Kennisartikel
Fabrieksautomatisering: waarom is het belangrijk en hoe begin je?
Fabrieksautomatisering staat bij steeds meer productiebedrijven hoog op de agenda. Personeelstekorten, stijgende productiekosten en strengere eisen aan kwaliteit, traceerbaarheid en levertijden zetten bestaande productieprocessen onder druk. Tegelijkertijd verwachten klanten meer productvarianten en kortere doorlooptijden.
Voor veel productiemanagers ontstaat daardoor dezelfde vraag: waar begin je? Een robot, vision-systeem of nieuwe productiemachine kan veel opleveren, maar alleen wanneer de gekozen oplossing aansluit op de werkelijke bottleneck.
Automatisering begint daarom niet met technologie, maar met inzicht in de complete productiestroom.
In de praktijk gaat bij productiebedrijven regelmatig 5 tot 50% van de beschikbare productietijd verloren aan wachttijden, handmatige verplaatsingen, omstellingen en procesvariatie. Juist deze verliezen maken zichtbaar waar fabrieksautomatisering waarde kan toevoegen.
In dit kennisartikel lees je wat fabrieksautomatisering inhoudt, waarom het belangrijk is, welke processen vaak interessant zijn en hoe je een automatiseringstraject stap voor stap opbouwt.
Wat is fabrieksautomatisering?
Fabrieksautomatisering is het automatiseren en onderling verbinden van productieprocessen binnen een fabriek. Daarbij werken machines, robots, operators, transportsystemen en software samen om producten efficiënter, consistenter en voorspelbaarder te produceren.
Het begrip gaat verder dan robotisering. Een robot die producten oppakt kan onderdeel zijn van de oplossing, maar de aanvoer, positionering, kwaliteitscontrole, testprocedure, dataregistratie en afvoer bepalen samen of het totale proces goed presteert.
Het doel is dan ook niet om zoveel mogelijk handmatig werk te vervangen. Het doel is een productieomgeving die stabieler draait, eenvoudiger kan opschalen en beter kan omgaan met wisselende volumes, productvarianten en personeelsbezetting.
Fabrieksautomatisering kan onder meer bestaan uit:
- product handling en robotisering
- geautomatiseerde assemblage
- vision-inspectie en kwaliteitscontrole
- testautomatisering
- interne logistiek en buffers
- procesbesturing, dataregistratie en traceerbaarheid
Waarom investeren bedrijven in fabrieksautomatisering?
Meer capaciteit zonder evenredig meer personeel
Wanneer operators veel tijd kwijt zijn aan repeterende handling, inspecties of logistieke bewegingen, ontstaat een natuurlijke grens aan de productiecapaciteit. Het automatiseren van één kritische bottleneck kan de output van een lijn tot soms 50% verhogen.
Constantere kwaliteit
Handmatige processen zijn afhankelijk van ervaring, concentratie en interpretatie. Automatisering maakt kritische handelingen reproduceerbaar en vermindert de kans op menselijke variatie. In een representatieve praktijksituatie kan het afkeurpercentage hierdoor bijvoorbeeld dalen van 3,0% naar 0,8%. Daarnaast worden inspectieresultaten automatisch geregistreerd, waardoor volledige traceerbaarheid en procesanalyse mogelijk zijn.
Minder afhankelijkheid van schaars personeel
Automatisering maakt operators niet overbodig, maar verandert hun rol. Zij verschuiven van uitvoeren naar instellen, bewaken en verbeteren. In een geschikte toepassing kan de directe operatorinzet bijvoorbeeld dalen van 1,5 FTE naar 0,5 FTE, terwijl de capaciteit gelijk blijft of stijgt.
Voorbeeld van meetbare effecten:
|
KPI |
Voor automatisering |
Na automatisering |
|
Cyclustijd |
18 sec. |
12 sec. |
|
Afkeur |
3,0% |
0,8% |
|
Omsteltijd |
40 min. |
15 min. |
|
Operator-inzet |
1,5 FTE |
0,5 FTE |
Welke processen zijn vaak interessant om te automatiseren?
Product handling
Veel operators besteden dagelijks tijd aan het oppakken, positioneren en verplaatsen van producten. Deze handelingen lijken eenvoudig, maar bepalen vaak het tempo van de hele lijn. Robots, lineaire systemen, conveyors en buffers kunnen de productflow stabieler maken en fysieke belasting verminderen.
Assemblage
Bij assemblage zijn nauwkeurigheid en herhaalbaarheid essentieel. Onderdelen kunnen automatisch worden gepositioneerd, geperst, geschroefd of gemonteerd. Door controles direct in de processtap op te nemen, worden ontbrekende of verkeerd gemonteerde onderdelen vroeg gedetecteerd.
Vision en kwaliteitscontrole
Een vision-systeem kan 100% van de producten inspecteren in plaats van alleen steekproeven. Afhankelijk van product, camera en belichting kunnen kleine afwijkingen automatisch worden herkend en gekoppeld aan het serienummer of de batch.
Testautomatisering
Functionele tests kosten vaak veel operatorcapaciteit. Een geautomatiseerde testopstelling voert telkens hetzelfde protocol uit, registreert meetwaarden en bepaalt direct of een product voldoet. Een testtijd kan bijvoorbeeld dalen van zes naar twee minuten per product.
Interne logistiek
Ook het transport tussen processtappen kan de doorstroming beperken. Automatische aanvoer, buffers of mobiele transportsystemen verminderen wachttijden en voorkomen dat operators vooral bezig zijn met het verplaatsen van trays, bakken of pallets.
Waarom moet je verder kijken dan één machine?
Een nieuwe machine kan lokaal sneller produceren, terwijl de totale output nauwelijks stijgt. Wanneer de volgende processtap het hogere tempo niet aankan, verschuift de bottleneck simpelweg. Hetzelfde geldt wanneer een robot regelmatig wacht op materiaal of wanneer een snelle assemblagestap wordt gevolgd door een trage handmatige inspectie.
Kijk daarom naar de volledige productiestroom: van materiaaltoevoer en omstelling tot kwaliteitscontrole, buffering en afvoer. In sommige processen bestaat 50% of meer van de totale doorlooptijd uit wachten.
Het verkorten van die wachttijd kan meer opleveren dan een snellere machine.
Omsteltijden verdienen daarbij extra aandacht. Wanneer een omstelling van 35 naar 12 minuten daalt, levert dat bij zes omstellingen per dag ruim twee uur extra productietijd per ploeg op. Zeker bij veel productvarianten kan dit doorslaggevend zijn.
Hoe begin je met fabrieksautomatisering?
1. Breng de productiestroom in kaart
Leg vast hoe producten door de fabriek bewegen, welke handelingen plaatsvinden en waar wachttijden, fouten of stilstand ontstaan. Kijk ook naar omstellingen, storingen en afkeur; juist daar worden verborgen verliezen zichtbaar.
2. Bepaal de echte bottleneck
Automatiseer niet automatisch het proces met de meeste handmatige handelingen. Kies de processtap die de grootste invloed heeft op capaciteit, kwaliteit of leverbetrouwbaarheid.
3. Formuleer meetbare doelstellingen
Leg vooraf vast wat het project moet opleveren, bijvoorbeeld 30% meer capaciteit, 50% kortere omsteltijd, minder dan 1% afkeur of een reductie van operatorinzet.
4. Valideer kritische aannames
Een handeling die voor een operator eenvoudig is, kan technisch complex zijn. Producten kunnen scheef liggen, toleranties verschillen of materialen reageren anders dan verwacht. Een proof-of-concept of pre-engineeringtraject maakt deze risico’s zichtbaar vóór de bouw van een complete installatie.
5. Automatiseer gefaseerd
Begin bij één kritische processtap en ontwerp de oplossing zo dat toekomstige uitbreiding mogelijk blijft. Daarmee beperk je risico’s, bouw je ervaring op en wordt duidelijk welke vervolgstap het meeste rendement oplevert.
Waar moet je nog meer rekening mee houden?
Een automatiseringsproject is een investering voor de lange termijn. Kijk daarom verder dan alleen de aanschafkosten. Neem ook onderhoud, training, energieverbruik, reservedelen en toekomstige uitbreidingsmogelijkheden mee in de besluitvorming.
Vergelijk deze totale kosten met de verwachte opbrengsten, zoals een hogere productiecapaciteit, constantere kwaliteit, minder stilstand en een lagere operatorinzet.
Door de totale kosten en baten over meerdere jaren naast elkaar te zetten, ontstaat een realistisch beeld van de terugverdientijd én van de waarde die fabrieksautomatisering op de lange termijn kan opleveren.
Om technische risico’s te beperken, kiezen veel bedrijven ervoor om kritische aannames vooraf te valideren met een proof-of-concept of pre-engineeringtraject.
Praktijkvoorbeeld: Dubbele SCARA-robotopstelling voor een geautomatiseerde productielijn
Voor een producent van metalen onderdelen ontwikkelde STT Products een dubbele SCARA-robotopstelling die volledig werd geïntegreerd in een geautomatiseerde productielijn. De installatie automatiseert het complete proces van stansen, producthandling, kwaliteitscontrole en interne logistiek.
Na het stansen verplaatst een snelle SCARA-robot tien onderdelen tegelijk naar de transportbaan. Tijdens deze beweging identificeert een vision-systeem ieder onderdeel aan de hand van een unieke matrixcode. Op basis van de teruggekoppelde kwaliteitsinformatie worden afgekeurde onderdelen direct automatisch uit de productstroom verwijderd.
Resultaten:
- Productiecapaciteit met circa 40% verhoogd;
- 100% automatische identificatie en traceerbaarheid van de onderdelen;
- Meer dan 95% minder fouten in het sorteerproces;
- Operatorinzet teruggebracht van circa 1 FTE naar 0,3 FTE per ploeg.
Deze case laat zien dat fabrieksautomatisering verder gaat dan het automatiseren van één machine. Door handling, vision, kwaliteitscontrole en interne logistiek slim te combineren, ontstaat een stabiele productflow met een hogere capaciteit, constantere kwaliteit en volledige procescontrole.
De eerste stap naar succesvolle fabrieksautomatisering
Fabrieksautomatisering biedt kansen om efficiënter, flexibeler en beter beheersbaar te produceren. De grootste resultaten ontstaan echter niet door zoveel mogelijk technologie toe te passen. Ze ontstaan door eerst te begrijpen waar capaciteit verloren gaat, waar kwaliteit onder druk staat en welke processtappen toekomstige groei beperk
Bij STT Products ondersteunen we productiebedrijven bij het analyseren, ontwikkelen en realiseren van maatwerk automatiseringsoplossingen. Van pre-engineering, proof-of-concept en procesvalidatie tot machinebouw, robotisering, product handling, vision en testautomatisering.
Door techniek altijd te koppelen aan het productieproces ontwikkelen we oplossingen die niet alleen technisch functioneren, maar ook bijdragen aan een hogere capaciteit, constantere kwaliteit en een toekomstbestendige productieomgeving.