Wat houdt 'Industrial robots' in?

Robotisering wordt breed toegepast in het marktsegment Infra. Robots dienen ter ondersteuning en verlichting van de werkzaamheden en hebben als voordeel dat er minder mankracht nodig is om het werk te doen. Met name in een markt waar de instroom van beginnende beroepsbeoefenaars gering is en de werkzaamheden (vaak) fysiek zwaar of onveilig zijn, is de robot een welkome innovatie.

Inzetbaarheid van robots

Waar robots jaren geleden mondjesmaat werden ingezet, volgen de innovaties elkaar nu in rap tempo op. De bestratingsrobot is een feit, evenals de metselrobot. Deze robots kunnen repetitieve taken overnemen, zoals bestrating aanleggen en op hoogte gaten boren (bijvoorbeeld in tunnels), of werkzaamheden verlichten, zoals containers legen. 

Autonomie voertuigen en machines

Op afstand bestuurbare en (semi)autonome machines en voertuigen bieden veel voordelen. Door aansturing op afstand zijn machines beter wendbaar in de omgeving waarin ze werken en ze kunnen ook in gevaarlijke omgevingen werken. Daarnaast kost het minder (reis)tijd en is deze manier van werken minder afhankelijk van personele inzet. Steeds meer fabrikanten komen met innovaties van op afstand bestuurbare machines. 

Exoskelet

Exokeletten worden steeds meer gebruikt om het fysieke uithoudingsvermogen van beginnende beroepsbeoefenaars te vergroten en hen te ondersteunen bij het tillen, dragen en werkzaamheden boven het hoofd. Ook bij taken die langdurige fysieke inspanning vereisen, zoals het handmatig vasthouden van gereedschappen of het uitvoeren van herhaalde bewegingen, kunnen exoskeletten de belasting op het lichaam verminderen. De Laevo bijvoorbeeld, is een passief exoskelet dat de beroepsbeoefenaar ondersteunt tijdens voorovergebogen werk. Via een veersysteem wordt de druk op de onderrug opgevangen. Dit leidt tot een afname van de fysieke belasting tot 40-50%. Voor stratenmakers bijvoorbeeld, biedt het exoskelet een oplossing in het kader van duurzame inzetbaarheid (GWW Totaal, 2019).

3D-printen

3D-printen gebeurt op steeds grotere schaal in infra. Er zijn projecten gaande waarbij 3D-print wordt gebruikt om (fiets)bruggen en viaducten te produceren. De afgelopen jaren zijn er veel experimenten geweest die het 3D-printproces nieuwe inzichten hebben verleend en hebben verbeterd. 3D-printen heeft veel voordelen; het is sneller, goedkoper, biedt meer mogelijkheden qua complexe structuren en vormen, reduceert CO2-uitstoot en fabriceert onder geconditioneerde omstandigheden. Weber Beamix heeft jaren geleden de eerste industriële 3D-printfabriek geopend. Inmiddels maakt het bedrijf ook straatmeubilair, bruggen en complete woonhuizen (Yilmaz, 2022).

Wat is de impact van 'Industrial robots' op dossierniveau?

De inzet van robots vraagt om andere vaardigheden. De technologische complexiteit neemt toe. Denk bijvoorbeeld aan de bediening van de vuilniswagen; dit gebeurt via een joystick en vraagt om een bepaald inzicht. Bij kraanmachinisten gaat het vooral om het instellen en aansturen van de machines en de inschatting van risico’s om in te kunnen grijpen. De beginnende beroepsbeoefenaars moeten kranen en andere systemen kunnen bedienen. 

  • Wat verandert er?

    Steeds meer leveranciers van kranen werken aan autonome kranen. Door slimme technologieën zijn veel kranen al semiautonoom of op afstand bestuurbaar en dat maakt de weg naar volledig autonoom vrij. Op afstand bestuurbare kranen worden op dit moment al steeds meer gebruikt. Caterpillar heeft bijvoorbeeld Cat Command voor graafmachines. Deze software is een afstandsbediening die bijdraagt aan de veiligheid op het werkterrein doordat machinisten een graafmachine op afstand kunnen bedienen in gevaarlijke werkterreinen (Caterpillar, z.d.-a). Op afstand aansturen heeft verschillende voordelen. Zo kan het veiligheidsrisico’s voorkomen, omdat machinisten niet op en van de kraan hoeven te klimmen. Het verhoogt de productiviteit en voorkomt vermoeidheid door de effecten van trillingen, geluid en bewegingen. Ook werkt het bedienen van de machine op afstand heel nauwkeurig, waardoor de machinist goed de controle kan behouden. 

    Caterpillar biedt ook Cat Command voor verdichting aan (Caterpillar, z.d.-b). Dit is een semiautonome bestuurdersassistentietechnologie die de verdichtingsprocedure automatiseert op basis van inbreng van de machinist. Command regelt de snelheid, richting, besturing en het trillingssysteem van de bodemverdichter om de verdichting zo consistent mogelijk te maken.

    De technologie helpt actuele en toekomstige tekorten op de arbeidsmarkt aan te pakken. Een enkele machinist kan snel en eenvoudig meerdere machines bedienen, één tegelijkertijd, of van locatie van het werkterrein veranderen zonder van het kantoor naar de machine te hoeven gaan. 

    Wat is de invloed op de werkzaamheden?

    Voor de beginnende beroepsbeoefenaar vraag het op afstand aansturen van de machines om andere vaardigheden. De beginnende beroepsbeoefenaar moet overweg kunnen met de joystick/apparatuur en de interfaces die deze aansturing mogelijk maken. Ook moet de beginnende beroepsbeoefenaar de juiste instellingen kunnen invoeren en dat vraagt zowel vakinhoudelijke kennis als het kunnen omgaan met het systeem. Werken met (semi)autonome machines vergt training en oefening. Wanneer machines volledig autonoom kunnen werken, vraagt dat van de machinist het instellen van de machine, controle houden op werkzaamheden en bijsturen wanneer nodig. 

  • Wat verandert er?

    Robotisering doet steeds meer zijn intrede in grond-, water- en wegenbouw. Autonome apparaten kunnen het werk van beginnende beroepsbeoefenaars ondersteunen. De ontwikkeling van autonome apparaten is volop aan de gang en binnen grond-, water- en wegenbouw wordt veel geëxperimenteerd met autonome robots. Een voorbeeld uit 2021 is de Robot Plotter (Tyker, 2021). Deze autonome, zelfrijdende robot zet stuurlijnen uit op asfalt. In 2023 werd in de tunnel van de A73 gebruikgemaakt van een robot die 7000 gaten heeft geboord (Janssens, 2023). En De Krom heeft met DeJongCeba een straatrobot ontwikkeld die op afstand bestuurbaar is (DeJongCeba, z.d.). 

    Machines worden steeds slimmer en steeds meer geautomatiseerd. Dit is vooral zichtbaar bij bouw- en graafmachines (zie Kwalificatiedossier Machinisten). Moderne machines werken steeds vaker semiautonoom en kunnen op afstand aangestuurd worden.  

    Wat is de invloed op de werkzaamheden?

    Robots kunnen repetitieve taken uit handen nemen, zoals tunnelboringen, straten aanleggen en lijnen uitzetten. Het aansturen van (semi)autonome machines vraagt om andere vaardigheden en voor beginnende beroepsbeoefenaars binnen GWW is het belangrijk om hiermee overweg te kunnen. 

  • Wat verandert er?

    Robotisering heeft een beperkte invloed op het werkveld van de beginnende beroepsbeoefenaar. Wel krijgt 3D-printen een steeds prominentere plaats. Al jaren wordt er geëxperimenteerd met 3D-betonprinten. Bestaande technieken hebben nog beperkingen, ze kunnen alleen evenwijdig aan het grondoppervlakte werken. De printers stapelen horizontale lagen beton op elkaar. Dit beperkt het aantal mogelijke vormen en gebruikt meer beton dan nodig. Onderzoekers van de Universiteit van Michigan hebben een nieuwe methode ontwikkeld om ultralichte, afvalvrije betonnen constructies te maken met behulp van 3D-printers. De nieuwe techniek maakt gebruik van ‘topologische optimalisering’, waarbij voor elk stukje beton wordt berekend hoe dik het moet zijn. Zo kunnen dragende delen van de constructie dikker worden gemaakt, en niet-dragende delen dunner. Daarnaast maakt de nieuwe methode het mogelijk om veel complexere vormen te maken. 3D-prints kunnen ook gebruikt worden voor het produceren van (modulaire) onderdelen voor infrastructuuronderhoud (Schonebeek, 2023).

    En niet alleen beton wordt met 3D-printers vervaardigd, ook bekisting wordt steeds vaker 3D-geprint. Dit geeft ook vrijheid in het creëren van complexere vormen. Het bedrijf PERI bijvoorbeeld, maakt op basis van een 3D-model 3D-bekistingen. 

    Wat is de invloed op de werkzaamheden?

    De impact van 3D-printen wordt steeds groter. Voor beginnende beroepsbeoefenaars betekent dat dat ze de elementen uit 3D-printers op locatie moeten controleren en eventueel monteren. Het vraagt om een andere zienswijze op het productieproces. 3D-geprinte betonelementen worden namelijk in een fabriekshal vervaardigd, zoals bij prefabricage. 3D-printen van bekisting vraagt minder vaardigheden voor het maken van de bekisting, maar juist meer vaardigheden voor het juist toepassen van deze bekisting op de bouwplaats.

  • Wat verandert er?

    Binnen het marktsegment Infra wordt steeds meer materiaal waar de beginnende beroepsbeoefenaar mee werkt, gerobotiseerd. Het verlicht de werkzaamheden en je kunt de werkzaamheden slimmer uitvoeren. Neem horizontal directional drilling (HDD). Met deze techniek kun je complexe tracés realiseren. Het kruisen van bijvoorbeeld wegen, watergangen of bomen is met deze sleufloze techniek vaak wel mogelijk. Groot voordeel is dat er minimale impact ontstaat voor de bovengrondse omgeving en dat de kosten voor de aanleg van het complexe tracé relatief laag zijn (Peri, z.d.). 

    Wat is de invloed op de werkzaamheden?

    De innovaties op het gebied van materieel waar de beroepsbeoefenaar in infratechniek mee werkt, volgen elkaar de laatste jaren in rap tempo op. Innovaties zijn met name gericht op elektrificatie en emissieloos werken, maar ook op het ondersteunen en vergemakkelijken van de werkzaamheden. Voor beginnende beroepsbeoefenaars houdt dit in dat zij zich een leven lang moeten ontwikkelen om met deze apparatuur en machines te kunnen werken. Het houdt ook in dat zij over de digitale vaardigheden moeten beschikken om de machines te kunnen bedienen. 

  • Wat verandert er?

    Robotisering vindt ook plaats in het domein van AMBOR. In afvalverwerking wordt al een tijdje gewerkt met inzamelvoertuigen met zijladers. Die hoeven door maar één persoon bestuurd te worden en dat maakt de werkzaamheden lichter. Autonoom rijdende vuilniswagens zijn er nog niet, al zijn er wel experimenten opgestart. 

    Wat is de invloed op de werkzaamheden?

    Robotisering van voertuigen houdt voornamelijk in dat de bestuurder van bijvoorbeeld de afvalwagen behendig moet kunnen omgaan met de joystick en andere appraten die tot zijn beschikking staan. Het is belangrijk om rekening te houden met de omgeving, want bij een zijlader kan het voorkomen dat die door mensen over het hoofd wordt gezien of dat de bestuurder door gebrek aan zicht te laat ingrijpt.