Opkomende Industrie 4.0-technologieën met praktijkvoorbeelden

Wat is Industrie 4.0-technologie?

Industrie 4.0, ook wel de Vierde Industriële Revolutie genoemd, draait om het slimmer en meer geautomatiseerd maken van zaken. Waar de Derde Industriële Revolutie zich richtte op het omschakelen van mechanische en analoge processen naar digitale, richt de Vierde Industriële Revolutie zich op het verdiepen van de impact van onze digitale technologieën door onze machines zelfvoorzienend te maken, in staat te stellen met elkaar te 'praten' en rekening te houden met enorme hoeveelheden gegevens op manieren die mensen gewoon niet kunnen - allemaal in naam van efficiëntie en groei. Industrie 4.0-technologie vertegenwoordigt een fundamentele verschuiving in de manier waarop bedrijven werken, net zo fundamenteel als de verandering van stoomkracht naar elektriciteit in de Tweede Industriële Revolutie.

Meer weten? Lees onze complete gids over Industrie 4.0.

Hoe beïnvloedt Industrie 4.0-technologie de maakindustrie?

In de productie heeft Industrie 4.0 wijdverbreide gevolgen. Het wordt gebruikt om operationele efficiëntie te benutten, vraagprognoses te verfijnen, datasilo's af te breken, voorspellend onderhoud uit te voeren, werknemers een boost te geven op het gebied van veiligheid en virtuele training, en meer. Industrie 4.0, als onderdeel van een breder concept dat digitale transformatie wordt genoemd, omvat de productie van planning tot levering, met oplossingen voor diepgaande analyse, gegevenssensoren op de werkvloer, slimme magazijnen, gesimuleerde wijzigingen, plus product- en activatracering.

Voor fabrikanten helpen Industrie 4.0-technologieën om de kloof tussen wat ooit afzonderlijke processen waren te overbruggen naar een transparanter, zichtbaarder beeld in de hele organisatie, met veel bruikbare inzichten.

10 Real-World Industrie 4.0-technologieën met voorbeelden

Hieronder vindt u de belangrijkste digitale transformatietechnologieën die door Industrie 4.0 tot stand zijn gebracht. Voel je vrij om er een te selecteren om naar een bepaalde sectie te gaan:

1. Big data en analyse
2. Autonome robots
3. Simulatie/digitale tweeling
4. Horizontale en verticale systemen
5. Industriële IoT (IIoT)
6. Cyberbeveiligingstechnologie
7. De cloud
8. Aditieve productie
9. Kunstmatige intelligentie
10. Augmented Reality

1. Big data en analyse

Big Data is precies hoe het klinkt:enorme hoeveelheden data. Bergen statistieken en getallen zo groot dat mensen en teams er jaren met de hand doorheen zouden kunnen spitten en er nog steeds niet veel waarde aan ontlenen. Met machines aan het stuur is het een heel ander verhaal. Met behulp van de geavanceerde computermogelijkheden van vandaag kunnen die enorme stromen pure, onvervalste gegevens worden omgezet in nauwkeurige, bruikbare inzichten die de besluitvorming voor productieleiders kunnen stimuleren. Gegevensbronnen kunnen alles omvatten, van IoT-sensoren op fabrieksvloeren en verlichtingssystemen tot verkoopgegevens of supply chain-gerelateerde factoren zoals het weer en het politieke klimaat.

Big data ligt ten grondslag aan veel van de andere technologie van Industrie 4.0. Hoe meer gegevens er worden gebruikt, hoe groter de effectiviteit.

Voorbeeld van big data en analyse in productie

Stelt u zich eens voor:er is ergens in Wisconsin een winkelvloer met een kleine sensor (een industriële IoT-sensor waar we zo dadelijk dieper op in zullen gaan) die op elke machine in die fabriek is aangesloten. Die sensor registreert en analyseert voortdurend informatie, zowel op de sensorlocatie als in de cloud (die we ook zullen bespreken). Alle gegevens van deze kleine IoT-sensor, inclusief informatie zoals hoeveel de machine is gebruikt, worden verzameld en ingevoerd in een machine learning-algoritme.

Verzamelde machinegegevens kunnen worden geanalyseerd om kwaliteitsgebreken te voorspellen en de standtijd te verlengen.

Dat algoritme, of die formule, spuugt resultaten uit met betrekking tot het onderhoudsschema van die apparatuur. Er staat:"De riem van deze machine zal waarschijnlijk binnen 2-3 weken breken." Met dat in het achterhoofd wordt het onderhoud binnen een week in ‘off’ uren ingepland en blijft de machine gedurende alle werkuren operationeel. Dat heet ‘predictive maintenance’ en het zou helemaal niet werken zonder big data. Big data helpt deze fabriek om voor zijn bedrijfsmiddelen te zorgen, de kosten te verlagen en het risico op uitvaltijd te beperken.

2. Autonome robots

Autonome robots zijn zelfvoorzienende machines die hun taken intelligent kunnen beheren zonder tussenkomst van een menselijke operator. Ze voeren snel en nauwkeurig repetitieve taken uit, zelfs als ze complex zijn, terwijl ze weinig tot geen downtime vereisen, behalve voor onderhoud.

Voorbeeld van autonome robots in productie

Autonome robots worden in de productie gebruikt om zware artikelen op een productielijn vast te houden en te verplaatsen. Dit helpt om menselijk letsel te voorkomen bij het lassen, assembleren en palletiseren. Autonome robots kunnen ook helpen bij het orderverzamelen op magazijnniveau, omdat ze snel kunnen analyseren en de meest efficiënte route kunnen kiezen om artikelen te picken, zelfs voor meerdere bestellingen. Ze kunnen ook worden gebruikt voor continue productie, omdat ze niet per se pauzes nodig hebben.

3. Simulatie / Digital Twins

Een digitale tweeling, ondanks dat het klinkt als iets dat uit een sci-fi-film is geript, is de zeer authentieke technologie achter het creëren van een simulatie van een echt object, concept of gebied in een digitale ruimte. Het kan een 3D-weergave bevatten van alle fysieke activa, operationele systemen en structuren binnen een volledige faciliteit. De gebruiksscenario's voor digitale tweelingsystemen zijn enorm breed.

Een digitale tweeling van een CNC-machine, een soort 3D-model op "steroïden".

Voorbeeld van simulatie/digitale tweelingen in productie

Met behulp van industriële IoT-sensoren kan een productiebedrijf zijn hele winkelvloer in een virtuele ruimte 'zien'. Ze kunnen de locatie van elk activum, de uptime en onderhoudsbehoeften bekijken (zelfs diegene die nog niet zijn ontstaan). Ze kunnen zelfs in machines 'kijken' die in het echte leven gevaarlijk of duur zouden zijn om te openen.

Met behulp van deze digitale tweeling en machine learning kunnen productieleiders onderhoudstaken voorspellen en tijden vinden om de apparatuur beter te gebruiken om knelpunten te verminderen. Ze kunnen medewerkers op veilige afstand trainen voordat ze kennismaken met de niet-gesimuleerde machines op de vloer en ideeën voor operationele veranderingen testen voordat ze geld, tijd en energie besteden aan de implementatie ervan.

4. Horizontale en verticale systeemintegratie

Horizontale en verticale integratie wordt wel de 'ruggengraat van Industrie 4.0' genoemd. Het uitgangspunt van horizontale en verticale systeemintegratie is verbondenheid en zichtbaarheid. Dit kan zowel binnen een enkele organisatie zijn als daarbuiten met branchepartners. Machines en bedrijven communiceren en delen voortdurend gegevens, wat helpt om diepere analysemogelijkheden, grotere transparantie en verhoogde efficiëntie voor iedereen te bereiken.

Voorbeeld van horizontale en verticale systeemintegratie in productie

Als een bedrijf meerdere productiefaciliteiten heeft, kan horizontale integratie zorgen voor naadloos delen van gegevenskwesties zoals voorraadniveaus en vertragingen. Verticale integratie in productie kan het afbreken van interdepartementale silo's omvatten, zodat de hele organisatie als een eenheid werkt - van R&D tot inkoop, en van productie tot verkoop en daarbuiten. Iedereen deelt gegevens, iedereen profiteert en iedereen werkt dynamisch.

5. Industrieel IoT (IIot)

Industrieel IoT verwijst naar de inzet van kleine sensoren, soms met computermogelijkheden, die gegevens in realtime verzamelen en bewaken in het hele bedrijf. IoT-sensoren kunnen worden ingezet in combinatie met vrijwel alles, van verlichting tot HVAC (verwarming, ventilatie, airconditioning) tot machines op de fabrieksvloer. Industrial IoT is een fundamentele technologie van Industrie 4.0. De voordelen van aangesloten apparatuur zijn enorm, omdat het inzicht biedt voor betere besluitvorming op vele niveaus van de organisatie.

Een volledig verbonden industriële operatie maakt gebruik van Industrie 4.0-technologie, inclusief IoT, om dieper inzicht in de prestaties te krijgen.

Voorbeeld van industrieel IoT (IIoT) in productie

We hebben het al gehad over de rol van Industrial IoT bij voorspellend onderhoud. Een ander voorbeeld van IIoT in de productie is het doorbreken van knelpunten en het stimuleren van enorme stijgingen in de productiedoorvoer. Als aan elke machine op een productievloer een IoT-apparaat is aangesloten dat de productie-efficiëntie, het gebruik, de uptime enz. bewaakt, kunnen deze gegevens worden gebruikt in combinatie met een machine learning-algoritme. Dit bepaalt welk stuk machine het knelpunt met de hoogste prioriteit vertegenwoordigt en hoe het moet worden opgelost. Heeft de machine een upgrade nodig? Moet het gewoon op meer punten gedurende de dag worden gebruikt?

Het MachineMetrics IIoT-platform

6. Cyberbeveiligingstechnologie

U kunt niet veel technologie in elk niveau van uw bedrijf hebben zonder een soort van beveiliging om hackers en andere snode agenten uit uw systemen te houden. Cyberbeveiligingstechnologie is alles dat uw digitale systemen beschermt tegen interne en externe aanvalsvectoren. Moderne cyberbeveiliging omvat technologie zoals blockchain of kunstmatige intelligentie en kan nieuwe technologieën zoals industriële IoT-apparaten bewaken.

Voorbeeld van cyberbeveiligingstechnologie in productie

Met gedigitaliseerde, slimme systemen worden fabrikanten zonder voldoende cyberbeveiliging blootgesteld aan de dreiging van gestolen intellectueel eigendom, productieapparatuur die wordt gevorderd door saboteurs om defecte producten te maken, ransomware, identiteitsdiefstal en meer. Fabrikanten kunnen echter beveiligingsrisico's verminderen door een plan op te stellen voor het geval ze een inbreuk ervaren, en door beschermende cyberbeveiligingsmaatregelen mogelijk te maken die hun gegevens en apparatuur beschermen, inclusief hun IoT-systemen.

7. De wolk

De cloud is een vage term die verwijst naar een groot aantal verbonden systemen op internet. Meestal betekent dit een server die zich buiten uw bedrijf bevindt. De "Cloud" kan worden gebruikt voor software en gegevens die ergens op internet zijn opgeslagen (bijvoorbeeld de server van iemand anders) in plaats van op een lokale machine.

In een complete IoT-architectuur, fabrikanten kunnen zowel de cloud als de edge benutten voor snelle besluitvorming met diepgaande verwerkingskracht en schaalbaarheid.

Voorbeeld van de cloud in productie

De Cloud biedt veel voordelen voor fabrikanten. Het kan grote hoeveelheden sensorgegevens veilig bewaren met reeds aanwezige redundanties. Het kan klantgegevens veilig bewaren. Het kan worden gebruikt voor computergebruik. Rekenintensieve taken, zoals risicomodellering met behulp van machine learning, kunnen in de cloud worden uitgevoerd om de overheadkosten voor krachtige machines te verlagen. In de afgelopen jaren is het ook gebruikt voor 'cloudproductie', wat kan verwijzen naar software of echte, gedistribueerde productie op verschillende geografische locaties.

8. Additieve productie

Additive manufacturing houdt in dat items laag voor laag worden gemaakt, waarbij nieuw materiaal wordt toegevoegd in plaats van het af te trekken. Dit wordt vergeleken met de oude manier van produceren (subtractieve productie), die taken omvat zoals het snijden en snijden van hout, enz.

Voorbeeld van additieve productie in de maakindustrie

3D-printen is een vorm van additive manufacturing. Mainstream adopters zijn onder andere Adidas die schoenen 3D printen, waarvan de ontwerpen zijn gemaakt op basis van big data.

9. Kunstmatige intelligentie en machinaal leren

Kunstmatige intelligentie en machine learning verwijzen naar machines die algoritmen gebruiken om gegevens te verwerken en conclusies te trekken die niet door menselijke ontwikkelaars zijn geprogrammeerd. Deze machines leren van data om steeds nauwkeurigere voorspellingen te genereren.

Voorbeeld van kunstmatige intelligentie in productie

Kunstmatige intelligentie en machine learning worden veel gebruikt in de productie voor vraagvoorspelling en voorspellend onderhoud. Omdat AI grote hoeveelheden gegevens van sensoren en andere bronnen in overweging kan nemen, is het een perfecte kandidaat om in bijna realtime te anticiperen op vluchtige, complexe, dynamische situaties op een manier waarop mensen dat niet kunnen. AI werkt goed om marktveranderingen voor fabrikanten te voorspellen en te voorspellen.

10. Augmented Reality

Augmented reality omvat extra zintuiglijke input, meestal visueel, over de werkelijke wereld heen gelegd. Veelvoorkomende voorbeelden zijn Google Glass en het spel Pokémon Go.

Voorbeeld van augmented reality in productie

In de productie kan augmented reality worden gebruikt voor zowel training als onderhoud van werknemers. Nieuwe werknemers kunnen leren hoe ze machines kunnen gebruiken die gevaarlijk kunnen zijn in een veilige, gevirtualiseerde omgeving voordat ze de fabrieksvloer betreden. AR kan ook nuttig zijn tijdens onderhoudstaken door tooltips, reparatiehandleidingen en andere notaties aan te bieden die direct zichtbaar zijn op locatie, binnen het gezichtsveld van de technicus. Met augmented reality kunnen technici ook binnen . zien gevaarlijke en gecompliceerde machines voordat ze hem openen, zodat ze precies weten wat ze zoeken en wat ze moeten doen voordat ze beginnen.

MachineMetrics versnelt digitale fabriekstransformaties door een intuïtief en flexibel industrieel IoT-platform te bieden om eenvoudig gegevens van elk onderdeel van de productieapparatuur te verzamelen en om te zetten in krachtige, bruikbare toepassingen.

Op dit moment hebben honderden fabrikanten duizenden machines aangesloten op MachineMetrics in fabrieken over de hele wereld om de uitvaltijd van machines te verminderen, de capaciteit te optimaliseren en een grotere doorvoer en winstgevendheid voor hun productieactiviteiten te stimuleren.