De bouwstenen van Industrie 4.0
De bouwstenen van Industrie 4.0
Digitale technologieën wijzigen fundamenteel de manier waarop ondernemingen werken. Ze helpen hen om zich aan te passen aan de stijgende vraag van klanten naar kleinere series en sterk gepersonaliseerde producten en om tegemoet te komen aan de behoefte aan automatisering. Digitalisering trekt een revolutie binnen de maakindustrie op gang die de productiviteit zal verhogen, economische groei zal faciliteren en – uiteindelijk – het concurrentievermogen van productiebedrijven zal versterken.
Voor kleinere ondernemingen is het echter niet altijd zo eenvoudig om in te schatten welke voordelen technologische innovaties hen kan bieden. Het potentieel om hun systemen te verbeteren en de kostenefficiënte invoering van deze technologieën zouden wel eens te ver kunnen afstaan van hun dagdagelijkse realiteit. Toch kunnen landen met een prominente KMO-cultuur zoals België[1] het zich niet veroorloven om de boot te missen.
Daarom hebben Sirris, Flanders Make en iMec de krachten gebundeld om KMO’s te ondersteunen bij de invoering van digitale technologieën en zo hun productieprocessen te optimaliseren. Vertrekkend vanuit heel concrete vragen willen de partners de kloof tussen de technologische behoeften van deze bedrijven en het bestaande technologische aanbod overbruggen. Dit heeft ondertussen al geleid tot de ontwikkeling van concrete, innovatieve oplossingen aan de juiste kostprijs.
CYBER-PHYSICAL SYSTEMS
Er wordt algemeen aangenomen dat de machines van de volgende generatie cyber-fysische systemen zullen zijn. Cyber-fysische systemen integreren de digitale en de werkelijke (of fysieke) wereld. Concreet werken een machine en haar digitale tweeling parallel ten opzichte van elkaar en wisselen ze informatie uit om de prestaties en servitisatie van de machine te verbeteren. Dit concept kan ook naar meerdere machines worden uitgebreid, die alle via een cloud informatie uitwisselen en op die manier een Industrieel Internet der Dingen (IIOT) creëren dat op exact dezelfde manier functioneert als een computernetwerk.
De basis voor het opstarten van deze digitalisering, die ook de overgang naar de 4de industriële revolutie (Industrie 4.0) zal faciliteren, is het opzetten van de juiste infrastructuur, bestaande uit:
- slimme en betrouwbare algoritmen om sensorgegevens in beslissingen om te zetten
- betrouwbare & snelle draadloze communicatie
- een robuust controlesysteem
In deze context zal het niet verwonderen dat Flanders Make en haar partners zich vooral richten op deze technische infrastructuuronderdelen als de belangrijkste faciliterende technologieën voor cyber-fysische systemen die bedrijven aansluiting doen vinden bij Industrie 4.0. Voor elk van deze bouwstenen zullen we hieronder een use case voorstellen.
[1] In 2016 was 99,3% van alle ondernemingen in België een KMO. Bron: FOD Economie, KMO, Middenstand en Energie (15/01/2018).
DRAADLOZE DETECTIE: NAUWKEURIGE LOKALISATIE EN COMMUNICATIE BIJ LVD
De machines van LVD om metaalplaten te plooien worden bediend met een pedaal. In het licht van de almaar stijgende vraag naar een ergonomisch design en een grotere productie-efficiëntie, overwoog LVD ook om haar machines draadloos te maken. Een draadloos voetpedaal maakt komaf met het gedoe met kwetsbare kabels op de vloer en laat toe om een lichter ontwerp te creëren. Wanneer de plaatpersmachines in een tandemconfiguratie gebruikt worden, kunnen verschillende (kleinere) machines ook digitaal werken en zo de totale capaciteit verhogen.
Deze beslissing heeft echter ook zo haar uitdagingen. Eerst en vooral moet de draadloze ultrabreedbandtechnologie die nodig is voor de positionering van de pedaal ten opzichte van de machine voldoende nauwkeurig zijn voor indoortoepassingen. Andere vereisten zijn een lage latentie en een redundant ontwerp. Wanneer één pedaal voor meerdere machines gebruikt kan worden, wil je immers absoluut vermijden dat de pedaal de volgende plaatpersmachine onbedoeld zou activeren en zo een onveilige situatie zou creëren.
Flanders Make onderzocht verschillende ontwerpopties in een proof-of-concept. We selecteerden de hardware en de software en valideerden de opstelling in een demonstratie. Deze kennis wordt nu overgedragen aan LVD zodat zij de opstelling kunnen reproduceren, gebruiken en onderhouden.
Cedric Herreman, leidinggevend mechatronica-ingenieur bij LVD:
De ontwikkeling en validering van een draadloos pedaalsysteem met behulp van de ultrabreedbandtechnologie zouden voor ons zonder onze samenwerking met Flanders Make onhaalbaar zijn geweest. We hebben nu een proof-of-concept opstelling die we niet alleen voor evaluatie- en demonstratiedoeleinden kunnen gebruiken maar ook voor toekomstige integraties zodat we niet alleen vandaag maar ook morgen nog aan de top van ons segment kunnen opereren.
Elk van de hier voorgestelde bedrijven heeft cruciale stappen gezet in de richting van hun digitale transformatie. Door nieuwe technologieën te integreren, processen te automatiseren of producten te verbeteren, hebben ze hun concurrentiepositie aanzienlijk kunnen versterken. Ze zijn het levende bewijs dat, ongeacht hun omvang, productiebedrijven een toekomst hebben in Vlaanderen en West-Europa. Dat is de grote kracht van Industrie 4.0.
