Teksti Jukka Nortio
Aloituskuva Istockphoto
Kuva Martina Store

Serviisi-hankeen tavoitteena oli välittää kolmessa vuodessa Keski-Pohjanmaan yrityksille uusinta tietoa yhteistyörobotiikasta eli coboteista ja viedä niitä yrityksille testattaviksi. Kaukaisena pidetty robotiikka on tullut monelle yritykselle näin tutuksi. Hanketta vetää Centria-ammattikorkeakoulun projektipäällikkö Jouni Vähäsöyrinki.

Kun robotiikkahankkeita lähdetään viemään eteenpäin yrityksissä, pitää ensin tehdä selkeä tarvekartoitus, mihin tarkoitukseen yhteistyörobotiikka voi tuoda ratkaisun. Käytännössä tämä tarkoittaa syvällistä perehtymistä tuotantoprosesseihin ja robotisointikohteiden tunnistamista.
”Yritys on usein itse tunnistanut pullonkauloja, mutta se ei aina riitä. Ongelman luonne pitää ymmärtää: johtuuko se kapasiteetista, työterveydestä, työvoiman saatavuudesta vai mistä. Kun tämä ymmärretään, voidaan sitä lähteä ratkomaan robottisovelluksella”, Vähäsöyrinki sanoo.
Yksinkertainen on kaunista
Ensimmäisen robottisovelluksen pitää olla mahdollisimman yksinkertainen eli sellainen, että se ratkaistaan vakioroboteilla ja niihin liittyvillä perustyökaluilla. Näin se voidaan ottaa nopeasti käyttöön ja siitä saadaan myös nopeasti hyötyjä.
”Jos lähdetään suunnittelemaan liian monimutkainen solu, järjestelmän kompleksiuus aiheuttaa häiriöitä, suunnittelun kustannukset kasvavat, tarvitaan erikoisosaamista ja käyttöönotto pitenee. Aina on parempi ottaa käyttöön useita yksinkertaisia cobotteja kuin yksi, joka tekee useita tehtäviä”, Vähäsöyrinki sanoo.
Alkuvaiheeseen kuuluu myös cobotin toiminnan ohjelmallinen simulointi, jossa nähdään sekä cobotin mahdollisuudet, että rajoitukset. Tällöin paljastuu myös cobottisolun kapasiteetti.
Vaikka cobotit mahdollistavat monien työvaiheiden tehostamisen, on niiden käyttöönotossa syytä pitää jalat maassa. Uuteen teknologiaan liittyy runsaasti hypeä ja kauniita myyntipuheita.
”Yhteistyörobottia hankittaessa on perehdyttävä eri valmistajien vaihtoehtoihin. Cobottien soveltuvuudessa, ohjelmoitavuudessa ja käytettävyydessä on eroja. On katsottava tarkoin, mikä cobotti sopii omiin tarpeisiin parhaiten. Siksi niitä kannattaa testata tosi toimissa”, Vähäsöyrinki sanoo.
Nappi pohjaan ja menoksi
Siirrytään Keski-Pohjanmaalta Itä-Suomeen, missä savonlinnalainen konepajayhtiö Ket-Met löysi cobotit vuonna 2016. Hyvien kokemusten saattelemana cobotteja on käytössä nyt viisi. Niiden edut verrattuna perinteisiin teollisuusrobotteihin näkyvät jo laitteiden käyttöönotossa.
”Emme tarvinneet ketään ulkopuolista robotin käyttöönottoon, vaan laitoimme sen itse konepalveluun. Osa roboteista tekee myös yksinkertaista kokoonpanoa. Olemme testanneet niillä myös jälkityöstöä kuten hiontaa”, Ket-Metin toimitusjohtaja Tuomas Kalanen sanoo.
Konepalvelu tarkoittaa kappaleiden tuontia koneelle, sen pois ottamista koneelta sekä koneen ja se työkalujen puhdistamista niin, että työstökoneelle voidaan tuoda seuraava kappale työstettäväksi. Kun robotti tekee kaiken tämän, poistuu toisteinen ja usein puuduttavaksi koettu manuaalinen työ.
Varsinaista robotin ja työntekijän yhteistyötä Ket-Metillä ei ole, vaan molemmilla on selkeästi omat tehtävät. Esimerkiksi sorvissa työstetyt kappaleet menevät pesukoriin, jonka ihminen vie pesukoneeseen ja muihin myöhempiin vaiheisiin.
Yhteistyörobotit soveltuvat Ket-Metin työhön erinomaisesti, koska yritys valmistaa pieniä sarjoja ja melko kevyitä kappaleita. Cobotit joustavat helposti uusiin tehtäviin, sillä niiden ohjelmointi ei vaadi ohjelmointitaitoja, vaan cobotin toimintatavan oppii muutamassa tunnissa.
”Robotin opettaminen on helppoa: painat napin pohjaan, vedät robotin johonkin asentoon ja sanot, että tämä on yksi piste. Sitten painat napin uudelleen pohjaan ja siirrät robotin toiseen asentoon. Tämän jälkeen robotti osaa jo toistaa liikettä näiden kahden asennon välillä. Ideana on se, että meillä on valmiina muutama valmis ohjelmarunko, joiden pisteitä kuka tahansa voi muuttaa aika näppärästi”, Kalanen sanoo.
Henkilökunta mukaan
Kun cobottihankkeessa päästään kilpailutuksen jälkeen teknologia- ja toimittajavalintaan, on robotteja aina syytä pyytää laitteita koekäyttöön. Tällöin kannattaa mukaan ottaa kumppaniksi esimerkiksi alaa tuntevaa puolueeton taho kuten ammattikorkeakoulu. Tässä vaiheessa selvitetään myös laitteen tekninen tuki, miten päivitykset hoidetaan, miten huolto on järjestetty, miten erilaisia lisälaitteita on saatavilla ja mitkä ovat eri palveluiden hinnat.
Koko henkilökunnan perehdytys on onnistuneen cobottihankkeen ytimessä. Näin siksi, että ensimmäiseen cobottiin liittyy usein ennakkoluuloja, pelkoja ja jopa vastustusta, kun työntekijät ovat huolissaan työpaikoistaan.
”Mitä enemmän ihmiset saavat tietoa, sitä enemmän he näkevät, että cobotit ratkaisevat ongelmia eivätkä vie työpaikkoja. Cobotit pitäisikin katsoa ennen kaikkea työkaluina, joiden käytölle yrityksissä löydetään koko ajan uusia käyttötapoja”, Vähäsöyrinki sanoo.

Selkeät tavoitteet tarpeen
Cobottihankkeella pitää Vähäsöyringin mukaan olla aina konkreettiset ja yksinkertaiset tavoitteet. Määrä voi olla esimerkiksi kapasiteetin nosto eli kuinka paljon halutaan lisää tuotantoa.
”Laadullinen tavoite voi olla työvaiheen vakiointi, jolloin käsityön poistuessa työn laatu paranee. Työturvallisuuden parantamista tulee myös tarkastella, kun raskas työvaihe tai myrkyllisille aineille altistus poistuu, kun cobotti ottaa työvaiheen hoitaakseen”, Vähäsöyrinki sanoo.
Taloudelliset vaikutukset tulevat monelta suunnalta: tuotantokustannukset alenevat, lisää myyntiä ja kyky hankkia uusia asiakkaita, kun asema arvoketjussa muuttuu.
Teknologiainvestoinnit avaavat usein ovia uusiin asiakkuuksiin ja yhteistyökuvioihin, kun toimintatavat kehittyvät ja kyky tuottaa laajempia kokonaisuuksia paranee.
”Tavoitteet ja niistä johtuvat mittari pitää miettiä tarkoin hankkeen alussa. Mittariston on syytä olla monipuolinen, sillä robotisaatiolla voi olla hyvin laaja-alaiset vaikutukset”, Vähäsöyrinki sanoo.
Ket-Metin viiden cobotin takaisinmaksuaika on vaihdellut kuuden kuukauden ja kahden vuoden välillä. Yksikään niistä ei ole tarvinnut varsinaista huoltoa ja ylläpitoa.
”Robotit ovat toimineet moitteetta. Pelkkää putsaamista on ollut ja pari kaapelia piti sähläyksen takia uusia”, Kalanen sanoo.
Cobotit tuottavat takaisinmaksuajan jälkeen puhtaita euroja.
”Joillakin koneilla olemme saaneet tuplamäärän tunteja per henkilö eli 40 000 - 50 000 euroa vuodessa, joka on robotin hankintahinta. Toisilla koneilla hyöty on tullut sitä kautta, että ilman robotteja emme olisi saaneet uusia töitä eli emme olisi päässeet siihen kustannustasoon, johon nyt. Kassavirtaan positiivinen vaikutus on se, että robotit on hankittu viiden vuoden rahoituksella ja niiden takaisinmaksuaika on ollut keskimäärin vuosi”, Kalanen sanoo.
Nopeaa kehitystä
Cobottien maailma kehittyy Vähäsöyringin mukaan vauhdikkaasti. Erilaisten lisävarusteiden lisääntyminen muistuttaa kännyköiden applikaatiokauppaa, johon tulee jatkuvasti uusia cobottisovelluksia mahdollistavia tuotteita.
”Cobottien älykkyys, autonomia, vuorovaikutus ja turvallisuus paranevat koko ajan. Niiden fyysinen olomuoto muuttuu monikäyttöisemmäksi eli ne voivat olla jatkossa muutakin kuin käsivarsia. Samalla niiden integraatio osaksi tuotantoympäristöä paranee. Onkin tärkeää, että vuorovaikutus käyttäjien ja cobottikehittäjien välillä tiivistyy, jotta uudet sovellusapuvälineet syntyvät palvelemaan uusia käyttötarpeita”, Vähäsöyrinki sanoo.
Cobottien käyttö kehittyy kokoonpanotöissä monipuolisempiin, hienomekaanisempiin ja tarkkuutta vaativimpiin tehtäviin, joissa ihmisen motoriikka ja älykkyys ovat olleet toistaiseksi ylivertaisia cobotteihin verrattuna. Ensi askel tähän on se, että cobotille ohjataan avustava työ eli se tuo työntekijälle osan, asettaa sen paikalle ja työntekijä kiinnittää ja tarkastaa, että liitos on kunnossa.

TOISTA MAATA KUIN TEOLLISUUSROBOTIT
Centrian Vähäsöyringin maailmassa cobotille on ominaista se, että ne ovat yksinkertaisia ohjelmoida.
”Veimme hitsauscobotin yritykseen. Meni vain pari tuntia, kun yrityksen kaveri oli saanut cobotin toimimaan haluamallaan tavalla”, Vähäsöyrinki sanoo.
Toinen asia on turvallisuus eli cobotti ei vaadi yhtä massiivista turvallisuusarsenaalia kuin perinteinen teollisuusrobotti. Mutta täysin riskittömiä ne eivät ole.
”Kyllä cobottikin tarvitsee riskianalyysin. Jos cobotilla on pyörivä terä tai muu vastaava leikkaava työkalu, se voi aiheuttaa vaaratilanteen”, Vähäsöyrinki sanoo.
Cobotit ovat teollisuusrobotteja pienempiä ja ne on tarkoitettu pienemmille kuormille. Ne ovat helposti siirrettäviä ja usein tarkoitettuja joustaviin käyttötarpeisiin niin, että cobottia voidaan käyttää helposti pienellä muuntelulla monenlaisiin tarpeisiin.
Kun Kalanen vertaa Ket-Metille hankittuja cobotteja perinteisiin teollisuusrobotteihin, nostaa hän päällimmäisiksi eduiksi helpon käyttöönoton, joustavuuden, helpon ohjelmoitavuuden, siirrettävyyden sekä sen, ettei cobotti vaadi monipuolisia turvalaitteita.
”Alhaiset aloituskustannukset sekä nopea käyttöönotto ovat olleet meille tärkeä asia ensimmäisestä robotista alkaen. Nämä asiat lyhentävät merkittävästi takaisinmaksuaikaa”, Kalanen sanoo.
Kokemukset ovat olleet niin hyvät, että jatkossa jokainen työstökone saa Ket-Metissä seurakseen robotin.
”Pienemmissä koneissa päädymme jatkossakin yhteistyörobottiin. Jatkossa isommat koneet voivat saada rinnalle teollisuusrobotin riippuen niiden kehityksestä. Olemme saaneet yhteistyörobottien avulla paljon valmiuksia myös vaativimpien robottien käyttöönottoon”, Kalanen sanoo.

Ohessa Omronin näkemys cobottien roolista ja mahdollisuuksista.