Hoe Heineken’s robots rollende flesjes grijpen (video)

WWe worden steeds meer een hightechbedrijf en trekken veel technische arbeidskrachten aan", zegt Dennis van der Plas, Global Lead Packaging Lines bij Heineken. "Die houd je niet tevreden met repeterend werk, zoals omgevallen flesjes van de lopende band rapen." Binnen innovatieprogramma Smitzh ontwikkelen Heineken en fieldlab RoboHouse, met ondersteuning van TNO, daarom een robotica-oplossing op basis van flexible manufacturing: geautomatiseerd omgaan met onverwachte situaties.

Shobhit Yadav van TNO vindt flexible manufacturing een van de belangrijkste ontwikkelingen binnen de smart industry. "Maakbedrijven leveren tegenwoordig voornamelijk gespecialiseerde producten, omdat de klant daarom vraagt. Als fabrikant moet je dus veel verschillende producten kunnen maken. Dat kan óf met een groot aantal productielijnen, of met een klein aantal productielijnen die flexibel genoeg zijn om aan te passen."

De vraag van Heineken ligt in het verlengde daarvan: een robot die verschillende soorten omgevallen bierflesjes op de lopende band herkent en ze oppakt terwijl de band blijft bewegen. Shobhit: "De omgeving verandert constant en daar moet de robot meteen op reageren. Een typisch voorbeeld van een flexibele productielijn, die zich automatisch aanpast aan de situatie."

Uit de usecases die Heineken aandroeg destilleerden RoboHouse en TNO twee onderzoeksdoelen: het mogelijk maken van realtime controle over robots en het gebruik van visiontechnologie om de robots aan te sturen met camera’s. Met als overkoepelende vraag of dat haalbaar is op de hoge snelheid van Heinekens verpakkingslijnen. TNO nam de aansturing en bewegingen van de robot op zich, RoboHouse het visiongedeelte: het herkennen van de omgevallen fles, de softwarematige aansturing van het systeem en het bouwen van de gripper die het gevallen flesje oppakt.

Rollende flesjes

Dat gevallen exemplaren geen moment stilliggen, vormde de grootste uitdaging voor het detecteren en tracken van bierflesjes. Bas van Mil, Mechanical Engineer bij RoboHouse: "Ze bewegen niet alleen in de richting van de lopende band, maar ook op de band zelf, als ze bijvoorbeeld gaan rollen. Bij veel bestaande robotsystemen maakt de camera een enkele foto, waar vervolgens de robotbewegingen op worden gebaseerd. De robot doet dan een blind pick en heeft geen idee of er in de tussentijd iets is veranderd. Dat werkt alleen als de omgeving constant blijft, dus niet in dit geval."

De oplossing was een systeem waarbij de camera en de bewegingen van de robot voortdurend met elkaar in verbinding staan. "Daarbij telt iedere milliseconde, anders verdwijnt het flesje uit beeld en grijpt de robot alsnog naar de plek waar de fles een halve seconde geleden was." Een programmeur van RoboHouse maakte de camerasoftware zo snel en efficiënt mogelijk en het fieldlab schafte speciaal voor dit project een krachtige pc aan waar een geavanceerde vorm van AI op draait.

Vervolgens schreven TNO en RoboHouse samen een programma dat de snelheid bepaalt vanaf het moment dat de fles wordt gedetecteerd, waardoor de robot direct meebeweegt. Hij trekt een soort sprintje op basis van de berekende snelheid. En dat maakt deze robot heel anders dan bestaande systemen. Shobhit: "Hij reageert onmiddellijk op veranderingen. Daardoor is de robot nu zelfs 30 procent sneller dan de huidige topsnelheid van Heinekens lopende banden. Dat maakt de robot dus breder inzetbaar: hij kan nu ook worden ingezet in een andere omgeving, met andere productiesnelheden."

Slimmer dankzij onafhankelijke partners

Naast de succesvolle innovatie is ook het onafhankelijke karakter van TNO en RoboHouse voor Heineken waardevol. Vvan der Plas: "Daardoor weten we nu veel beter wat er technisch mogelijk is, wat de moeilijkheden zijn en in hoeverre een vraag aan onze technische leveranciers realistisch is. Dankzij dit project kunnen we tegenover onze leveranciers dan ook veel meer optreden als smart buyer en slimmer eisen stellen. Zeker omdat we opereren in zo’n innovatief vakgebied, waar je de onderdelen niet kant-en-klaar van de plank koopt, is het relevant om over die informatie te beschikken. Want vraag ik te weinig, dan haal ik niet het beste uit m’n project. Vraag ik te veel, dan komt dat de relatie met de leverancier niet ten goede."

De vervolgstappen van RoboHouse en TNO zijn gericht op het optimaliseren van de robot. "Dit is pas de pilotversie", zegt Bas. "Er zijn zeker nog stappen te maken op het gebied van flexibiliteit, bijvoorbeeld door er een andere visionmodule in te plaatsen. Dat maakt de technologie nog breder inzetbaar."

Nieuwe uitdaging gezocht

De organisaties zoeken daarom naar usecases waarin ze dezelfde techniek kunnen inzetten om andere problemen op te lossen. Shobhit: "Dat is het bredere plaatje waar we naar kijken. Dit project staat dan model voor soortgelijke uitdagingen in andere industrieën."

Bron: Innovation Quarter