テストの未来:自動化と協働ロボット
Vivek Jaykrishnan、テクノロジー、デジタルエンジニアリングおよび製造サービス、品質エンジニアリング、自動化およびロボットに関するCapgeminiグループのシニアディレクター...
グローバルサプライチェーンに対するCOVID-19の影響を制限するためにデジタル化に向けて競争しているメーカーとともに、一部の情報筋は、パンデミックがロボットの採用を75.7%加速させる可能性があるとさえ主張しています。製造業。
製造におけるデジタルトランスフォーメーションは協働ロボット(コボット)に依存しますが、テストへの導入は、ロボットのドメイン理解と検証および妥当性確認プロセスを必要とする特殊なタスクです。
自動化する理由
製造におけるテストプロセスは多面的である可能性があり、必要なデータを生成するために多くのアクションを同時に完了する必要があります。アクションの数が増えると、タスクの複雑さも増します。これにより、手動でテストを実行しているときに、テストのペースと精度を維持することが困難になる可能性があります。これは、生産性、そして最終的には収益にノックオン効果をもたらします。
ロボット工学などのテクノロジーを採用することで、製品テストとシステムテストの両方の効率と信頼性を大幅に向上させることができます。また、特定の機能を自動化することにより、人間のオペレーターが結果を解釈および分析するためのより多くの時間が許可されます。
ロボット工学の新時代:コボット
- サービスロボット:さまざまな日常業務における人間へのアシスタントロボット。通常、これらには定義された範囲と、パッケージング、検査、ホームアシスタントなどの専用機能があります。
- カスタムロボット:プッシュ/プルシステムなどの専用タスクを実行することを目的とした特定のメカトロニクス設計。
- 産業用ロボット:より高速でパフォーマンスを重視し、製造ラインなどのスタンドアロンまたはクラスター化されたユニットとして使用できる特殊なサービスロボット。
- 協働ロボット(コボット):人間のオペレーターと一緒に協調環境で作業できる小型ロボット。
ロボットのいくつかのオプションが利用可能であるため、デバイスのテストにどれを選択する必要があるのかという疑問が生じます。カスタムロボットの高度に専門化されたサービスの性質は、テスト環境に必要な柔軟性に欠けていることを意味します。同様に、産業用ロボットは人間の能力をはるかに超えたタスクに適しています。
したがって、コボットが明確な選択です。それらは、人間のオペレーターと一緒に作業するのに理想的な多くの利点を提供します-それらは軽量で、サイズが小さく、エネルギー効率が良いです。定義上、これらは協調的であり、構造的および運用上のメカニズムを使用して、人間のオペレーターと同じ時間と空間で共同作業を行うための安全なコンパニオンとしての資格を得ることができます。速度と力の制限や仮想安全制限などの固有の安全機能はすべて、ラボのセットアップに最適です。それに比べて、他の形態のロボットはそのような予防策を備えていません。つまり、人間のオペレーターや他の機器に安全上の脅威をもたらす可能性があります。
協働ロボット化へのロードマップ
コボットは、作動からエンドツーエンドのテストを実行するための視覚、音声、センサー機能で強化されており、テストプロセスで幅広いアプリケーションを提供します。-
- 機能テスト:デバイスまたはモジュールの物理的なアクションベースの機能をテストします
- パフォーマンステスト:デバイスの入力と応答の一貫性のある厳密なテスト
- ユーザーテスト:テスト対象デバイス(DUT)の機能をカバーするために可能な最大のユーザーアクションの模倣
- システムテスト:最終用途のための過酷または危険な環境でのテスト
- 支援テスト:人間が反復的なタスクを実行するのを支援するロボット。これにより、人間はテストの進化に集中できます。
コボットはすでに一部の業界で使用されています。ドイツでは、Fraunhofer IPAで働く科学者が、食器洗い機などの家電製品の耐久性をテストし、摩耗するまで繰り返しロードおよびアンロードするボッシュ用のモバイルコボットを開発しました。従業員は非常に反復的なタスクから解放され、標準化され制御された24時間の運用に頼ることができます。次に、自分のリソースをより微妙なタスクに振り向けることができます。
一方、スペインの自動車産業サプライヤーであるContinentalは、コボットを使用して生産ラインを強化しています。 2016年、同社はプリント回路基板の製造と取り扱いを自動化するために多数の協働ロボットを導入しました。そうすることで、切り替え時間が50%短縮され、手動で行った場合の40分から20分に短縮され、その時間を他の場所でより有効に活用できるようになりました。
組織は、コボットをテストプロセスに実装する前に、いくつかの要因を考慮する必要があります。 1つ目は、モデルの優れた選択です。テスト中に必要となるロボット、センサー、およびエンドエフェクター(ロボットの手または指)のタイプを選択するには、テスト条件下で動作するデバイスを完全に理解する必要があります。
選択が行われたら、コボットの操作方法を理解するために従業員を適切にトレーニングする必要があります。これに続いて、組織は操作を試運転する必要があります–タイミングと検証の有効性をテストします。適切な試行またはトレーニングがないと、スタッフが機器を適切に操作できないため、スタッフの安全または生産の遅延の潜在的なリスクがあります。また、実際にプロセスを試してみないと、正しく機能するかどうかを知る方法はありません。必要に応じて、設計を再評価したり、再調整してカスタマイズしたりする機会はありません。
これらの手順が完了したら、本番環境への展開を開始する必要があります。ただし、これは1回限りの評価ではありません。組織は、スケーラビリティ分析と価値の監視を継続し、予期しない問題が発生した場合に備えて、アップグレードとメンテナンスの戦略を作成する必要があります。
コボットの明るい未来
エンドツーエンドのデバイステストでのコボットの幅広い使用法はすでに発見されていますが、技術が進歩するにつれて、これらの使用法は拡大し続けることが期待できます。コボットがデジタルトランスフォーメーションを支援する可能性は非常に大きく、特に航空宇宙、ヘルスケア、産業自動化、消費者向け製品、小売、流通(CPRD)などの業界では大きな可能性があります。
設計上、コボットは人間との緊密な連携を促進するため、従業員の手からいくつかのタスクを取り除くだけでなく、従業員の時間をどのように解放できるかを検討することも重要です。自動化、持続可能性を最大化し、安全な協働テスト環境を維持しながら、産業チェーンでより多くの価値を生み出します。
製造トピックの詳細については、最新版をご覧ください グローバルマニュファクチャリング。
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