Industrie 4.0
Wat is het en waarom is het belangrijk
Industrie 4.0 – de vierde industriële revolutie – brengt digitale en fysieke werelden samen met behulp van sensoren, het Industrial Internet of Things (IIoT) en technologieën zoals kunstmatige intelligentie en machine learning. Deze technologieën worden geïntegreerd in R&D, productie, toeleveringsketens, logistiek en andere bedrijfsonderdelen om realtime gegevens vast te leggen en te analyseren en zo de productie, opslag, gebruik en onderhoud te hervormen.
Geschiedenis van Industrie 4.0
Industry 4.0 introduceert een nieuwe digitale realiteit die de regels van productie, bedrijfsvoering en werk fundamenteel verandert. Met de eerste industriële revolutie werd handmatige arbeid gemechaniseerd met behulp van water en stoom. In de tweede werd kostenefficiëntie mogelijk gemaakt door elektriciteit en de "lopende band". In de derde maakten we gebruik van computers en massa-automatisering om dingen sneller, beter en slimmer te doen. De vierde industriële revolutie bouwt voort op eerder werk door fabriekssystemen – en de processen die ze ondersteunen – slim, autonoom, realtime en verbonden te maken binnen toeleveringsketens en hele ecosystemen.
De oorsprong van Industrie 4.0 ligt in 2010. Het Duitse Federale Ministerie van Onderwijs en Onderzoek startte met de verkenning van opkomende high-tech trends en hun potentieel om de samenleving te ondersteunen, en om mensen en bedrijven in staat te stellen meer te bereiken met minder middelen. Het daaropvolgende jaar werd de term Industrie 4.0 officieel geïntroduceerd toen bedrijven wereldwijd ernstig begonnen te discussiëren over de veelbelovende mogelijkheden ervan.
De ontwikkelingen versnelden toen men zich realiseerde dat het internet kon worden ingezet om dataverzameling te vereenvoudigen, digitale informatie door te sturen en de opkomst van het Internet of Things (IoT) mogelijk te maken, een trend die in andere landen al in volle gang was. Na verloop van tijd bundelden landen hun krachten om de interoperabiliteit te verbeteren, digitale dataverzameling te optimaliseren, real-time gegevensanalyse te faciliteren door middel van volledige virtualisatie, en de mogelijkheden van het IoT te benutten.
Vandaag de dag is Industrie 4.0 geen louter concept meer, maar een realiteit die volledig kan worden verwezenlijkt als onderdeel van zowel grootschalige als kleinschalige digitale transformatie-initiatieven en slimme fabrieken. Bedrijven in allerlei sectoren zijn actief bezig met de digitale transformatie van hun productieprocessen, assemblagelijnen en activa-intensieve operaties door gebruik te maken van technologieën die verbonden zijn met Industrie 4.0.
Volvo Trucks
Ontdek hoe deze dochteronderneming van de Zweedse fabrikant AB Volvo ongeplande downtime minimaliseert met behulp van diagnostische en preventieve onderhoudsdiensten op afstand op basis van IoT-technologieën, analytics en AI van SAS.
De combinatie van IoT-data en kunstmatige intelligentie vermindert downtime, en zorgt ervoor dat vrachtwagenchauffeurs kunnen blijven rijden.
Industrie 4.0 vandaag
Door over te stappen op realtime gegevenstoegang en voortdurend inzicht dankzij Industrie 4.0-technologieën, kunnen bedrijven fundamenteel anders werken en zaken doen.
Wie gebruikt Industrie 4.0?
Industrie 4.0 zal in toenemende mate de productieprocessen van elke succesvolle organisatie aansturen, en wie vandaag investeert in slimme machines en slimme fabrieken, zal binnenkort marktleider zijn. Ontdek hoe industrieën over de hele wereld Industrie 4.0 gebruiken om hun digitale transformatie en strategische doelstellingen te bereiken.
IoT-data zijn alleen waardevol als u ze analyseert en slimmere beslissingen neemt.
Georgia-Pacific, een Industrie 4.0-succes
Georgia-Pacific vertrouwt op sensordata, IoT en machine learning om de efficiëntie te verbeteren, downtime te verminderen en in te spelen op wijzigende marktomstandigheden.
Hoe werkt Industrie 4.0
Integratie die realtime dataflows tussen digitale systemen mogelijk maakt, is niets nieuws. Maar realtime data uit de fysieke wereld capteren en gebruiken voor grootschalige machine-to-machine communicatie (M2M) voor het intelligent aansturen van autonome productieprocessen in fabrieken, toeleveringsketens, magazijnen enz., is dat wel. En dit is de kern van Industrie 4.0. En het kan nog meer opleveren wanneer productiedata worden samengevoegd met operationele gegevens van R&D, CRM, ERP, supply chain, opslag en logistiek, en klantenservicesystemen. Bedrijven kunnen efficiëntie, automatisering, uptime en klantgerichtheid op een beter niveau brengen en geheel nieuwe bedrijfs- en servicemodellen mogelijk maken.
Dergelijke waardeproposities waarmaken kan, dankzij een breed scala aan nieuwe technologieën, zoals:
- Het Internet of Things (IoT). Apparaten en machines verbonden via het IoT kunnen onze manier van werken en leven verbeteren. En de werking van assemblagelijnen en andere productieprocessen, logistieke systemen, toeleveringsketens en andere bedrijfsactiviteiten. Zo kan IoT een slimme fabriek mogelijk maken die industriële machines monitort om problemen op te sporen en vervolgens de activiteiten automatisch aanpast om storingen te voorkomen.
- Big data. Big data is een ander woord voor een enorm volume aan - zowel gestructureerde als ongestructureerde - data waarmee bedrijven dagelijks overspoeld worden. Maar het is niet de hoeveelheid gegevens die belangrijk is,het is vooral wat organisaties met die data doen. Big data kan geanalyseerd worden om inzichten te krijgen die helpen om betere beslissingen te nemen en strategische stappen te zetten.
- Cloud computing. Cloud computing is een leveringsmodel op abonnementsbasis dat schaalbaarheid, snelle implementatie en verbeterde data-efficiëntie, zelfs in realtime, aanbiedt binnen bedrijfssystemen. Het ondersteunt ook IoT-mogelijkheden, die op hun beurt efficiëntere activiteiten en nieuwe bedrijfsmodellen mogelijk kunnen maken.
- Kunstmatige intelligentie (AI) en machine learning. AI zorgt ervoor dat machines kunnen leren van ervaringen, dat ze zich kunnen aanpassen aan nieuwe input en dat ze menselijke taken kunnen uitvoeren. Machine learning, een tak van AI, is een methode voor gegevensanalyse die het bouwen van analytische modellen automatiseert en systemen in staat stelt om te leren van data, patronen te identificeren en beslissingen te nemen met minimale menselijke tussenkomst. Al deze mogelijkheden zijn essentieel om autonome slimme fabrieken te realiseren.
- Digitale tweelingen en simulaties. Dankzij Industrie 4.0 kunnen organisaties gegevens verzamelen en gebruiken om een virtuele, digitale tweeling (replica) te maken van bedrijfsonderdelen of -gebieden zoals een productielijn, slimme fabriek en toeleveringsketen. Met deze digitale tweeling kunnen operationele veranderingen, proceswijzigingen en andere variabelen worden gesimuleerd om de impact ervan te begrijpen, aanpassingen te maken en beslissingen te onderbouwen voordat veranderingen worden doorgevoerd.
- 3D-printen en additive manufacturing (AM). Met 3D-printen kunnen fabrikanten het ontwerp van producten en onderdelen centraliseren door het op te slaan als digitale code. Op die manier kunnen ze 3D-printen gebruiken om prototypes te maken en de productie vervolgens toe te wijzen aan flexibele slimme fabrieken met beschikbare capaciteit of in kleinere slimme fabrieken dicht bij de klant. Dit maakt kortere productieruns mogelijk, wat leidt tot lagere materiaal- en logistieke kosten en een verbeterd reactievermogen op de markt. In de toekomst zullen klanten, in plaats van een onderdeel centraal te produceren, te verzenden en op te slaan, blauwdrukken voor onderdelen kunnen kopen en downloaden en deze lokaal kunnen 3D-printen of machinaal bewerken.
- Edge computing. Met edge computing wordt het mogelijk om gegevens te analyseren op of vlak bij de plek waar ze worden gecreëerd (bijvoorbeeld op een apparaat op een booreiland in de oceaan) en om actie te ondernemen op basis van de resultaten van de analyses. Het is niet nodig om gegevens naar een serveromgeving te verplaatsen voor analyse, wat tijd kost en niet altijd mogelijk is. Doordat er geen tijd nodig is voor gegevensoverdracht, vermindert edge computing data latency en responstijden.
- Cyber-fysieke systemen (CPS). Cyber-fysieke systemen zijn slimme machines die computerondersteunde softwarecomponenten samenbrengen met internet-geconnecteerde mechanische en elektronische onderdelen die met data centers communiceren. Hierdoor ontstaat de capaciteit voor semi-autonome of autonome besluitvorming en handelingen. In productieprocessen dragen ze bij aan slimme fabricage door het verbeteren van de flexibiliteit, de productiviteit en het aanpassingsvermogen van een fabriek aan nieuwe markteisen.
- Autonome mobiele robots (AMRs). Autonome robots worden al langer ingezet om snel en accuraat complexe taken uit te voeren - in een assemblagelijn bijvoorbeeld - en ze zullen steeds vaker samen met mensen ingezet worden en van hen leren via machine learning.AMR's navigeren op een slimme manier door faciliteiten en vermijden obstakels om big data (zoals omgevingsfactoren) vanuit een vloot of faciliteit te verzamelen en te delen.Deze realtime gegevens en zichtbaarheid kunnen worden gebruikt om correctieve acties te automatiseren of om mensen in staat te stellen tijdig geïnformeerde beslissingen te nemen die de bedrijfsresultaten verbeteren.
- Horizontale en verticale systeemintegratie. Horizontale integratie verwijst naar netwerken tussen individuele machines, apparatuur en/of productie-eenheden. Verticale integratie verwijst vaak naar het verbinden en controleren van verschillende delen van het bedrijf en de uitgebreide toeleveringsketen, inclusief partners en leveranciers. Met Industrie 4.0 zullen de afdelingsfuncties en -capaciteiten van een bedrijf worden geïntegreerd om in grotere eenheid binnen de onderneming te werken en echt geautomatiseerde waardeketens mogelijk te maken.
- Cybersecurity. Cybersecurity verwijst naar technologieën, processen en controles die gezamenlijk opereren om systemen, netwerken en gegevens te beveiligen tegen cyberaanvallen. Dit is cruciaal voor bedrijven die investeren in digitale transformatie op basis van Industrie 4.0.
Industrie 4.0-technologie aan het werk: de slimme fabriek
Om beter te begrijpen hoe deze technologieën de belofte van Industrie 4.0 inlossen, gaan we eens kijken naar hoe ze slimme fabrieken mogelijk maken. In een slimme fabriek kunnen geavanceerde analyses (zoals machine learning) de big data verwerken die worden gegenereerd door slimme sensoren en het IoT. Dit omvat ook het integreren van flexibelere processen om in te spelen op de vraag van de klant. Ze kunnen producten op aanvraag maken, samenwerken met tal van leveranciers wereldwijd en feedback van klanten op social media beheren, nog voordat klachten worden doorgegeven aan hun klantenservice. Slimme fabrieken maken het voor bedrijven mogelijk om gegevens in realtime te streamen. Hierdoor worden inzichten verkregen waarmee ter plekke wijzigingen worden aangebracht in bronmaterialen, machinefunctionaliteit en zelfs klantenservice. Zo kunnen IoT-enabled slimme fabrieken:
- producten van hogere kwaliteit produceren,
- interne productieprocessen optimaliseren,
- klantervaringen verbeteren.
Een beter product
Slimme fabrieken maken het voor bedrijven mogelijk om gegevens in realtime te streamen. Hierdoor worden inzichten verkregen waarmee ter plekke wijzigingen worden aangebracht in bronmaterialen, machinefunctionaliteit en zelfs klantenservice. Zo kunnen slimme sensoren ervoor zorgen dat elk item, of het nu een kledingstuk is of geavanceerde medische apparatuur, hetzelfde kwaliteitsniveau heeft als het vorige. Denk eens aan de miljoenen dollars die dit zou kunnen besparen aan verloren producten, klachten van klanten en schade aan het merk van een bedrijf. Het Internet of Things (IoT) maakt het in de productiesector mogelijk dat slimme machines zichzelf corrigeren zodra een defect wordt ontdekt, en mogelijk dat defect zelfs voorkomen voordat er nog meer fouten optreden. Dit resulteert in betere producten en minder verlies.
Een slimmer proces
Industrie 4.0-technologieën verkleinen het risico op een groot verlies als gevolg van ongepland onderhoud, waardoor de productie stil komt te liggen en de productiviteit van werknemers wordt geschaad. In slimme fabrieken die gebruikmaken van het Industrial IoT, stellen sensoren fabrikanten in staat om slijtage automatisch en in realtime te controleren. Machine learning kan nauwkeurige modellen maken die uniek zijn voor elk proces en die bijhouden wanneer onderdelen en machines moeten worden vervangen. Stel dat de snijmessen in een papierfabriek een beetje bot worden, dan kan er een rafelige rand ontstaan die consumenten niet prettig vinden. Een menselijke inspecteur zou dit wellicht pas na meerdere ronden opmerken. Predictive maintenance kan helpen bij het plannen van de vervanging van het mes nog voordat de fout optreedt. Sterker nog, het kan de vervanging plannen tijdens offline uren zodat er geen productietijd verloren gaat. Dit verhoogt de algehele wendbaarheid van het bedrijf en dat is waar het bij digitale transformatie om draait.
Tevredener klanten
Snellere, meer wendbare productieprocessen zijn slechts een deel van het grote geheel. Door de big data te analyseren die door slimme sensoren is vastgelegd terwijl producten op de werkvloer van klanten worden gebruikt, krijgen fabrikanten een beter idee wanneer (en of) producten defect raken, hoe ze worden gebruikt en hoe ze het productieproces daarop kunnen aanpassen. Met geavanceerde analytics, zoals text mining en machine learning, kunnen ze ook snel commentaar op sociale media over hun producten verwerken, zodat ze in bijna-realtime kunnen reageren op klachten van klanten.
Industrie 4.0-oplossingen
De SAS® Quality Analytic Suite biedt gegevensbeheer, gemakkelijk bouwen van analytische modellen, waarschuwingen in een vroeg stadium en oorzakenanalyse.