli lägre, utan att funktionen hos robotsystemet ska upplevas som bättre. Med detta menar jag att tiden och kostnaden från inköp till igångkörning med tillverkning av produkter som företaget faktiskt kan tjäna pengar på, måste bli kortare. För många användningsområden har robotleverantörer utvecklat system som lever upp till detta, men i många fall lever företag under andra villkor. Detta kan exempelvis innebära korta serier med många kundanpassningar som ställer exceptionella krav på att kunna ställa om snabbt. För att inte produktiviteten ska bli lidande måste metoder och verktyg som idag används inom större företag kunna överföras till mindre företag. Exempel på detta kan vara robotsimulering med offline-programmering och användning av sensorer som fortfarande kräver speciell kompetens och resurser för att kunna användas på ett effektivt sätt, något som oftast saknas i mindre företag. Detta är ofta fallet för att effektivt kunna robotisera svetsning då seriestorleken är låg och antalet omställningar och produkter som ska svetsas är många. I jämförelse med Sverige som har en stor andel företag och robotar inom fordonsindustrin så kan man konstatera att användningen av robotar utanför denna bransch är 4-5 gånger mindre. Precis som i Sverige borde potentialen att öka användningen av exempelvis svetsrobotar vara god.
För att åstadkomma en effektiv användning av robotar krävs det metoder och ökad kompetens i industrin som på ett mer effektivt sätt kan föra in robotarna för rationell tillverkning. Man måste kunna tillgodogöra sig moderna teknologiska metoder för design av tillverkningssystem som simulering av robotar, simulering av tillverkningssystem (discrete event simulation) och offline programmering av robotar. Man måste också utveckla affärskoncept för effektivare samarbete i att köpa och sälja tillverkningskapacitet, och att samarbeta mellan mindre företag för att få en ökad gemensam kapacitet. Detta ger muskler och möjligheter så att tillverkningsindustrin kan överleva på lång sikt i konkurrens med globala aktörer. Jag menar att det är av avgörande betydelse för dansk industri och dess välfärd såväl som för alla högkostnadsländer att inte enbart fokusera forskning och utveckling på design och konstruktion, utan i högsta grad initiera och sätta igång kvalificerad produktionsteknisk forskning som kan hantera fundamentala frågeställningar som gör tillverkningen lönsam på hemmaplan. På detta sätt skapar man förutsättningar för en uthållig utveckling av samhället där tillverkning inom landet är en nyckelfråga för att inte andra delar kommer att flytta ut tillsammans med tillverkningen. Självklart ska man inte smeta ut resurser och insatser, men industrigrenar som skapar vår välfärd måste få en välförtjänt del av kakan. Större resurser inom forskning och utbildning som syftar till att i praktisk mening för ut kunskaper till avnämare runt om i landet borde vara en självklarhet för att den välfärd som så många vill värna om. Ett exempel på en aktuell satsning inom detta område är SMErobot, se www.smerobot.org som syftar till att ta fram metoder och teknik för effektiv och snabb implementering av robotar i små och medelstora företag. Figur 1: Kompaktcell för robotsvetsning. Cellen kan levereras i en container och som en turn-key -anläggning. Figur 2: Hantering och palletering av livsmedel är exempel på ett område som vuxit starkt under senare år.