Människan slår roboten vid slutmontering
Monteringen i tillverkningsindustrin utförs till största delen av människor. Under fem års forskning har chalmersforskaren Åsa Fasth bara stött på en enda robot i slutmonteringen.– Människan är än så länge bäst på att möta de ökade kraven från kunderna på skräddarsydda produkter i små serier, säger hon.
Åsa Fasth har undersökt hur arbetet mellan robotar och människor ska fördelas på ett smart sätt i framtidens industrier. I sin doktorsavhandling från Chalmers har hon tittat närmare på 13 företag som tillverkar flera produkter med många olika komponenter som ska monteras. Det är allt från Volvo Cars till Siemens, som gör en liten motor för att styra element. Företagen vill ha ökad flexibilitet, klara av att göra fler varianter, tillverka i större volymer, säkra kvaliteten och minska produktionstiden.
– Det är mycket mer manuell montering än vad jag trodde, säger Åsa Fasth.
80 procent av alla uppgifter i monteringen hos de undersökta företagen görs manuellt för hand, eller med någon slags handverktyg, men också med hjälp av den egna erfarenheten. I bilindustrin förekommer robotar tidigt i processen när man bockar plåtar, svetsar karosser och i farliga arbetsmiljöer där man målar och lackerar bilarna.
– Det krävs en stor flexibilitet för att producera alla olika varianter som finns av en produkt och då är människan fortfarande mer flexibel än robotar. En annan orsak till den högra graden av manuell montering är att komponenterna är byggda för manuell montering. För att kunna monteras av en robot måste produkterna vara mycket mer precisa, säger Åsa Fasth.
Kognitiv automation underlättar för operatören
För att kunna välja och använda rätt nivå av automation måste valet vara välgrundat. Åsa Fasth har använt en 12-stegsmetod för att mäta produkt- och informationsflödet under monteringen, och för att analysera graden av automation vid olika stationer i monteringen. Dels har hon analyserat den fysiska automationen, som beskriver vilka verktyg montören använder för att montera, och dels den kognitiva automationen, som handlar om hur och vad montören ska montera.
Ett exempel på det senare är när en operatör plockar komponenter vid ett stort monteringsbord till många olika produkter. Istället för att ha ett papper med en lång lista på komponenter som ska plockas så tänds en lampa där operatören ska plocka. Operatören trycker sedan till lampan, som skickar en signal till systemet att operatören har plockat en komponent. Då kan man säkerställa materialflödena och se till att det finns nya komponenter när de börjar ta slut.
– Genom att använda lampor minskar också den kognitiva belastningen för operatören, som inte behöver titta i en lista för att veta vilka komponenter som ska monteras. Även om det förstås inte går att lita blint på systemet, säger Åsa Fasth.
Tekniska lösningar kan förbättra kommunikationen
Åsa Fasth hoppas att hon kan förändra tankesättet i industrin, så att det inte bara är den fysiska automationen som är viktig utan också den kognitiva.
– Jag vill att man ska ta hänsyn till mervärdet för medarbetarna också, inte bara mäta, tid, pengar och produktivitet. Genom att använda smarta handverktyg blir det enklare för operatörerna att hantera den stora variantfloran.
Olika tekniska lösningar kan förbättra informationen och kommunikationen till och från informatörerna.
– Idag handlar det oftast om envägskommunikation. På större företag har de kollektivanställda operatörerna till exempel inte någon personlig e-postadress. Kommunikationen sker oftast via olika fysiska möten.
Enligt Åsa Fasth går utvecklingen mot minskad fysisk och ökad kognitiv automation.
– På 80-talet, när alla robotar kom, var det många som köpte en för att det gick. Man överautomatiserade, och det är väl samma sak med den kognitiva automationen nu när det finns smartphones, plattor och paddor. Risken är att operatören blir för passiv och slutar tänka själv. Då kan kvaliteten bli lidande. Å andra sidan kan operatören få större handlingsfrihet, och möjlighet att planera sin egen dag, med fler hjälpmedel.
Nytt laboratorium för produktionssystem på Chalmers
Den 20 september invigs Production Systems Laboratory (PSL) på Chalmers. I laboratoriet kommer företag kunna testa ny teknik och nya tankar kring både fysisk och kognitiv automation. Åsa Fasth och hennes kolleger kan fungera som bollplank för företagen, för att skapa nya ”set ups” och testa dem i labbet – vare sig det gäller rent manuella eller helautomatiserade montage.
PSL är del två av Chalmers nya innovationslaboratorium för produktion, där företag och forskare kan testa idéer för att ställa om till hållbar tillverkning av olika produkter. Den första delen – Virtual Development Laboratory – invigdes förra hösten. Den tredje delen – Manufacturing Laboratory – blir klar vid årsskiftet.
KONTAKT OCH INFORMATION
Åsa Fasth, Institutionen för produkt- och produktionsutveckling, Chalmers tekniska högskola, 031-772 36 86, asa.fasth@chalmers.se
Läs avhandlingen: Quantifying Levels of Automation – to enable competitive assembly systems
