Is mijn Smart Factory slimmer dan de jouwe? Het is moeilijk te zeggen

Wat die termen betekenen, is een open vraag. Elk is meer een soort marketingslogan geworden met evoluerende betekenissen dan een definieerbare wegwijzer voor hightech-productie. En termen die verwijzen naar intelligentie of, wat dat betreft, industriële revoluties, worden in de loop van de tijd steeds grandiozer of algemener.

Dat is het geval met de tweede van de termen in deze lijst, die in 2011 tot leven kwam als een door de Duitse overheid gesteund initiatief van Industrie 4.0 om de productiesector van het land te helpen zijn concurrentievoordeel te behouden. De uitdrukking zelf verwijst naar een cyberfysische, systeemgestuurde industriële revolutie, maar met het achtervoegsel ".0" wijst het op het niveau van verandering dat men zou vinden in een incrementele, maar substantiële software-upgrade. Het doet ook denken aan Web 2.0 dat grotendeels uit het geheugen is verdwenen sinds het opdook rond de eeuwwisseling en zijn hoogtepunt bereikte rond 2007. En in dit tempo is Web 3.0 er niet in geslaagd een mainstream modewoord te worden.

Deloitte wees er in 2017 op dat de term ‘smart factory’ meer op een reis dan op een bestemming duidt. "[I]t vertegenwoordigt een voortdurende evolutie, een continue reis naar het bouwen en onderhouden van een flexibel leersysteem - in plaats van de "one and done" fabrieksmoderniseringsbenadering van het verleden", luidt een deel van het artikel "The smart factory:Responsive, adaptieve, geconnecteerde productie.”

Huidige fabrieken van de toekomst

Er zijn natuurlijk een groeiend aantal meldingen van fabrieken en industriële faciliteiten die lijken aan te geven waar het productieveld naartoe zou kunnen gaan.

In 2017 rapporteerde Bloomberg bijvoorbeeld over een staalfabriek in Oostenrijk die jaarlijks 500.000 pond staal produceert met slechts 14 werknemers.

De faciliteit is geenszins uniek in termen van zijn wonderbaarlijke gebruik van automatisering. Het Japanse roboticabedrijf FANUC exploiteert sinds 2001 een zogenaamde "lights-out"-faciliteit, volgens een Fortune-artikel uit 2003. Het artikel meldde dat robots zo'n 50 robots per 24-uursploeg produceerden. "Niet alleen is het licht uit", zegt Gary Zywiol, destijds vice-president van Fanuc. "We zetten ook de airconditioning en de verwarming uit."

De FANUC-faciliteit heeft een zekere gelijkenis met het korte verhaal "Autofac" van Philip K. Dick uit 1955, waarin machines zichzelf repliceren. In dat dystopische fictiewerk opereren de geautomatiseerde fabrieken echter tegen de wil van een beperkt aantal menselijke overlevenden.

Aangezien een groot deel van de maakindustrie over de hele wereld worstelt met stijgende arbeidskosten en tekorten aan arbeidskrachten, blijft het vooruitzicht van volledig geautomatiseerde faciliteiten in trek.

Sommige bedrijven bewegen zich echter in de tegenovergestelde richting. Toyota heeft robots waar mogelijk vervangen door menselijke werknemers. "Het automatiseringsproces zal over het algemeen vorderen", vertelde Mitsuru Kawai, hoofd productie en executive vice president van Toyota aan Roland Berger. "Maar als we robots gebruiken, worden ze getraind door mensen die weten wat ze doen."

Tesla was daarentegen van plan om zijn zogenaamde "Alien dreadnought" -fabriek in Fremont, Californië, volledig te automatiseren, maar zijn leider Elon Musk veranderde van gedachten nadat hij zich realiseerde dat mensen "ondergewaardeerd" waren, grapte hij in 2018. Terwijl Tesla's fabriek nog steeds maakt uitgebreid gebruik van automatisering, maar laat ook zien hoe dergelijke faciliteiten de vraag naar gespecialiseerde witteboordenfuncties kunnen stimuleren, zoals batterij-algoritme-ingenieurs, computervisie-wetenschappers en deep learning- en machine learning-ingenieurs.

Een gelukkig medium — tenminste in concept

Zoals de voorbeelden van Toyota en Tesla illustreren, implementeert een aantal faciliteiten automatisering in combinatie met automatisering, waardoor hun activiteiten geleidelijk worden geoptimaliseerd.

Christian Lutz, chief executive officer van het IoT-gegevensbeheerbedrijf Crate.io, heeft gezien hoe de opmars naar autonome, zelfoptimaliserende productielijnen industriële bedrijven kan transformeren. Een van zijn klanten, het kunststofgietbedrijf ALPLA, heeft automatiseringstechnologie met machine learning-mogelijkheden uitgerold in verschillende van zijn Noord-Amerikaanse faciliteiten. "Het is een dramatische verandering", zei Lutz. "Voordat het systeem bijvoorbeeld werd geïmplementeerd, liep een medewerker op de werkvloer ongeveer 10 kilometer per dag tussen de productielijnen met een klembord en vinkjes aan." Grofweg gesproken zou een werknemer naar een machine lopen, controleren of deze correct werkte, een vakje aanvinken en naar de volgende machine gaan totdat zich een probleem voordeed. Tot op heden heeft het bedrijf het systeem uitgerold in 11 fabrieken in Noord-Amerika.

En als er een storing is, kan dit van invloed zijn op mogelijk duizenden producten. "Dat betekent dat je een realtime reactiesysteem nodig hebt, maar ook een systeem dat hopelijk het probleem voorspelt", zei Lutz. “Misschien zie je een trend ontstaan. Je ziet de tolerantie en je wordt gewaarschuwd als het systeem buiten de tolerantie gaat. Hopelijk zou het systeem deze trend zien aankomen en je een minuut eerder waarschuwen.”

Hoewel veel fabrikanten meer gebruik blijven maken van automatisering en tools zoals machine learning, heeft de algemene trend een lange geschiedenis. Middelgrote bedrijven in Duitstalig Europa bekend als Mittelstand hebben decennialang automatisering omarmd om concurrerend te blijven in een wereld waar goedkope arbeid altijd en ergens beschikbaar is. "In Europa heb je deze mega-geoptimaliseerde fabrieken die al supergeautomatiseerd zijn", zei Lutz. “Ze zijn allemaal gesensibiliseerd. Ze verzamelen informatie van de werkvloer. Maar de informatie wordt alleen gebruikt om de huidige stand van de productie te visualiseren.” En als zich een probleem voordoet, moeten menselijke werkers zich inspannen om het op te lossen.

Andere fabrikanten over de hele wereld hebben een vergelijkbare methode omarmd, maar de trend van slimme fabrieken verandert de calculus. Het belooft fabrikanten in staat te stellen hun capaciteiten te vergroten om problemen te voorspellen voordat ze downtime veroorzaken. Toegegeven, de techniek is vaak moeilijker in te zetten dan verwacht. Het werkt meestal het beste voor organisaties met aanzienlijke gegevens op een aanzienlijk aantal machines, zegt Hala Zeine, SAP's president van digitale toeleveringsketen en productie.

Een andere hindernis voor voorspellend onderhoud is de vraag waar de gegevensverwerking moet komen. Wat moet direct op de werkvloer worden verwerkt - aan de zogenaamde "rand"? En wat moet er naar de cloud? "Om deze balans goed te krijgen, is de heilige graal in slimme fabrieken", zei Lutz. "Op de lange termijn werkt alles naar de cloud pushen vanuit kostenoogpunt niet."

Er zijn een aantal bedrijven die analytics naar de edge pushen en data naar de cloud aggregeren. "Maar wat mensen vaak vergeten is:zodra je de gegevens verzamelt en comprimeert, bijvoorbeeld tot 'max', 'min', 'uitbijters', 'gemiddelde' en dat soort dingen, verlies je de mogelijkheid om datawetenschap uit te voeren," zei Lutz. “Je hebt de ruwe data nodig, maar waar sla je die op?”

Een probleem met definities

Met zijn nadruk op cyberfysische systemen is de term Industrie 4.0 een aantoonbaar nog dubbelzinniger term dan slimme fabriek, maar de duidelijkste verwijzing is de hint naar een aanstaande industriële revolutie. Of de term "Industrie 4.0" over tien jaar standhoudt, is onzeker, het is moeilijk om de huidige toestand van de bredere industriële sector te meten, het is een beetje moeilijk te ontcijferen.

Maar als er een industriële revolutie aan de gang is, kan het anders zijn dan je je voorstelt. Afhankelijk van aan wie je het vraagt ​​en waar je kijkt in de wereld, is de productieproductiviteit traag of de laatste jaren steeds hoger. Duitsland is misschien een voorloper als het gaat om slimme productie, maar de signalen over de snelheid van transformatie voor de industriële sector van het land zijn gemengd. De productie-industrie, samen met de krachtige auto-industrie, zit 'in de problemen', zoals The Guardian het onlangs uitdrukte, daarbij verwijzend naar de kwetsbaarheid voor wereldwijde economische onzekerheid en handelsspanningen. Aan de andere kant heeft het Dieselgate-schandaal de auto-industrie ertoe aangezet om innovatie te verdubbelen, waardoor onderzoek en ontwikkeling op het gebied van elektrische en hybride voertuigen is toegenomen. Volkswagen is ook van plan ongeveer 10 miljard euro uit te geven aan een hightech productiefaciliteit voor lithium-ionbatterijen en om het eerste autobedrijf te worden dat 3D-printen op grote schaal implementeert.

Duitse autofabrikanten hebben, net als hun internationale concurrentie, ook geïnvesteerd in ride-sharing, autonome voertuigen en multimodaal. Daimler en BMW investeren bijvoorbeeld samen €1 miljard in een carpool-onderneming.

De veranderende zakelijke prioriteiten van VW zijn een microkosmos van de zoektocht van veel industriële bedrijven om zichzelf opnieuw uit te vinden.

En voor degenen die alleen kijken naar bijvoorbeeld de productieve sector van de productiesector als bewijs voor industriële transformatie, zien niet het hele plaatje, zei Martin Davis, managing partner bij DUNELM Associates Ltd. "Het doet me denken aan het citaat dat aan Henry Ford wordt toegeschreven ', zei Davy. "Als ik mensen had gevraagd wat ze wilden, hadden ze een sneller paard gezegd."

Erik Josefsson, hoofd van de geavanceerde industrieën van Ericsson, heeft een paradoxaal klinkende kijk op de toestand van de maakindustrie. "Je kent de verandering eigenlijk pas als je de verandering daadwerkelijk hebt gehad", zei Josefsson. "Want als je erin zit, besef je het niet echt op dezelfde manier."

Een deel van de uitdaging is de groeiende definitie van termen. Elke technologische term met 'slim' eraan voorafgaat waarschijnlijk geen vaste definitie. En dan verandert ook het kader van Industrie 4.0. “Je zou kunnen zeggen dat het in de eerste plaats meer ging om verbinding maken. We begonnen te praten over 'cyber-fysieke systemen'. En toen kwam het hele concept van de digitale tweeling naar voren', zei Josefsson. “Maar in werkelijkheid brengen we digitale tweelingen nu naar een hoger niveau. Dus de definitie van digitale tweeling is veranderd.” Hetzelfde geldt voor de zogenaamde fabrieken van de toekomst, die letterlijk altijd buiten bereik zullen blijven. Josefsson voegde toe:"We verhogen onze verwachtingen en vragen:'Wanneer gaat die revolutie plaatsvinden?'"