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%
welding
machinng
20%
palletizing and handling
other
15%
10%
5%
0%
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Tabell 1: Relativ andel robotar i Danmark inom olika branscher.
600
500
400
welding
machining
asembly
300
palletizing/packing
material handling
övrigt
200
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.
