Mangler 880.000 respiratorer på verdensplan – robotterne kan hjælpe os

”De produktionssystemer, vi har i dag, er ikke i stand til at tilpasse sig store ændringer i efterspørgsel og udbud; og slet ikke en komplet rekonfiguration til fremstilling af et nyt produkt. Det ser vi udpenslet under den igangværende corona-pandemi, hvor virksomheder, der traditionelt beskæftiger sig i andre brancher, nu skal til at producere værnemidler eller respiratorer. Cobots kan sammen med fleksible automationsløsninger tackle disse udfordringer.”

Sådan lyder det fra forskeren Ali Ahmad Malik fra SDU. Sammen med Tariq Masood og Rehana Kousar fra University of Cambridge har han netop fået publiceret en videnskabelig artikel i det anerkendte magasin Science Robotics, hvori de behandler spørgsmålet: ”Kan cobots sætte yderligere gang i produktionen af respiratorer?”

Det korte svar er ”Ja!”

Baggrunden er et massivt behov for respiratorer på verdensplan som følge af over otte millioner COVID-19-patienter. Ordrebøgerne er fulde, og producenterne kan ikke følge med efterspørgslen. Derfor foreslår forskerne fra SDU og University of Cambridge at sætte cobots til at udføre en stor del af arbejdet.

Global mangel på respiratorer
GlobalData vurderer, at der mangler 880.000 respiratorer på verdensplan. Manglen er allerstørst på det afrikanske kontinent, hvor 10 lande slet ikke har respiratorer. WHO estimerer, at der er under 2.000 funktionsdygtige respiratorer til at dække 41 afrikanske lande.

Kapløb mod tiden
Det er altså bydende nødvendigt at øge produktionen af respiratorer. Regeringer verden over har opfordret virksomheder til ændre deres produktionslinjer, hvilket har fået fabrikanter som Rolls Royce og en støvsugervirksomhed til at kaste sig ind i kampen mod den stigende efterspørgsel på respiratorer. Men med et stadigt stigende antal COVID 19-patienter på verdensplan er det et kapløb mod tiden.

Problematisk at omstille produktionslinjen
I den videnskabelige artikel i Science Robotics skriver forskerne fra SDU og University of Cambridge imidlertid, at det ikke er så lige til at gå fra at lave f.eks. støvsugere til at producere respiratorer.

”Det kræver en hel række af skridt lige fra sourcing design, produktionsinformation, opgradering af produktionslinjer og træning af medarbejdere, så de ikke blot kan samle, men også teste respiratorerne; dette kan tage måneder. Samtidig er det svært at efterkomme den store efterspørgsel, da produktionslinjerne er udformet med masseproduktion for øje og dermed ganske ufleksible,” siger Ali Ahmad Malik.

Faktum er, at ganske få virksomheder under den igangværende pandemi er udstyret med de tekniske og menneskelige resurser til at efterkomme den store efterspørgsel. Derudover besidder virksomhederne ikke den nødvendige ekspertise inden for produktion af respiratorer.

Robotter er vores venner
Forskerne peger på kollaborative robotter – populært kaldet cobots - som en mulig løsning. Cobots er robotter man kan arbejde sammen med, som kan give en hjælpende hånd. De nye robotter kræver ingen sikkerhedsafskærmning og er nemme at programmere, men formår at kombinere den menneskelige fleksibilitet med robottens styrke.

Med cobots kan virksomheder gå væk fra samlebåndstankegangen, som Ford var med til at introducere i 1913 og i stedet tænke i cellebaseret produktion, hvor robotter og mennesker arbejder sammen side om side.

”COVID-19 raser stadig, og der mangler 880.000 respiratorer på verdensplan. Cobots kan klare halvdelen af samlearbejdet, når en respirator skal produceres, og dermed vise sig at få stor betydning. Produktionslinjen kan derudover let omlægges fra produktion af f.eks. jet-motorer, biler eller støvsugere. Samtidig kan cobots være med til at opretholde den sociale distance på fabriksgulvet, som er nødvendig i disse corona-tider,” skriver forskerne.

Cobots er fleksible
At omlægge en fabrik kræver en stærk tilpasningsevne i forhold til nye opgaver og krav. Et såkaldt HRC- (human-robot collaboration) system lever op til netop dette. Systemet har også den fordel, at det i første omgang kan opbygges i beskedent omfang, men siden udbygges med yderligere kapacitet og funktionalitet, hvis efterspørgslen stiger. Et HRC-system har altså al den fleksibilitet, som et traditionelt samlebånd ikke har.

En øget eller ændret efterspørgsel kan imødekommes ved at tilføje ready-to-deploy hardware-moduler til det eksisterende system, hvilket er en strategi, vi kender fra militæret og sundhedsvæsenet, men som stadig er sjældent set i industrien, hvor produktionslinjer er designet til lange levetider på over 20 år. HRC-systemet er sammenligneligt med Lego-moduler, hvor man ganske enkelt blot sætter endnu en klods på systemet, når behovet opstår.

Den digitale tvilling
Samtidig er det muligt at implementere en digital tvilling med det fleksible HRC-system. Den digitale tvilling kan derfor også være et yderst vigtigt redskab i krisesituationer, som den nuværende pandemi, hvor moduler, ready-to-deploy-hardware og software skal implementeres hurtigt. Produktionssystemer med menneske/robot-samarbejde kan være komplekse, men digitale tvillinger kan ganske enkelt gøre integrationen hurtigere, reducere robotprogrammeringsindsatsen og fordele opgaver mellem menneske og robot på dynamisk vis.

Stadig udfordringer
Forskerne konkluderer altså, at cobots og den digitale tvilling kan afhjælpe en stor del af de problemer, som produktionsvirksomheder står overfor i en krisetid som den igangværende pandemi, hvor der stilles næsten lige så store krav til produktionslinjerne som til nutidens mennesker, der over en bred kam skal leve op til etiketter som ’agil’ og ’omstillingsparat’.

Ikke desto mindre er der stadig udfordringer. Sikkerhed i forbindelse med at robotter og mennesker arbejder tæt side om side er den største af dem alle. Det er derfor vigtigt, at industri og universiteter arbejder tæt sammen i bestræbelserne på at integrere robotter som kollegaer.

Historisk set har produktionsvirksomheder vist sig i stand til at rebe sejlene og op- eller nedskalere produktionen, når stormen er over dem – eller endda ændre kurs og producere produkter, de ikke har erfaring med. I voldsomt uvejr finder virksomhederne nye løsninger i bestræbelserne på ikke at gå til bunds. Og det er netop, når modvinden er stærkest, at usædvanlige resultater opnås med ukonventionelle metoder, der siden går hen og bliver den nye og konventionelle måde at producere et givent produkt på. 

De erfaringer, som vi gør os med cobots under coronakrisen, kan potentielt være et stort skridt mod menneske/robot-teams i fremtidige fabrikker – en fremtid, hvor produktionslinjerne og virksomhederne derfor er mere robuste og modstandsdygtige over for pandemier.

Faktabox

Kollaborative robotter (cobots)
En kollaborativ robot er i stand til at håndtere flere forskellige opgaver og arbejde tæt sammen med mennesker. Gængse, autonome robotter er derimod programmeret til at udføre én og kun én opgave. Disse er ofte en selvstændig, stationær produktionscelle.  En cobot, der arbejde side om side med et menneske, kan hurtigt tilegne sig nye kompetencer.

Den digitale tvilling
Den digitale tvilling er helt basalt et digitalt spejlbillede af et fysisk produkt, lad os for eksemplets skyld sige din bil. Din bils digitale spejlbillede vil præcist fortælle, hvornår bremseklodserne er ved at være slidte eller dine støddæmpere skal justeres. Med en digital tvilling er det let at holde status på det reelle, fysiske produkt. 

I forbindelse med et HRC-system kan en digital tvilling give indsigt i operationel adfærd, hvilket giver virksomheden mulighed for at optimere processer, inden de implementerer dem i den virkelige verden. Det er normalt særdeles dyrt at ændre i en produktionslinje, men med en forudgående simulering kan virksomheder ramme plet i første hug og derfor spare efterfølgende omkostningstunge justeringer.

Global mangel på respiratorer
For kritisk syge COVID 19-patienter kan en respirator være et spørgsmål om liv eller død. Maskinen tilfører ilt til lungerne og fjerner kuldioxid fra kroppen, når de er så syge, at de ikke selv er i stand til at trække vejret længere.

Ved pandemiens udbrud havde USA 62.188 tilgængelige respiratorer, men en rapport fra GlobalData siger, at landet har brug for yderligere 75.000. I EU ligger gennemsnittet af respiratorer på 11,5 per 100.000 indbyggere, men hvis vi kigger mod Indien, Bangladesh og Pakistan, der tilsammen står for en fjerdedel af jordens befolkning, så hedder gennemsnittet 3,7 for Indien og 3,6 for Bangladesh og blot 2,5 for Pakistan.