Industrie 4.0: Sleutelvaardigheden voor slimme fabriek werknemers

Wat gebeurt er wanneer de werelden van IT en OT nog nauwer op elkaar afgestemd moeten zijn dan ooit? We spreken met fabricanten aan beide kanten van de vergelijking over de vaardigheden die nodig zijn voor "slimme fabriek" werknemers en de culturele barrières die wijdverspreide adoptie tot nu toe hebben beperkt.

Industrie marketeers noemen de slimme fabriek of slimme productie de "convergentie" tussen informatietechnologie en operationele technologie. Analisten en consultants voorspellen de toekomst van productie, en die is volstrekt digitaal.

"Vierentwintig procent van de arbeidsmacht gaat met pensioen of bereikt pensioengerechtigde status in de komende drie tot vijf jaar, wat enorm is," zegt Dr. Irene Petrick, een senior directeur industriële innovatie in de internet of things groep bij Intel, in een interview met Better MRO. "Automatisering zal een noodzaak zijn."

De meeste bedrijven vandaag, ondanks investeringen in nieuwe technologieën, zijn nog niet dichtbij de belofte van Industrie 4.0 waar er een complete integratie is van een geoptimaliseerde toeleveringsketen getrouwd aan de fabrieksvloer en on-time delivery, zegt Mike Yost, outreach adviseur voor The Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute (CESMII), in een interview met Better MRO.

"De realiteit is dat veel bedrijven vandaag genoeg 'slim' doen en dat al jarenlang," zegt Yost. "Het drijft me gek hoe gefragmenteerd we in de industrie zijn in de taal die we gebruiken ... Er is gevaar in het definiëren van deze termen en denken dat ze een eindbestemming zijn ... We evolueren nu in elke dimensie, maar niemand doet alles."

Waarom? Het is echt gecompliceerd.

"Bottom line: De terughoudendheid bij fabricanten om digitaal te gaan gaat niet over een gebrek aan interne strategische afstemming en korte-termijn focus. De wereld van productie is complex," zegt Stephen Gold, president en CEO van Manufacturers Alliance for Productivity and Innovation (MAPI) in het 2018 artikel "Fabricanten zijn achter in Industrie 4.0 - en met goede reden."

Is meer nauwkeurige en accurate predictieve onderhoud gaande? Ja. Geautomatiseerde systemen, zoals autonomous guided vehicles en kunstmatige intelligentie, maken hun weg naar de machinecel en opslagvloer.

Software wordt slimmer op machines. Mazak heeft bijvoorbeeld nu een spindelgezondheidsmonitoringsysteem optie voor zijn horizontale bewerkingscentra. Makino heeft stemcommando technologie voor machineoperaties getoond ontwikkeld door de startup iT SpeeX.

"Er zijn ongetelde stukken aan deze puzzel, en het technologie-stuk is waarschijnlijk niet het moeilijkste om op te lossen," zegt Gold. "Terwijl productiebedrijven dramatisch kunnen verschillen ... delen ze allemaal bepaalde kenmerken, zoals toenemend complexe toeleveringsketens, productie-assets gebruiken voor decennia voor vervanging, en de zeer reële noodzaak om productiedowntime te vermijden tegen alle kosten."

Zakelijke leiders in productie hebben al 25 jaar of meer gehoord over "de juiste data op het juiste moment hebben," zegt Yost.

Wat is het verschil vandaag? Er zijn veel meer digitale software en intelligentie-tools, probes en slimme sensoren in de toolkit die gebruikt kunnen worden om fabricanten te helpen hun competitieve en efficiëntiedoelen te bereiken dan ooit tevoren. Nieuwe materialen zijn aangekomen - en nieuwe manieren van produceren door 3D-printen of "additieve" technieken.

Hiermee komen er nieuwe, hybride vaardigheden die operationele en bewerkingstechnologie expertise combineren met digitale en data vaardigheden.

Welke vaardigheden zijn nodig voor slimme productie?

"Ze zullen data moeten begrijpen, in staat zijn het te analyseren en statistisch denken ernaar toe te passen," zegt Petrick. "Data moet actie drijven om nuttig te zijn."

Petrick leidt onderzoek bij gericht op de OT en IT kloof - en is in staat Intel te bestuderen als een fabrikant en een technologiebedrijf. Vorig jaar publiceerde het bedrijf onderzoek, "Industrie 4.0 eist de Co-Evolutie van Werknemers en Productieoperaties," dat 145 deelnemers befraagde.

"Maar ze zullen ook moeten vertrouwen op het ware plaatje van data dat ze op een dashboard zien ... Wantrouwen is een grote opname uit ons onderzoek," zegt ze.

Petrick gelooft dat de vaardigheden van een data scientist in vraag zullen zijn, maar ze zullen moeilijk te vinden zijn. Ze zijn het al vandaag. Additionele vaardigheden omvatten: technische robotica en automatisering expertise, virtualisatie, geavanceerde programmering, geavanceerd vision (camera's), collaboratieve robotica simulatie en augmented reality toepassingen.

Laten we "data begrijpen" in meer context zetten: Wanneer je de mogelijkheid hebt om een groot volume slimme signalen te monitoren, hoe scheid je de anomalieën uit?

Zonder twijfel zullen Industrie 4.0's slimme fabrieken zwaar leunen op data. Werknemers zullen de vaardigheden nodig hebben om de anomalieën te vinden, te definiëren wat de "juiste" data is om te monitoren - en de juiste failovers te creëren die alternatieve productiepaden en contingencies triggeren.

"Werknemers zullen kritische probleemoplossende vaardigheden nodig hebben, en in staat zijn de problemen te identificeren voordat ze ze oplossen," zegt Yost.

Waarheen gaan dingen op machine niveau? Lees "Vraag een Expert: Georgia Tech Professor over de Toekomst van Frezen.

Dit is geen makkelijke taak gegeven het vaardigheidengap. Dit is niet te zeggen dat ervaren werkplaatsvloer werknemers deze vaardigheden vandaag missen. Noch betekent het dat nieuw talent vorige technologieën en technieken niet zal begrijpen.

Maar wat gebeurt er wanneer degene met de meeste OT-ervaring niet meer werken?

"De toekomstige werknemers die de productieomgeving betreden, zijn digitale natives die comfortabel zijn met - en verwachten - data, om transparantie te drijven. Echter, deze digitale natives missen productieervaring," schrijft Petrick in een artikel voor IndustryWeek. "De huidige arbeidsmacht bezit productieervaring, maar mist datakennis. We hebben trainingsprogramma's nodig die deze twee populaties en hun geloofsystemen koppelen om de toekomstige intelligente fabriek te implementeren."

Andere slimme productievaardigheden nodig: Collaboratie

Gebaseerd op Intel's onderzoek, ontdekte Petrick dat de culturele uitdagingen tussen IT en OT de grootste hurdles zijn die fabricanten tegenkomen.

"Er zijn diepgewortelde filosofieën aan beide kanten, en ze zijn moeilijk te combineren," zegt ze. "Bedrijven moeten alle stakeholders betrekken in deze transformatie - en experts aan tafel hebben van alle kanten."

Het betekent samenwerken, partneren en mentoren over peer-groepen heen - en continu communiceren en coördineren. Procesingenieurs moeten zij aan zij werken met IT-teams.

Heb je een technisch vraag beantwoord? Vraag het MSC Metaalbewerking Tech Team in het forum.

"Als je alleen denkt over proces-efficiëntie, ben je waarschijnlijk niet gefocust op de beveiliging van de systemen," zegt Petrick. Geef dus een zitje aan tafel aan IT.

Het vereist ook een beetje meer systeemplannings- en integratiekennis. Het kan het inhuren van externe expertise vereisen, zoals systeemintegratoren die Petrick zegt hoog gewaardeerd worden in de industrie aangezien ze technologie- en leverancier-onpartijdig zijn.

"Tech vandaag wordt vaak geadopteerd zonder enig plan om het geüpdatet te houden. Verschillende fabrieken zijn beland met nieuwe machines en oude computerinterfaces, nieuwe datastromen en oude servers ..." zegt Intel in zijn co-evolutieonderzoek.

Andere zachte vaardigheden omvatten communicatie en betrokkenheid bij levenslang leren en onderwijs. Het lijkt erop, dat veel fabricanten achter de kromme zitten op training.

"In programmeren, instellen, bedienen en onderhouden van slimme productiegereedschappen en processen, moet je zien wat voor extra aspecten ze [werknemers] training nodig hebben op," zegt Jeannine Kunz, vicepresident van Tooling U-SME, in een artikel over het vaardigheidengap. "Helaas is productie beneden gemiddeld in investeren in training per werknemer."

Wat werkt vandaag in slimme productie?

Overwegend worden predictieve onderhoudstaken geholpen door slimme technologieën - wat een plant's flexibiliteit helpt. Wanneer je de status van al je machines kent en weet wanneer falen zal voorkomen, "kun je downtime dramatisch verminderen," zegt Petrick.

Kortom, er is meer doorvoer te realiseren uit de diepte van beschikbare informatie.

"Wanneer je meer inzicht hebt in wat je kunt aanpassen, vermenigvuldigen de kansen voor kostenbesparing en efficiëntie," zegt Petrick.

Maar het gebeurt niet noodzakelijk in elke sector. De auto- en voedings- en dranksectoren zien opvallende opwaartse trends - en worden "slimmer" elk jaar, volgens Petrick.

Auto heeft te maken met mass customization van voertuigen door consumenten alsook druk van wereldwijde dynamiek en autonome voertuigen.

De voedingsindustrie heeft veel nieuwe producten die mislukken, dus voedingsfabrikanten willen snel mislukken en aanpassen. Ze hebben ook de toegevoegde consumentendruk voor verse ingrediënten, dus ze zoeken strakkere productiecontroles en willen meer flexibiliteit in het wegnemen van tijd uit processen. Slim zijn over processen en technologieën helpt.

Maken digitale technieken al impact in je werkplaats? Praat erover in het forum. [registratie vereist]