Industrie 4.0-technologieën:tips voor het ontwikkelen van uw digitale strategie

Klaar of niet, de productiewereld verandert. Hier is een inleiding voor het ontwikkelen van een digitale strategie met behulp van Industrie 4.0-technologieën.

Het is niet nodig om de eerste, tweede of derde industriële revolutie te herhalen.

Degenen die geïnteresseerd zijn in het volgen van de voortgang van de productie in de afgelopen twee eeuwen, kunnen veel informatie vinden op internet en elders.

Wat op dit moment belangrijker is, is om te beseffen dat a) we ons in de vroege stadia van een vierde industriële revolutie bevinden, een waarvan het veranderingspotentieel dat van zijn voorgangers ver overtreft, en b) het beheersen van deze nieuwe technologieën van cruciaal belang is voor ons toekomstige succes.

Maar hoe heet dit ding Industrie 4.0? En wat maakt het anders dan de alledaagse technologische vooruitgang die heeft plaatsgevonden sinds de mensheid de eerste steen heeft geslepen?

Dat is een diepe vraag, maar in eenvoudige bewoordingen wordt de huidige industriële revolutie bepaald door data en digitalisering. Het is een omgeving waar werktuigmachines en fabrieken slim zijn, waar voorheen ongelijksoortige systemen met elkaar communiceren en beslissingen worden genomen op basis van analyse, niet op vermoedens.
 

Het is ook een omgeving die fabrikanten moeten proberen te beheersen. Net zoals stoomkracht plaatsmaakte voor elektriciteit en mechanische besturingssystemen ten prooi vielen aan systemen die worden bestuurd door computers en software, zo zullen virtualisatie en big data onze huidige productiemethoden versterken en in sommige gevallen vervangen.

Hier zijn enkele van de belangrijkste componenten van Industrie 4.0 die machinewerkplaatsen, plaatmetaalfabrikanten en eigenlijk iedereen in de maakindustrie zouden moeten kennen als ze willen slagen in deze dappere nieuwe digitale wereld.

Wat is het Industrial Internet of Things (IIoT) en wat is het voordeel?

Als je thuis een rookmelder of slimme thermostaat met internet hebt, ben je al bekend met het Internet of Things (IoT). Pas nu dezelfde technologie toe op een CNC-bewerkingsmachine of andere industriële apparatuur en - u raadt het al - u bent nu een gebruiker van het IIoT, de bron van talloze gegevens over machineprestaties, productiestatus, potentiële onderhoudsbehoeften en nog veel meer .

In feite heeft het IIoT het vermogen om zoveel informatie te verzamelen dat het wordt beschouwd als de bron van zogenaamde Big Data, een ware stroom van informatie die voor het grootste voordeel tot een noodzakelijk straaltje moet worden beperkt. Als het IIoT op de juiste manier wordt geïmplementeerd, stelt het IIoT faciliteiten in staat om "te veel afhankelijkheid van tribale kennis" te vermijden en het risico te verminderen dat ontstaat wanneer bekwame mensen hun zuurverdiende ervaring ergens anders gaan gebruiken.

Dat is volgens Jeff Rizzie, de directeur van digitale bewerking bij Sandvik Coromant, die suggereert dat het IIoT, samen met analytische software zoals MachiningInsights van het bedrijf, diezelfde mensen veel effectiever maakt. Hij zegt ook dat het voor winkels die het IIoT nog niet gebruiken, een goed moment is om te beginnen.

Industriële cloud computing

In de meeste, maar niet alle gevallen, komen de gegevens die van IoT-apparaten worden gestreamd in de cloud terecht, die ondanks zijn verheven naam eigenlijk niets meer is dan een uber-verbonden, server-gevuld datacenter in Atlanta, Reno of elders. Net als bij het IIoT, zou je de cloud elke dag kunnen gebruiken zonder er zelfs maar aan te denken. Uw banksoftware bevindt zich in de cloud, net als Facebook, Dropbox, Words with Friends en vrijwel elke computergebaseerde service of mobiele app die tegenwoordig in gebruik is.

Waarom is dit belangrijk voor fabrikanten? Verschillende antwoorden komen in me op. De eerste is zoals zojuist beschreven:interoperabiliteit met het IIoT, samen met de mogelijkheid om productieprocessen op afstand te bewaken en te beheren. Dit opent de deur naar onbemande productie en al zijn vele voordelen.

Maar er is ook een toenemend gebruik van cloudgebaseerde SaaS-aanbiedingen (Software as a Service) van bijvoorbeeld Autodesk 360, MachiningCloud en veel enterprise resource planning- of ERP-systemen. Deze bieden een gestroomlijnde implementatie en sterk verlaagde investeringskosten, terwijl zelfs kleinere fabrikanten toegang krijgen tot hoogwaardige softwaresystemen die ooit onbereikbaar waren. Cloud computing, zegt Tom Bidinger van Epicor Software, "heeft de kracht om de manier waarop we allemaal zaken doen volledig te transformeren."

Wat zijn digitale tweelingen?

De cloud is nauw verbonden met een andere belangrijke ontwikkeling van Industrie 4.0:de digitale tweeling, ook wel de virtuele tweeling genoemd. Hoe je het ook noemt, fabrikanten gebruiken deze digitale replica's om productontwerpen te verifiëren, storingsmodi te simuleren, prestaties in het veld te voorspellen en real-time gebruiksgegevens te verzamelen.

Al Whatmough, CAM-productmanager bij Autodesk, merkt op dat digitale tweelingen meerdere mogelijkheden voor verbetering bieden. “Het zou zoiets simpels kunnen zijn als een toolpath-simulatie, waarbij bewerkingsgegevens vervolgens kunnen worden gekoppeld aan de digitale tweeling voor prestatieanalyses. Aan de andere kant van het spectrum is er digitale twinning van de fabrieksvloer, waardoor industriële of productie-ingenieurs meer mogelijkheden krijgen om hun hele operatie te optimaliseren."

Aditieve productie

Dan is er 3D-printen. Op het eerste gezicht is het misschien onduidelijk waarom additive manufacturing (AM) wordt beschouwd als een Industrie 4.0-technologie, maar twijfel er niet aan dat dit zo is. "De mogelijkheid om lage volumes kosteneffectief af te drukken, heeft massaaanpassing binnen handbereik gebracht voor meer fabrikanten, niet alleen voor industriële giganten."

Dat is het standpunt van Nadav Goshen, CEO van MakerBot Industries, die erop wees dat 3D-printen veel verder is geëvolueerd dan het oorspronkelijke gebruik als snelle prototyping-technologie. Faciliteiten gebruiken het om armaturen en andere gereedschappen te maken. Vliegtuigfabrikanten gebruiken het om kritieke motorcomponenten, HVAC-leidingen en structurele onderdelen te produceren. En autofabrikanten beginnen de waarde ervan in te zien als een productietechnologie voor eindgebruik. De lijst gaat maar door.

Maar nogmaals, waarom valt 3D-printen onder de paraplu van Industrie 4.0? Wat nog belangrijker is, waarom zouden fabrikanten het moeten gebruiken? Er zijn veel redenen. Ten eerste is het een inherent digitale technologie. Het maakt gebruik van de cloud voor gegevensuitwisseling en samenwerking. Het is grotendeels geautomatiseerd, bevordert lokale productie en is veel minder verspillend dan subtractieve productieprocessen. En hoewel AM nog niet in staat is tot machine learning en AI (kunstmatige intelligentie), wees gerust:het komt eraan.

Over AI gesproken, het is weer een stukje van de Industrie 4.0-puzzel. Dit geldt ook voor augmented en virtual reality (AR/VR), geavanceerde robotica en automatisering, edge computing, cyber-fysieke systemen (CPS) en meer. Het lijkt misschien veel om mee te worstelen, en dat is het ook, maar voor degenen die nadenken over het implementeren van een digitale productiestrategie, volg dan het advies van Jeff Rizzie op:denk groot, begin klein en handel snel.

Speciale dank aan Sandvik Coromant, MakerBot, Autodesk, Epicor Software en anderen voor hun hulp bij het schrijven van dit artikel.

Hoe maakt u gebruik van automatisering en gegevens om uw productiemogelijkheden te verbeteren? Deel uw mening en inzichten in de onderstaande opmerkingen.

TOOLING UP – Bekijk een preview van de nieuwe MSC-videoserie:

Bent u klaar voor Industrie 4.0? Tips voor het ontwikkelen van uw digitale strategie

De productie bevindt zich in de vroege stadia van een vierde industriële revolutie - een waarvan het veranderingspotentieel dat van zijn voorgangers ver overtreft.

Het beheersen van de nieuwe technologieën die verband houden met Industrie 4.0 kan van cruciaal belang zijn voor uw toekomstige succes.

Doe mee aan onze poll om uw inzichten te delen en te ontdekken wat anderen doen.

Welke stappen heeft u genomen om uw digitale strategie te ontwikkelen?