Industrie 4.0 benutten: Bewezen strategieën voor een winnende digitale roadmap

Klaar of niet, de productiewereld verandert. Hier is een primer naar het ontwikkelen van een digitale strategie met Industrie 4.0 technologieën.

Er is geen behoefte om de Eerste, Tweede of Derde Industriële Revolutie te herhalen.

Die geïnteresseerd in het volgen van de vooruitgang van productie de afgelopen twee eeuwen kunnen genoeg informatie op het internet en elders vinden.

Wat nu belangrijker is, is te realiseren dat a) we in de vroege stadia zitten van een Vierde Industriële Revolutie, wiens veranderingspotentieel ver uittreft dat van zijn voorgangers, en b) het meesteren van deze nieuwe technologieën cruciaal is voor ons toekomstige succes.

Maar wat is dit ding genaamd Industrie 4.0? En wat maakt het anders dan de alledaagse technologische vooruitgang die plaatsvindt sinds de mensheid de eerste steen scherpte?

Dat is een diepe vraag, maar in simpele termen, is de huidige Industriële Revolutie een gedefinieerd door data en digitalisering. Het is een omgeving waar werktuigmachines en fabrieken slim zijn, waar voorheen uiteenlopende systemen met elkaar communiceren, en beslissingen gemaakt worden op basis van analyse, niet gissing.

Het is ook een omgeving die fabricanten moeten nastreven te meesteren. Net als stoomkracht plaatsmaakte voor elektriciteit, en mechanische besturingssystemen prooi vielen voor die gecontroleerd door computers en software, zo zullen virtualisering en Big Data onze huidige productiemethodieken versterken - en in sommige gevallen vervangen.

Hier zijn enkele van de kerncomponenten van Industrie 4.0 die machinewerkplaatsen, bladmetaalfabrikanten en eigenlijk iedereen in de productieindustrie bekend moet zijn met als ze willen slagen in deze brave nieuwe digitale wereld.

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

Als je een internet-geschikte rookmelder of slimme thermostaat thuis hebt, ben je al bekend met het Internet of Things (IoT). Pas nu die zelfde technologie toe op een CNC-werktuigmachine of ander industriieel apparaat en - je hebt het geraden - je bent nu een gebruiker van het IIoT, de bron van ongetelde bits data over machineprestaties, productiestatus, potentiële onderhoudsbehoeftes en nog veel meer.

Feitelijk heeft het IIoT de mogelijkheid om zoveel informatie te verzamelen dat het beschouwd wordt als de bron van zogenaamde Big Data, een wahre vloed aan informatie die tot een noodzakelijke druppels moet worden ingeperkt voor het grootste voordeel. Wanneer correct geïmplementeerd, stelt het IIoT faciliteiten in staat om "te veel vertrouwen op tribale kennis" te vermijden en het risico te verminderen dat ontstaat wanneer bekwame mensen hun hardverworven ervaring eldersheen nemen.

Dat is volgens Jeff Rizzie, de directeur van digitale bewerking bij Sandvik Coromant, die suggereert dat het IIoT, samen met analytische software zoals het bedrijfs MachiningInsights, die zelfde mensen ver ver effectiever maakt. Hij zegt ook dat, voor werkplaatsen die nog niet het IIoT gebruiken, het een geweldige tijd is om te beginnen.

Industriële Cloud Computing

In de meeste maar niet alle gevallen, eindigt de data die van IoT-apparaten stroomt in de cloud, die ondanks haar luchtige naam eigenlijk niets meer is dan een ultra-verbonden, server-gevulde datacenter in Atlanta, Reno of elders. Net als met het IIoT, gebruik je misschien de cloud elke dag zonder erover na te denken. Je banksoftware zit in de cloud, alsook Facebook, Dropbox, Words with Friends en praktisch elke computer-gebaseerde dienst of mobiele app in gebruik vandaag.

Waarom is dit van belang voor fabrikanten? Verschillende antwoorden komen in gedachten. Het eerste is net beschreven: interoperabiliteit met het IIoT, samen met een kans om productieprocessen op afstand te monitoren en managen. Dit opent de deur naar onbegeleide productie en al zijn vele voordelen.

Maar er is ook het toenemende gebruik van cloud-gebaseerde software as a service (SaaS) aanbiedingen van de likes van Autodesk 360, MachiningCloud en veel enterprise resource planning, of ERP, systemen. Deze bieden gestroomlijnde implementatie samen met aanzienlijk verminderde investeringskosten, terwijl ze zelfs kleinere fabrikanten toegang geven tot high-end software systemen die ooit onbereikbaar waren. Cloud computing, zegt Epicor Software's Tom Bidinger, "heeft de kracht om de manier waarop we allemaal zaken doen volledig te transformeren."

Wat zijn Digital Twins?

De cloud is nauw geassocieerd met een andere kern Industrie 4.0 ontwikkeling: de digitale tweeling, aka de virtuele tweeling. Hoe je het ook noemt, fabrikanten gebruiken deze digitale replica's om productontwerpen te verifiëren, falenmodi te simuleren, prestaties in het veld te voorspellen, en real-world, real-time gebruiksdata te verzamelen.

Al Whatmough, CAM productmanager bij Autodesk, merkt op dat digitale tweelingen meerdere verbeteringskansen bieden. "Het kan iets zo simpels zijn als een toolpath simulatie, waar bewerkingsdata dan aan de digitale tweeling gekoppeld kan worden voor prestatieanalyses. Aan het andere uiteinde van het spectrum, zit digital twinning van de fabrieksvloer, wat industriële of productieingenieurs grotere mogelijkheid geeft hun gehele operatie te optimaliseren."

Additieve Productie

Dan is er 3D-printen. Op eerste gezicht kan het onduidelijk zijn waarom additieve productie (AM) beschouwd wordt als een Industrie 4.0 technologie, maar twijfel er niet aan dat het het is. "Het vermogen om lage volumes kosteneffectief te printen heeft mass customization binnen handbereik gebracht voor meer fabrikanten, niet alleen industrie reuzen."

Dat is het standpunt van Nadav Goshen, CEO van MakerBot Industries, die wijst erop dat 3D-printen zich goed heeft ontwikkeld boven zijn oorspronkelijke gebruik als snelle prototyping technologie. Faciliteiten gebruiken het om vastzettingsystemen en andere tooling te maken. Vliegtuigfabrikanten gebruiken het om kritieke motorcomponenten, HVAC kanalen en structurele onderdelen te produceren. En automakers beginnen de waarde ervan als een end-use productietechnologie te zien. De lijst gaat door en door.

Maar weer, waarom valt 3D-printen onder de Industrie 4.0 paraplu? Belangrijker, waarom zouden fabrikanten het moeten adopteren? Er zijn veel redenen. Ten eerste, het is een inherent digitale technologie. Het benut de cloud voor datauitwisseling en samenwerking. Het is grotendeels geautomatiseerd, bevordert lokale productie, en is veel minder afvalproducerend dan subtractieve productieprocessen. En hoewel AM nog niet in staat is tot machine learning en AI (kunstmatige intelligentie), rust gerust: Het komt er aan.

Sprekend over AI, is het nog een ander stuk van de Industrie 4.0 puzzel. Zo zijn augmented en virtual reality (AR/VR), geavanceerde robotica en automatisering, edge computing, cyber-fysische systemen (CPS), en meer. Het kan alsof het veel is om te begrijpen, en dat is het, maar voor diegenen die overwegen hoe een digitale productiestrategie te implementeren, neem Jeff Rizzie's advies: Denk groot, begin klein en beweeg snel.

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

Hoe benut je automatisering en data om je productiemogelijkheden te verbeteren? Deel je gedachten en inzichten in de reacties hieronder.

Ben je klaar voor Industrie 4.0? Tips voor het ontwikkelen van je digitale strategie

Productie is in de vroege stadia van een Vierde Industriële Revolutie - wiens veranderingspotentieel ver uittreft dat van zijn voorgangers.

Het meesteren van de nieuwe technologieën geassocieerd met Industrie 4.0 kan cruciaal zijn voor je toekomstige succes.

Neem deel aan onze enquete om je inzichten te delen en te ontdekken wat anderen doen.

Welke stappen heb je ondernomen om je digitale strategie te ontwikkelen?