Industrie 4.0 uitgelegd: wat het betekent voor slimme productie

Industrie 4.0 en slimme productie. Wat betekenen deze termen? Kunnen ze onderling uitgewisseld worden of niet?

Het is vandaag de dag bijna onmogelijk om in de productieindustrie of de industriële automatiseringsindustrie te zijn en deze buzzwoorden niet in de een of andere vorm te hebben gehoord. Ze lijken overal te zijn, actief besproken door thought leaders, industrie-experts, strategen en bedrijfsleiders. Ze staan in missiestatements en zijn zelfs onderdeel van jaarlijkse doelen voor veel bedrijven, wat de indruk wekt dat iedereen precies weet wat ze zijn. Maar als u er iets dieper in duikt en begint mensen te vragen wat ze betekenen, zult u ontdekken dat ze ofwel eerlijk zijn en zeggen "Ik heb een idee, maar ik weet het niet echt", ofwel een totaal ander antwoord geven dan de volgende persoon. En als dat het geval is, zou het moeilijk maken om iets met betrekking tot deze concepten te gebruiken of te bereiken, nietwaar?

Het doel van dit artikel is om deze concepten te verhelderen, door ze te definiëren, hun relatie tot elkaar en tot uw organisatie uit te leggen, en het allerbelangrijkste, de vraag te beantwoorden: waarom zijn ze nu zo'n groot ding?

Om dit te doen, moeten we adresseren waarom mensen moeite hebben deze termen te definiëren. Het eenvoudige antwoord is: er is geen universele definitie waar men kan opzoeken.

De geboorte van Industrie 4.0

Industrie 4.0 (ook bekend als Industrie 4.0 in Europa), als term en concept, werd in 2011 op de Hannover Messe tot leven gewekt, waar Bosch de wijdverspreide integratie van informatie- en communicatietechnologie in industriële productie beschreef. De gehele industrie, samen met de Duitse overheid, toonde interesse in dit idee. Een werkgroep Industrie 4.0 werd gevormd, geleid door Bosch-directeur Siegfried Dais en Henning Kagermann, de voormalige voorzitter en CEO van SAP en president van de Duitse Nationale Academie van Wetenschappen en Techniek (acatech). In 2013 presenteerde deze werkgroep een set implementatie-aanbevelingen voor Industrie 4.0 aan de Duitse federale overheid. Vanaf dat moment was de vierde industriële revolutie een feit, en de leden van de werkgroep werden erkend als de grondleggers en drijvende kracht achter Industrie 4.0.

Het 85-paginadocument dat door de werkgroep Industrie 4.0 is ontwikkeld, begint met het uitleggen hoe we de vierde industriële revolutie betreden, vandaar de verwijzing naar "4" in "Industrie 4.0". Om de vierde industriële revolutie te begrijpen, helpt het om iedereen te herinneren aan de eerste drie, en hoe we hier zijn gekomen.

Geschiedenis van de industriële revoluties

De eerste industriële revolutie, vaak aangeduid als "DE" Industriële Revolutie, is eigenlijk slechts de eerste van vier revoluties tot nu toe.

• De eerste revolutie bewegde van handmatig naar mechanisch door stoom- en waterkracht te benutten, ter vervanging van ruwe spierkracht.
• De tweede revolutie maakte gebruik van elektriciteit en de bandproductie om massa-productie te genereren.
• De derde revolutie nam een vlucht door elektronica en software, het meest iconische voorbeeld van deze twee samen is de computer – en de Programmeerbare Logische Controller (PLC) in de industriële setting. Dit gaf aanleiding tot een tijdperk van automatisering op hoog niveau.
• De vierde revolutie is de revolutie die nu plaatsvindt, volgens deze studie. De fysieke wereld, de digitale wereld en de virtuele wereld botsen samen, waardoor slimme producten, procedures en processen, en slimme fabrieken ontstaan. De studie beschrijft deze revolutie als voortkomend uit cyber-fysieke systemen en het Internet of Things om een hoogst intelligente, geïntegreerde en geautomatiseerde productie-ecosysteem te creëren dat ver voorbij de traditionele "fabrieksvloer" reikt.

Diagram van de vier industriële revoluties, met dank aan de auteur

Wanneer ik cyber-fysieke systemen zeg, verwijs ik naar de integratie van fysieke processen, berekening en netwerken. Volgens cyberphysicalsystems.org monitoren en controleren ingesloten computers en netwerken de fysieke processen met feedback-lussen, waarbij fysieke processen berekeningen beïnvloeden en vice versa.

Het Internet of Things (IoT) verwijst naar een onderling verbonden netwerk van device-naar-device communicatie dat geen menselijke of computerinterface nodig heeft, meestal gebruikmakend van het internet. Voor zover ik kan zien, gaat de term "Internet of Things" verrassend genoeg terug tot 1999. Een medewerker van Procter & Gamble gebruikte het om Radio Frequency Identification te beschrijven, en sindsdien heeft de term zich continu uitgebreid en geëvolueerd om veel dingen te omvatten. Het kan gemakkelijk een eigen discussie-onderwerp zijn.

Poging tot definieren van Industrie 4.0

Al dit samengenomen, is Industrie 4.0 niet slechts een kwestie van machines en producten verbinden via het internet. Het is een paradigma-shift in hoe we organiseren, managen en benaderen. Als samenleving beginnen we de impact van Industrie 4.0 al te voelen. Niet alleen bedrijven investeren, maar overheden over de hele wereld pompen veel geld in dit idee als de toekomst.

De werkgroep karakteriseerde Industrie 4.0 als een concept gericht op het creëren van slimme producten, procedures en processen, en slimme fabrieken. Maar die uitspraak is zo grandioos en vaag dat het bijna geen hulp biedt. Met al die visionaire praat kunnen we gemakkelijk enthousiast en geënergiseerd raken, maar we hebben nog steeds geen definitie. De werkgroep Industrie 4.0 leverde er geen – en het gebrek aan een definitie is wat dit concept zo abstract en verwarrend maakt.

Sinds de werkgroep bijeenkwam, hebben mensen over de hele wereld het concept van Industrie 4.0 omarmd. Elk land heeft geprobeerd het in hun context te definiëren zoals zij dat passend zagen, wat natuurlijk leidt tot verschillende ideeën overal.

Op het meest basale niveau is Industrie 4.0 een brede term die verschillende perspectieven, industrieën, bedrijfsfuncties, technologieën en vakgebieden omvat. Wat ik heb ontdekt is dat de meeste experts in het veld de holistische conceptuele basis beschouwen als een van de belangrijkste sterktes. De focus en het begrip van Industrie 4.0 evolueren constant door het hoge activiteitsniveau en de continue ontwikkeling van nieuwe benaderingen, concepten en oplossingen aan de kant van oplossingsaanbieders, hardwarefabrikanten, bedrijven, onderzoeksinstellingen en zelfs overheidsinstanties.

Wat is het verschil tussen Industrie 4.0, digitale transformatie en slimme productie?

Zoals al gezegd, is er geen overeengekomen formele definitie voor Industrie 4.0. Hetzelfde geldt voor digitale transformatie en slimme productie. Veel organisaties en standaardisatielichamen hebben gewerkt aan het definiëren van deze nieuwe ruimte, nog zonder geluk. Joint Working Group 21 tussen IEC en ISO standaarden is waarschijnlijk het verst gevorderd, en ze hebben discutabel nog jaren te gaan. Momenteel hebben ze gekozen om zich te richten op de term "slimme productie" als een manier om een stukje van Industrie 4.0 te nemen en de focus te vernauwen. Hun huidige definitie (nog in conceptfase) voor slimme productie is: "Productie die haar prestatieaspecten verbetert met geïntegreerd en intelligenter gebruik van processen en bronnen in cyber, fysieke en menselijke sphères om producten en diensten te creëren en te leveren, die ook samenwerkt met andere domeinen binnen de waardeketens van ondernemingen."

Het National Institute of Standards and Technology (NIST) definieert slimme productiesystemen als "volledig geïntegreerde, collaboratieve productiesystemen die in real-time reageren om te voldoen aan veranderende eisen en omstandigheden in de fabriek, in het leveranciersnetwerk, en in de klantbehoeftes."

Er zijn talloze andere groepen die proberen deze concepten te definiëren en hun paal te zetten met een specifieke term. Bij de International Society of Automation (ISA) erkennen we dat deze termen en hun geassocieerde concepten evolueren en zullen blijven veranderen. Daarom hebben we besloten (voorlopig) ons te richten op het concept van "slimme productie" en dit te zien als een ecosysteem dat fabrieken, magazijnen, leveringsketens, enz. in staat stelt volledig geïntegreerd en wendbaar te zijn om klantvraag naar product- of dienstlevering te vervullen. Hoewel argumenten gemaakt kunnen worden om te differentiëren tussen andere grote buzzwoorden als "Industrie 4.0" en "digitale transformatie", worden ze vaak onderling uitgewisseld.

Ongeacht de semantiek, koken deze concepten neer op een enorme hoeveelheid data verzamelen en benutten om betere beslissingen te nemen, wat bedrijfsleiders vertelt wat ze moeten doen en wanneer. Het doel van de meeste Slimme Productie-initiatieven is dus om kansen voor automatisering van operaties te identificeren en data-analyse te gebruiken om betere wendbaarheid te sturen, efficiëntie te verhogen, kwaliteit te verbeteren en de time-to-market van een bedrijf te verminderen. Wat dit allemaal mogelijk maakt, is de collectieve toepassing van verschillende high-tech technologieën die productie meer verbonden, intelligenter en dynamischer maken.

Mijn advies: wat betekent dit alles?

Kies een term en loop ermee. Zowel "Industrie 4.0" als "slimme productie" kunnen worden gezien als visioenen of reizen, in plaats van als bestemmingen met duidelijke grenzen. Dit betekent dat deze concepten echt in het oog van de waarnemer liggen. Ze kunnen, en zullen, verschillende dingen betekenen voor verschillende mensen en verschillende bedrijven. En dat is ok! Dus in plaats van te wachten op een formele definitie door de industrie, moet u uitzoeken wat het voor uw bedrijf betekent. Stel een visie op met behulp van de besproken concepten en communiceer die visie door de hele organisatie.