State-of-the-art Industrie 4.0 technologie: Real-world innovaties & toepassingen

Wat is Industrie 4.0 technologie?

Industrie 4.0, ook bekend als de Vierde Industriële Revolutie, gaat erom bedrijven slimmer en geautomatiseerder te maken. Waar de Derde Industriële Revolutie zich richtte op het omzetten 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 meer zelfstandig te maken, in staat om met elkaar te "praten", en massive hoeveelheden data te verwerken op manieren die mensen simpelweg niet kunnen - alles in naam van efficiëntie en groei. Industrie 4.0 technologie vertegenwoordigt een fundamentele verschuiving in hoe bedrijven opereren, zo fundamenteel als de verandering van stoomkracht naar elektriciteit in de Tweede Industriële Revolutie.

Wilt u meer weten? Lees onze complete gids over Industrie 4.0.

Hoe beïnvloedt Industrie 4.0 technologie de productie-industrie?

In de productie heeft Industrie 4.0 wijdverbreide gevolgen. Het wordt gebruikt om operationele efficiëntie te benutten, vraagvoorspelling te verfijnen, datasilos te doorbreken, voorspellend onderhoud in te zetten, werknemers veiligheid en virtuele training te bieden, en meer. Industrie 4.0, als onderdeel van een breder concept genaamd digitale transformatie, bestrijkt de productie van planning tot levering, met oplossingen voor diepgaande analyse, shopfloor datasensors, slimme magazijnen, gesimuleerde veranderingen, plus product- en asset-tracking.

Voor fabrikanten helpen Industrie 4.0 technologieën de kloof te overbruggen tussen wat eens losse processen waren, naar een meer transparante, zichtbare kijk over de hele organisatie, met veel actionable inzichten.

10 Real-world Industrie 4.0 technologieën met voorbeelden

Hieronder staan de top digitale transformatietechnologieën voortgekomen uit Industrie 4.0. Voel u vrij om er een te selecteren om naar een specifieke sectie te springen:

1. Big Data & Analytics
2. Autonome robots
3. Simulatie / Digital Twins
4. Horizontale en verticale systeemintegratie
5. Industriële IoT (IIoT)
6. Cybersecurity technologie
7. De Cloud
8. Additieve manufacturing
9. Kunstmatige intelligentie
10. Augmented Reality

1. Big Data & Analytics

Big Data is precies wat het klinkt - massive hoeveelheden data. Bergen van statistieken en cijfers zo groot dat mensen en teams er jaren handmatig doorheen kunnen zichten en nog steeds niet veel echte waarde halen. Met machines aan het roer is het een heel ander verhaal. Met de huidige geavanceerde rekenkracht kunnen die enorme stromen pure, onvervalste data worden getransformeerd naar accurate, actionable inzichten die besluitvorming voor productieleiders kunnen drijven. Databronnen kunnen variëren van IoT-sensors op shopfloors en verlichtingssystemen tot verkoopdata of supply chain-gerelateerde factoren als weer en politiek klimaat.

Big data vormt de basis voor veel van de andere technologie van Industrie 4.0. Hoe meer data gebruikt wordt, hoe groter het effectiviteitsniveau.

Voorbeeld van Big Data & Analytics in manufacturing

Stel u dit voor: Er is een shopfloor ergens in Wisconsin die een kleine sensor (een industriële IoT-sensor, waar we dieper op ingaan) op elke machine in die fabriek heeft aangesloten. Die sensor logt en analyseert constant informatie zowel op de sensorlocatie als in de Cloud (die we ook behandelen). Alle data van deze kleine IoT-sensor, inclusief informatie zoals hoeveel de machine gebruikt is, wordt verzameld en in een machine learning-algoritme gevoerd.

Verzamelde machinedata kan geanalyseerd worden om kwaliteitdefecten te voorspellen en toollevensduur te verlengen.

Dat algoritme, of formule, spuit resultaten uit over het onderhoudsschema van die apparatuur. Het zegt: "De riem van deze machine gaat waarschijnlijk over 2-3 weken breken." Met dat in gedachten, wordt onderhoud gepland in 'rustige' uren binnen een week en blijft de machine operationeel effectief tijdens alle werkuren. Dat heet "voorspellend onderhoud" en het zou helemaal niet werken zonder big data. Big data helpt deze fabriek om voor zijn assets te zorgen, kosten te verlagen en het risico op downtime te beperken.

2. Autonome robots

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

Voorbeeld van autonome robots in manufacturing

Autonome robots worden in manufacturing gebruikt om zware items op een productielijn te houden en te verplaatsen. Dit helpt menselijke blessures te voorkomen bij lassen, assemblage en palletisering. Autonome robots kunnen ook helpen met order picking op magazijnniveau omdat ze de capaciteit hebben om snel de meest efficiënte route te analyseren en te kiezen om items te picken - zelfs voor meerdere orders. Ze kunnen ook gebruikt worden voor continue productie, omdat ze niet per se pauzes nodig hebben.

3. Simulatie / Digital Twins

Een digital twin, ondanks dat het klinkt als iets uit een sci-fi film, is de zeer authentieke technologie achter het creëren van een simulatie van een real-world object, concept of gebied binnen een digitale ruimte. Het kan een 3D-weergave omvatten van alle fysieke assets, operationele systemen en structuren binnen een complete faciliteit. De use cases voor digital twin systemen zijn enorm breed.

Een digital twin van een CNC-machine, een soort 3D-model op "steroïden".

Voorbeeld van Simulatie / Digital Twins in manufacturing

Met industriële IoT-sensors kan een productiebedrijf hun gehele shopfloor in virtuele ruimte "zien". Ze kunnen de locatie van elke asset, de uptime en onderhoudsbehoeftes bekijken (zelfs die nog niet gerezen zijn). Ze kunnen zelfs 'kijken' naar binnen in machines die gevaarlijk of kostbaar zouden zijn om in het echte leven open te maken.

Met deze digital twin en machine learning kunnen productieleiders onderhoudstaken voorspellen en tijden vinden om de apparatuur beter te benutten om knelpunten te verminderen. Ze kunnen werknemers op een veilige afstand trainen voordat ze hen introduceren bij de niet-gesimuleerde machines op de vloer en ideeën voor operationele veranderingen testen voordat ze geld, tijd en energie uitgeven aan implementatie.

4. Horizontale en verticale systeemintegratie

Horizontale en verticale integratie is de "ruggengraat van Industrie 4.0" genoemd. De premise van horizontale en verticale systeemintegratie is verbondenheid en zichtbaarheid. Dit kan betekenen binnen een enkele organisatie of buiten het met industriële partners. Machines en bedrijven communiceren constant en delen data, wat helpt om diepere analysekansen, grotere transparantie en verhoogde efficiëntie voor allen te bereiken.

Voorbeeld van horizontale en verticale systeemintegratie in manufacturing

Als een bedrijf meerdere productiefaciliteiten heeft, kan horizontale integratie naadloze datadeling over zaken als voorraadgegevens en vertragingen garanderen. Verticale integratie in manufacturing kan het doorbreken van interdepartementale silo's omvatten, zodat de hele organisatie als een eenheid werkt - van R&D tot inkoop, en van productie tot sales en verder. Iedereen deelt data, iedereen profiteert en iedereen opereert dynamisch.

5. Industriële IoT (IIoT)

Industriële IoT verwijst naar de implementatie van kleine sensors, soms met rekencapaciteit, die data in real-time verzamelen en monitoren doorheen bedrijven. IoT-sensors kunnen geïmplementeerd worden in combinatie met vrijwel alles, van verlichting tot HVAC (verwarming, ventilatie, airconditioning) tot shopfloor-machines. Industriële IoT is een foundationele technologie van Industrie 4.0. De voordelen van verbonden apparatuur zijn enorm, omdat het inzicht biedt voor betere besluitvorming op veel niveaus van de organisatie.

Een volledig verbonden industriële operatie benut Industrie 4.0 technologie, inclusief IoT, om dieper inzicht in prestaties te krijgen.

Voorbeeld van Industriële IoT (IIoT) in manufacturing

We hebben al de rol van Industriële IoT in voorspellend onderhoud besproken. Een ander voorbeeld van IIoT in manufacturing betreft het doorbreken van knelpunten en het drijven van massive stijgingen in productie-throughput. Als elke machine op een productievloer een IoT-apparaat heeft aangesloten dat productie-efficiëntie, gebruik, uptime, etc. monitort, dan kan deze data gebruikt worden in combinatie met een machine learning-algoritme. Dit bepaalt welk stuk machine de hoogste prioriteit knelpunt vertegenwoordigt en hoe het op te lossen. Heeft de machine een upgrade nodig? Moet het simpelweg op meer momenten tijdens de dag gebruikt worden?

Het MachineMetrics IIoT Platform

Meer informatie

6. Cybersecurity technologie

U kunt niet veel technologie betrokken hebben op elk niveau van uw bedrijf zonder een of andere vorm van bescherming om hackers en andere kwaadwillende actoren buiten uw systemen te houden. Cybersecurity technologie is alles wat uw digitale systemen beschermt tegen interne en externe aanvalsvectoren. Moderne cybersecurity omvat tech zoals blockchain of kunstmatige intelligentie en kan nieuwe technologieën zoals industriële IoT-apparaten bewaken.

Voorbeeld van Cybersecurity technologie in manufacturing

Met gedigitaliseerde, slimme systemen op hun plaats, zijn fabrikanten zonder voldoende cybersecurity blootgesteld aan de dreiging van gestolen intellectueel eigendom, productieapparatuur gecommandeerd door saboteurs om foutieve producten te maken, ransomware, identiteitsdiefstal, en meer. Echter, fabrikanten kunnen beveiligingsdreigingen mitigeren door een plan te maken voor het geval ze een schending ervaren, alsook beschermende cybersecurity-maatregelen in te schakelen die hun data en apparatuur bewaken, inclusief hun IoT-systemen.

7. De Cloud

De Cloud is een vaag begrip dat verwijst naar een breed aantal verbonden systemen op het internet. Meestal betekent het een server offsite van uw bedrijf. De "Cloud" kan gebruikt worden voor software en data die ergens op het internet opgeslagen is (bijv. een server van iemand anders) in plaats van op een lokale machine.

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

Voorbeeld van De Cloud in manufacturing

De Cloud biedt veel voordelen voor fabrikanten. Het kan enorme hoeveelheden sensordata veilig opslaan met reeds ingebouwde redundanties. Het kan klantdata veilig opslaan. Het kan gebruikt worden voor computing. Computationeel zware taken zoals risicomodellering met machine learning kunnen in de Cloud gedaan worden om overheadkosten voor krachtige machines te verlagen. In recente jaren wordt het ook gebruikt voor "cloud manufacturing" wat kan verwijzen naar software of echte, gedistribueerde manufacturing over geografisch uiteenlopende locaties.

8. Additieve manufacturing

Additieve manufacturing betekent items laag voor laag maken, nieuw materiaal toevoegen in plaats van het aftrekken. Dit in vergelijking met de oude manier van manufacturing (subtractieve manufacturing), die taken als snijden en snijden van hout, etc. dekt.

Voorbeeld van Additieve manufacturing in de productie-industrie

3D-printen is een vorm van additieve manufacturing. Mainstream adopters zijn onder andere Adidas, dat schoenen 3D-print, de ontwerpen van welke gebaseerd zijn op big data.

9. Kunstmatige intelligentie en Machine Learning

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

Voorbeeld van Kunstmatige Intelligentie in manufacturing

Kunstmatige intelligentie en machine learning worden breed in manufacturing gebruikt voor vraagvoorspelling en voorspellend onderhoud. Omdat AI enorme arrays van data van sensors en andere bronnen kan overwegen, is het een perfecte kandidaat om volatiele, complexe, dynamische situaties in near real-time te anticiperen op een manier die mensen niet kunnen. AI werkt goed om marktveranderingen voor fabrikanten te voorspellen en te predictten.

10. Augmented Reality

Augmented reality omvat extra sensorische input, meestal visueel, overgelegd op de echte wereld. Veelvoorkomende voorbeelden zijn Google Glass en het spel Pokémon Go.

Voorbeeld van Augmented Reality in manufacturing

In manufacturing kan augmented reality gebruikt worden voor werknemerstraining en onderhoud. Nieuwe werknemers kunnen leren hoe ze machines moeten bedienen die gevaarlijk kunnen zijn in een veilige, gevirtualiseerde omgeving voordat ze de fabriekvloer betreden. AR kan ook nuttig zijn tijdens onderhoudstaken door tooltips, reparatiehandleidingen en andere notaties direct zichtbaar te maken op de locatie, binnen het zichtveld van de technicus. Augmented reality stelt technici ook in staat om binnenin gevaarlijke en ingewikkelde machines te kijken voordat ze ze openmaken, zodat ze precies weten wat ze zoeken en wat ze moeten doen voordat ze beginnen.

MachineMetrics versnelt digitale fabriekstransformaties door een intuïtief en flexibel industriëel IoT-platform te bieden om eenvoudig data van elk stuk productieapparatuur te verzamelen en te transformeren naar krachtige, actionable applicaties.

Op dit moment hebben honderden fabrikanten duizenden machines verbonden met MachineMetrics over de hele wereld om machinedowntime te verminderen, capaciteit te optimaliseren, en verhoogde throughput en winstgevendheid voor hun productieoperaties te drijven.