Så kan industrin vässa resurserna

Om 20 år är svenska fabriker digitaliserade i högre utsträckning. Produktionssystemen är mer ändamålsenliga och flexibla. Virtuella verktyg och AI används i all produktionsutveckling. Medarbetare nätverkar mer, även globalt. Fabriker är mer datadrivna, kunskaps- och informationsorienterade. De producerar fysiska varor, men också information om produkter och produktionsprocesser.

Det är några trender kring framtidens industri enligt tre produktionsforskare. Men hur når vi den högautomatiserade, hållbara och resurseffektiva fabriken? Ett sätt kan vara att använda virtuella verktyg och metoder för att simulera, analysera och optimera resurser och hållbarhet.

– Det går att testa allt och hitta det som är absolut mest resurseffektivt och hållbart innan du ens byggt fabriken eller produktionslinan. I verklig produktion kanske du inte har råd att göra ett enda experiment, i en virtuell kan du göra miljontals på ett extremt kostnadseffektivt och säkert sätt, säger Anna Syberfeldt, som är professor i produktionsteknik på Högskolan i Skövde och leder forskargruppen Produktion och automatiseringsteknik.

Ett annat sätt att öka resurseffektiviteten är att använda smarta automationslösningar. Intelligent mjukvara kan konstant analysera produktionssystemen, hitta avvikelser och se till att rätt resurs alltid är på rätt plats. Resurserna, som en mobil robot, finns i en pool som flera företag delar på.

Starkt förenklat är det vad Luis Ribeiro, biträdande professor vid avdelningen för produktrealisering på Linköpings universitet, forskar på i projektet FLAP (Sustainable and Flexible Automation of Seasonal Production through Dynamic Resource Management), som finansieras av det strategiska innovationsprogrammet Produktion2030.

– I många industrier finns processer som man vill optimera. Man vill ha den ultimata lösningen, men den är ofta en stor investering. Att dela tillgångar och ha en mjukvara som snabbt kan sätta in resurser är intressant ur ekonomisk och miljömässig hållbarhetssynpunkt.

Ökad konkurrenskraft när manuella processer automatiseras

FLAP tar avstamp i livsmedelsindustrin. Där vill kunderna allt oftare ha en mix av produkter. Att packa om pallar med skräddarsydda ordrar är en långsam process som drar mänskliga resurser från andra delar av produktionen. Samtidigt har livsmedelsföretag sällan behov av en robot 100 procent av tiden.

– Scenariot med ompalletering passar väl in med konceptet resurspool. Produktionsmodellen kommer att öppna möjligheten att automatisera många manuella processer med ökad hållbarhet och konkurrenskraft som följd.

Ny teknologi är inte hela receptet till framtidens resurseffektiva industri. Chalmers tekniska högskola forskar förvisso om exempelvis Augmented Reality (AR), men också om hur dagens teknik kan användas på nya sätt.

– Digitala tvillingar och CAD-filer användes förr mest till utvecklingsprojekt, 3D-miljöer och liknande, men går även att använda som ett operativt verktyg. Vi tittar på hur befintlig data, information och kunskap kan användas. Just nu tar möten och informationssökning mycket tid. Genom att effektivisera det kan man spara tid och pengar, säger Åsa Fast-Berglund.

Hon är biträdande professor vid avdelningen för produktionssystem, leder forskargruppen Optimering av samverkan mellan människa och automation och är projektledare för Chalmers testbädd Stena Industry Innovation Lab (SII-Lab). Där har forskarna byggt upp fabriker som tillverkar drönare. Fokus ligger på digitalisering och fysisk automation.

– Vi vill visa hur kombinationen av teknologier inom industrin kan bidra till mer resurseffektiva system. Det betyder inte nödvändigtvis färre människor, men att de gör rätt saker.

"En bit kvar när det gäller att nyttja människans styrkor"

Forskarna på de olika lärosätena tittar också på interaktionen mellan människa och maskin. Vilka uppgifter passar bäst för mänskliga förmågor som flexibilitet, nätverkande och kunskapsdelning? När krävs en robots styrka och exakthet? Hur ska de samarbeta på fabriksgolvet?

– Vår forskning bedrivs inom Industri 4.0, därför tittar vi mycket på hur operatör 4.0 ska ta plats i all teknikfokusering. Vi har jobbat i sju år med att definiera vad det innebär att vara operatör i den här eran. Det finns en bit kvar när det gäller att nyttja människans styrkor, säger Åsa Fast-Berglund.

Forskningsprojekten sker i tätt samarbete mellan akademi och företag, allt från storbolag som Volvo och Scania till små startups. Det borgar för att resultaten kommer till nytta i industrin. FLAP-projektet på Linköpings universitet började till exempel med en genomgång av affärsnyttan av teknologierna som forskarna utvecklade.

– Vinsterna för de medverkande livsmedelsföretagen är tydliga, men lösningarna är extremt skalbara till andra case. Vår plan är att bygga en demonstrator med robotar hos minst en projektpartner. Vi vill visa att konceptet fungerar på en industriell nivå, säger Luis Ribeiro.

"Vi måste öka takten - det gör alla andra"

Hur bra är svensk industris resurseffektivisering idag? Där skiljer sig forskarnas syn.

– Om definitionen är ”att använda resurser på bästa sätt” har vi en del att jobba med. Många enkla operationer skulle kunna göras mer effektiva. Men man bör göra en avvägning. Ska allt effektiviseras så att det inte finns plats för personer som vill göra enklare moment, säger Åsa Fast-Berglund.

Anna Syberfeldts uppfattning är att Sverige ligger långt fram, särskilt inom IT- och datateknik.

– Det baserar jag på vad jag hör om Sverige och vad jag får för feedback på forskningskonferenser och industrinätverk i Europa och på andra håll. Efter besök i industrier runt om i världen tycker jag också att vi har väldigt modern teknik på våra fabriksgolv.

Luis Ribeiro tycker att frågan är svår att besvara. Sverige har traditionellt varit bra på innovation och snabbt anammat nya idéer. Det är lätt att tänka att vi ligger främst. Men digitaliseringen går snabbt i många länder.

– Samhället har ändrats i grunden sedan 1990-talet. Alla har tillgång till samma kunskap. Det påverkar forskning och teknologier överallt. Fördelen av att vara i en särskild del av världen är mindre i dag. Vi måste hålla tempot uppe och vi måste öka takten. Det gör alla andra!

I princip går det att effektivisera överallt enligt forskarna. Men ibland är det mer utmanande. Ett exempel är produktionsprocesser som kräver mycket energi, som i gjuterier. Processen kan förbättras, men det krävs ändå en minimimängd energi för att smälta metall. Vissa arbetsuppgifter är också knepigare. I dag är till exempel 95 procent av allt jobb i slutmontering manuellt. Enligt Åsa Fast-Berglund beror det på att produkter inte är designade för automation och att jobbet är erfarenhetsbaserat, man lär sig genom att gå bredvid experter. Hon har studerat just slutmontering i 15 år.

– Man har inte tänkt automation så mycket i slutmontering. Det är vårt främsta fokus på SII-Lab. Helt automatiserat kan det nog inte bli, om man tänker på resurseffektivitet i betydelsen att robotar hjälper till. Kanske går det att nå 70 procent. 

Nyckeln är kompetensutveckling i bolagen

Till sist: hur kan företag bli mer resurseffektiva? Luis Ribeiros tips är att ha ett öppet sinne för hur saker produceras.

– Det finns alltid ett bättre sätt. En utmaning är att navigera mellan alla buzz words om industriell digitalisering. Försök hellre förstå den konkreta effekten. Hur kan olika teknologier bidra till en mer hållbar produktion, en bättre produktionsmiljö? Hur kan de översättas i affärsmöjligheter, både de vi har nu och de vi kan få i framtiden.

Åsa Fast-Berglund tipsar om att jobba mer med digitalisering, även operativt, och att gå från erfarenhetsbaserade beslut till databaserade instruktioner. Och inte minst: jobba tvärfunktionellt.

– Beredare och designers är ofta med i kedjan när man utformar produktionen och produkten, men inte operatören som ska jobba med det. Ta med dem tidigare och mer.

Anna Syberfeldt tror att nyckeln är kompetensutveckling i bolagen.

– Ta reda på hur digitalisering inom produktionen kan öka, hur AI skulle kunna bidra, hur man kan tänka kring design av kommande produkter. Alla bolag kan bli mer resurseffektiva. Det finns alltid nästa steg att ta.