Slimme fabriek met Shop Floor integratie
Door: Claudia Ballhause, IT-journalist voor Wordfinder
Gedigitaliseerde processen maken de workflow leaner, sneller en transparanter. Dit geldt voor alle werkgebieden, maar vooral voor de productie. Intelligent produceren is niet langer alleen een modewoord voor grote ondernemingen. Vooral middelgrote bedrijven profiteren van de kosten- en flexibiliteitsvoordelen die voortvloeien uit de toepassing van Artificial Intelligence (AI), Industrial Internet of Things (IIoT) en het gebruik van Big Data.
Machines die zelfstandig signaleren wanneer ze materiaal moeten aanvullen. De toevoer van een werktuigmachine die zich automatisch aanpast aan het te bewerken werkstuk. Moderne machines reageren tegenwoordig deels zelfstandig, zonder menselijke tussenkomst, op omstandigheden. Dit type intelligente productie wordt mogelijk gemaakt door een volledig genetwerkte fabriek - Smart Factory - waarin sensoren gegevens verzamelen en deze in realtime verstrekken.
Kwaliteitsbewaking tijdens productie met genetwerkte machines
"Machines die op deze manier in een netwerk zijn opgenomen, maken het mogelijk om de kwaliteit tijdens het hele productieproces te bewaken. De centrale voorwaarde voor intelligent produceren is natuurlijk dat het materiaal op het juiste moment, in de juiste hoeveelheid en op de juiste plaats beschikbaar is. Deze planning maakt de productie duurzaam, geoptimaliseerd en vraag gestuurd", zegt Franz Streber, Senior Sales Engineer, Systems & IIoT bij de softwarefabrikant GIB. Samen met het moederbedrijf ifm electronic in Essen werkt GIB aan end-to-end softwareoplossingen die de fysica van het productieniveau integreren in het gedigitaliseerde bedrijfsprocesniveau
Productie- en ERP-systemen verbinden met verticale digitalisering
Het is namelijk juist deze verbinding tussen IT en OT (Operations Technology) die veel bedrijven missen om echt een Smart Factory te implementeren. Als verticale digitalisering, dus de aansluiting van het productieniveau op de ERP-systemen, vandaag de dag nadrukkelijk gewenst is, dan zag het er in de derde industriële revolutie in de jaren zeventig van de vorige eeuw heel anders uit. "Uit angst voor virussen en paarden van Troje die de productie konden binnensluipen en verlammen, was er een strikte scheiding tussen de besturingssystemen van Operations Technology en Information Technology", legt Stieber uit. Het doel is nu om die scheiding op te heffen, maar daarbij mogen de terechte zorgen over gegevensbeveiliging natuurlijk niet worden veronachtzaamd. Nieuwe beveiligingsnormen zorgen daarvoor.
De afgelopen jaren is de visie op slimme productie met name gestimuleerd door de Industrie 4. 0-kerntechnologie Industrial Internet of Things (IIoT). De sensoren op machines, instrumenten en productie-installaties creëren de noodzakelijke gegevensbasis voor automatisering en zelflerende machines. Door end-to-end gegevensverwerking van de sensor tot het ERP-systeem kunnen de fysieke en de digitale wereld in elkaar overvloeien. Stieber: "Een belangrijk voordeel van sensoren en de gegevens die ze verzamelen, is dat informatie op alle gebieden en zonder vertraging beschikbaar is en dat de sensoren onder meer AI-gebaseerde systemen voeden met de nodige gegevens. Big Data-technologieën en -toepassingen spelen een essentiële rol bij de verwerking van deze informatie."
Minimaliseer investeringskosten door bestaande machines te upgraden
Er zijn tal van voordelen verbonden aan het idee van smart manufacturing, zoals verbeterde operationele efficiëntie, snellere procesimplementatie, kostenverlagingen in de productie en de realisatie van nieuwe bedrijfsmodellen. Vooral middelgrote bedrijven kunnen hiervan profiteren, maar schrikken vaak nog terug voor de aanschafkosten van complete apparatuur met sensoren en moderne software. Het is echter vaak voldoende en aanzienlijk goedkoper om oudere bestaande systemen te upgraden. Zelfs sensoren die al in de productie aanwezig zijn, kunnen meestal in een holistisch oplossingsconcept worden geïntegreerd. Dit is het gemakkelijkst met IO-Link sensoren. De IO-Link gemeenschap telt wereldwijd meer dan 215 fabrikanten die het eens zijn geworden over een uniform formaat. Veel informatie is direct digitaal beschikbaar en kan op deze manier in IT-systemen worden verwerkt.
"Terugverdientijd van de projecten is zeer beheersbaar"
"Over het algemeen is de terugverdientijd van de projecten beheersbaar. Natuurlijk moeten er investeringen worden gedaan om smart manufacturing te realiseren. Maar daarna worden kosten bespaard en vele andere voordelen zoals flexibiliteit en betrouwbaarheid behaald", weet Stieber. Voor hem staan de voordelen, vooral voor middelgrote bedrijven, duidelijk op de voorgrond. Digitalisering maakt bijvoorbeeld een einde aan de enorme coördinatie-inspanningen van alle betrokken partijen voor een vraaggerichte productiebesturing. Ook technische en proces gerelateerde innovaties, inclusief compleet nieuwe bedrijfsideeën, zijn veel eenvoudiger te implementeren.
Als bedrijven hun productie al volledig hebben geautomatiseerd, zien zij de stap naar slimme productie vaak als overbodig. Het belangrijkste verschil hier is hoe de Smart Factory omgaat met verstoringen. Bij volledig geautomatiseerde productie zijn handmatige controle en planaanpassingen nodig in geval van een onvoorziene gebeurtenis. De Smart Factory, daarentegen, reorganiseert zichzelf zonder menselijke tussenkomst en past zich automatisch aan onvoorziene gebeurtenissen aan. Dit wordt mogelijk gemaakt door Shop Floor Integration, waarmee sensorberichten over de status van systemen, materiaalverbruik of noodzakelijke onderhoudswerkzaamheden contextueel worden verwerkt, zodat vervolgprocessen worden getriggerd in het ERP, bijvoorbeeld SAP. Daarbij gaat het bijvoorbeeld om de inkoop van reserveonderdelen, nieuwe productieplanning of het automatisch aanmaken van onderhoudsmeldingen. Stieber: "Met dit slijtagegerichte onderhoud kunnen we de levenscyclus van machines aanzienlijk verlengen."
Conclusie
Intelligente fabricage in het kader van het IIoT heeft een positieve invloed op de groei, het concurrentievermogen en de toekomstige levensvatbaarheid van het bedrijf. Door de snel opkomende kostenvoordelen is de investering in de nodige technologieën nu ook voor middelgrote ondernemingen rendabel. Ook het upgraden van bestaande systemen of het integreren van bestaande sensoren maakt de aanschafkosten beter beheersbaar.
