Toenemende wereldwijde concurrentie, steeds veranderende consumentengewoonten, steeds kortere levertijden…   In een dergelijke context had de industriële sector geen andere keuze dan zijn productie methoden te laten evolueren naar digitale technologieën. Zo is Industrie 4.0 meer dan tien jaar geleden tot stand gekomen. Met de doorbraak van de informatietechnologie, de mobiele communicatie en de robotica zijn er evenveel mogelijkheden als er uitdagingen zijn.

Wat zal, tussen de uitdaging van concurrentievermogen, agility, productiviteit en intelligente technologieën, de fabriek van de toekomst zijn? Onmiddellijke ontcijfering!

I/Wat is Industrie 4.0?

1/Concept en oorsprong van “Industrie 4.0”

Industrie 4.0, een concept dat voor het eerst onder de aandacht werd gebracht op de beurs voor industriële technologie in Hannover in 2011, is een verwijzing naar de eerste drie industriële revoluties.

De eerste daarvan vond plaats in de 18e eeuw, na de uitvinding van de stoommachine, die een gemechaniseerde productie mogelijk maakte. De komst van het elektriciteitsnet maakte de opkomst van de tweede industriële revolutie aan het eind van de 18e eeuw mogelijk. Tenslotte leidde de automatisering van de productie in de 20e eeuw tot de derde revolutie.

Het idee achter Industrie 4.0 is de trend van de globalisering in het voordeel van de Europese industrieën om te buigen door de fabrieken aan te moedigen zich uit te rusten met de nieuwste technologische hulpmiddelen, die allemaal via het internet en de “cloud” in een netwerk met elkaar verbonden zijn.

In de moderne fabriek is het de bedoeling de fabriek ten dienste van de bediener te stellen, en niet de bediener ten dienste van de fabriek. Aangezien de menselijke factor centraal staat in dit plan, wordt alles in het werk gesteld om de ergonomie, de productiviteit en de veiligheid van elke werkplek te verbeteren. Aangezien de evolutie van de productiemethoden ertoe geleid heeft dat de operator steeds meer procedures moet invullen, is het doel van de “ultra-connected factory” al deze fasen te dematerialiseren, zodat de mens zich kan concentreren op taken met een hoge toegevoegde waarde. Daartoe zal elke machine verbonden worden en communiceren met het netwerk, en zal de informatie gecentraliseerd worden om verdeeld te worden over de verschillende diensten. De informatie zal vlot en efficiënt stromen vanaf de bestelbon van de klant, via alle productiestadia, tot de verzending of levering van het eindproduct.toev

2/Componenten van Industrie 4.0: waar hebben we het over?

Industrie 4.0 verwijst naar de convergentie van digitale technologieën en industriële productietechnieken. Het is meer dan een revolutie, het is een evolutie van bestaande apparatuur die verbeterd wordt en in het hart van een netwerk geplaatst wordt, waar alle informatie gedeeld wordt. In dit opzicht maken de nieuwe technologieën het mogelijk om deze verandering te begeleiden.

-Het Internet der Dingen (IOT – Internet of Things) en zijn intelligente dimensie zijn een innoverende kracht: de ontwikkeling van nieuwe producten als diensten, de transformatie van een bedrijfsmodel en nieuwe marktperspectieven.

-Additieve fabricage of 3D-printen is een snel en schaalbaar fabricageproces. Ver van de traditionele normen is het perfect aangepast aan de productie van kleine series, waarvoor het zeer concurrerend is. Het maakt ook de productie van complexe onderdelen mogelijk door het aantal tussenstappen te verminderen. Of het nu gaat om een prototype, een onderdeel op maat of een stuk maatwerk, 3D-printen versnelt het ontwerpen en stelt de productie veilig.

–De COBOT (samentrekking van Collaborative en Robot)een belangrijke vooruitgang voor de werknemers in Industrie 4.0, deze gemakkelijk te programmeren industriële robot neemt de rol van assistent-operator op zich en vervangt meestal de menselijke arm voor eenvoudige en repetitieve taken. Voor het bedrijf verbetert de COBOT de nauwkeurigheid, de efficiëntie, de veiligheid op de werkplek … en de productiviteit.

• Augmented Reality (AR) bestaat uit het toevoegen van virtuele 3D-inhoud op de werkelijkheid. Door essentiële informatie in de productie weer te geven, kan de operator in real time de voortgang van een procedure zien, en die snel en efficiënt voltooien. Augmented reality is een echte synergie tussen het veld en de digitale technologie, en is een echte troef om de kwaliteit en de productiviteit te verbeteren en tegelijk de processen veiliger te maken.

• Processimulatie, met behulp van analysesoftware, maakt het mogelijk de beste opties voor productie of machineonderhoud vast te stellen, en bijgevolg de activa te optimaliseren.

• Digitale mock-ups of digitale tweelingen maken het mogelijk verschillende tests uit te voeren voordat het eerste prototype van een product wordt gemaakt, of de eerste productiestart van een industriële lijn… een iteratieve manier om tijd te besparen op de verschillende ontwerpen van een onderdeel, en de inbedrijfstelling van een proces vóór de productie te vergemakkelijken.

• Cyber Fysieke Systemen (CPS) zijn bedoeld om extra functionaliteiten toe te voegen aan de fysieke elementen voor procesbesturing en -bewaking. Het zijn sleutelelementen van de informatieketen.

Industriële Big DATA, een kernpunt in Industrie 4.0, is een krachtige technologie voor gegevensanalyse in realtime, waarmee de productie en de kwaliteit zeer nauwkeurig kunnen worden bewaakt, zodat reactief de beste beslissingen kunnen worden genomen. De evolutie naar “slimme gegevens” met de veralgemening van kunstmatige intelligentie zou moeten bijdragen tot een aanzienlijke vooruitgang op het gebied van voorspellend onderhoud.

3/Welke toepassingen voor Industrie 4.0?

Industrie 4.0-toepassingen dienen om in een complexe context de aankoop-, fabricage- en productieprocessen te vereenvoudigen en tegelijk de kosten te drukken. Van de papierloze strategie van het bedrijf tot de invoering van het industriële internet der dingen, ze zijn zeer uiteenlopend, maar ze dragen allemaal bij tot een productiviteitswinst.

De eerste stap is de wereldwijde dematerialisatie van bedrijfsdocumenten, die logischerwijs deel uitmaakt van de industriële digitaliseringsstrategie. In combinatie met een EDM-oplossing (Electronic Document Management) of ECM-oplossing (Enterprise Content Management) om ze op te slaan en te delen, zorgt dit voor meer transparantie, minder fouten en een betere samenwerking: De tijd- en kostenbesparingen zijn aanzienlijk.

Het internet speelt, in combinatie met nieuwe technologieën, ook een belangrijke rol in Industrie 4.0. Het industriële internet van de dingen, een variant van het IOT, houdt in dat gegevens in realtime worden vastgelegd voor de bewaking van machines. In dit verband geven bepaalde besturingsprocessen, die zelf zijn uitgerust met kunstmatige intelligentie, de daarmee uitgeruste machines zelfanalysemogelijkheden voor hun gegevens: behoefte aan onderhoud, evaluatie van de kwaliteit van de onderdelen tijdens de produktie, melding van eventuele storingen, enz. Reactiviteit en strategische besluitvorming zijn er des te beter door. 

We kunnen nog verder gaan door partners, klanten en leveranciers erbij te betrekken! De integratie van computernetwerken zoals een extranet, een EDI (Electronic Data Interchange) of zelfs een transactioneel webplatform, maakt immers een optimale communicatie mogelijk en vormt een echte synergie met de 4.0-technologieën.  In het kader van het toezicht op het gebruik, bijvoorbeeld, geven op sensoren aangesloten producten een waarschuwing in geval van een storing of de noodzaak van onderhoud, die rechtstreeks naar de klant wordt gestuurd.

De lijst van mogelijkheden is lang. Wat belangrijk is om te onthouden, is dat alle toepassingen die inherent zijn aan Industrie 4.0 gebaseerd zijn op realtime gegevensvastlegging en -analyse, gecombineerd met kunstmatige intelligentie en nieuwe technologieën. Uiteindelijk worden de processen vereenvoudigd, wordt de voorspelling verbeterd en wordt de productieketen van A tot Z geoptimaliseerd.

II/Belangen en perspectieven van de fabriek van de toekomst

1/Waarom is Industrie 4.0 essentieel voor mijn bedrijf?

De grootste uitdaging van de digitale evolutie van het bedrijf naar Industrie 4.0 houdt verband met het begrip digitale continuïteit. Dit betekent dat productgegevens tijdens hun hele levenscyclus in realtime kunnen worden gebruikt. Deze eis houdt in dat de waardeketen van ontwerp tot onderhoud bij de klant in stand wordt gehouden, door de toenemende gegevensstromen te beheersen, ongeacht de complexiteit van het product. De middelen: beschikken over de juiste informatie op het juiste moment om feitelijke en relevante beslissingen te nemen. Een vlotte toegang tot informatie, die door iedereen wordt gedeeld, is het absolute minimum om dit te bereiken!

Door de communicatiestromen te ontwarren en samenwerking te bevorderen, beschikt de onderneming immers over aanzienlijke synergievoordelen bij de aanpassing aan de markt en aan de behoeften van haar klanten. Het gaat erom de productie op een “wendbare, flexibele en reactieve” manier te kunnen beheren om het ontwerp te versnellen, de productie efficiënter te maken en de kwaliteit te verbeteren.  Op die manier kunnen waardevolle verbeteringen gemakkelijker worden geïdentificeerd, en kunnen nieuwe commerciële vooruitzichten veel beter worden benut.

Ook mag niet uit het oog worden verloren dat het de voortdurende ontwikkeling van nieuwe technologieën is die deze digitale continuïteit mogelijk maakt… en tegelijkertijd oplegt. Het heeft inderdaad geleid tot oplossingen die even krachtig als gebruiksvriendelijk zijn, en vooral, steeds zuiniger! Zozeer zelfs dat het concurrentievoordeel dat zij bieden vandaag de dag zodanig is dat het gebruik ervan “onvermijdelijk” zou kunnen worden, om voor de hand liggende redenen van concurrentievermogen, productiviteit en … rentabiliteit! Om in de race te blijven, is de overgang naar Industrie 4.0 dan ook onvermijdelijk.

TopSolid’s reeks van CAD, CAM en PDM oplossingen

2/Wat is de werking van het productiesysteem van de fabriek van de toekomst?

De vicieuze cirkel van de werking van fabriek 4.0 omvat het verzamelen en analyseren van gegevens in realtime, het bewaren en benutten van knowhow, de veiligheid van processen en kunstmatige intelligentie ten dienste van de productie.

Aangezien de uitdaging ligt in het vermogen om zich snel aan te passen aan nieuwe manieren van consumeren, d.w.z. de vraag naar maatwerk en unieke onderdelen tegen lagere kosten, zal de fabriek van de toekomst de consument centraal moeten stellen in haar digitale transformatie.

Maar niet zomaar! Het is een kwestie van vooruitkijken en beetje bij beetje vooruitgaan, want het gaat om niet onbeduidend change management.

Niettemin moet de optimale werking van Industrie 4.0 op lange termijn de volgende logica volgen:

• Het gebruik van informatie- en communicatietechnologieën die het mogelijk maken dat alle systemen in de installatie, en de installaties onderling, voortdurend met elkaar in wisselwerking staan, zodat informatie in zeer korte tijd wordt verwerkt.
• Op het gebied van de machinale bewerking, de invoering van intelligente systemen die in staat zijn tot zelfevaluatie en correctie. Het doel is de productie veiliger en flexibeler te maken, maar ook de efficiëntie te maximaliseren door de arbeids- en energiekosten te verlagen.
• Voor de werknemer, werk ondersteund door de hulp van robotica, versterking van de specialisatie van zijn of haar functie en de deskundigheid die nodig is voor het gebruik van de machines om de kwaliteit van de dienstverlening aan de consumenten te garanderen.

Tien jaar geleden een aberratie, maar vandaag de dag worden onderling verbonden en intelligente fabrieken steeds gewoner. Wie zou een betrouwbare werkwijze weigeren, die de operatoren ondersteunt bij hun dagelijkse taken, analyses en prognoses vergemakkelijkt, het mogelijk maakt om snel en tegen lagere kosten in te spelen op specifieke behoeften en tegelijk de productiviteit bevordert?

Bovendien moet het productiebedrijf in het kader van Industrie 4.0 evolueren naar een “slimme onderneming”, die zo flexibel is dat ze zichzelf permanent kan omvormen, klanten en medewerkers kan opnemen, haar waardeketen op elk moment kan benutten en voortdurend innovatieprocessen kan uitvoeren… Een slimme houding waarin eeuwige beweging en realtime worden gecombineerd!

III/Hoe past TopSolid in Industrie 4.0?

Hoewel het concept “Industrie 4.0” pas enkele jaren geleden opdook, heeft TOPSOLID niet gewacht op de vierde industriële revolutie om deel uit te maken van de fabriek van de toekomst.

TOPSOLID biedt al jaren een volledig geïntegreerde digitale keten via haar CAD-, CAM- en ERP-softwaresuite en zorgt daarmee voor totale interconnectiviteit van ontwerp tot productie, inclusief externe digitale systemen zoals klant- en leveranciersplatforms. Deze prestaties impliceren intelligente functies voor het centraliseren, analyseren en opvragen van gegevens, waardoor snelle en nauwkeurige beslissingen kunnen worden genomen… Met andere woorden, een volwaardig ERP!

TopSolid’Erp, de meest complete industriële beheersoftware op de markt, wordt gepositioneerd als partner voor industriële prestaties, waardoor het de uitdagingen van optimalisatie van de productiviteit en het concurrentievermogen gekoppeld aan Industrie 4.0 kan aangaan. Bovendien zijn de voordelen van de van nature geïntegreerde MES (Manufacturing Execution System)-functionaliteiten aanzienlijk:

• Betrouwbaarheid van leveringstermijnen
• Elektronisch documentenbeheer
• Traceerbaarheid
• Beheer van de levenscyclus voor, tijdens en na de productie dankzij de digitale CAD/CAM/ERP-keten
• Realtime interconnectiviteit met interne en externe bedrijfssystemen
• Verwerving, kant-en-klare restitutie en analyse van gegevens met Business Intelligence voor een beter beheer van het bedrijf en een wendbare en proactieve besluitvorming. 
• Traceerbaarheid, gegevensverwerving en feedback: u profiteert van de beste voordelen van ERP om de productiviteit en het concurrentievermogen van uw Industrie 4.0 te optimaliseren.
• Globale visie op het bedrijfsmodel en optimale organisatie van de diensten

TopSolid’Erp-software is ontworpen voor Industrie 4.0, tot in het kleinste detail en biedt bovenal een ononderbroken digitale keten… weer een stapje verder naar de fabriek van de toekomst!

IV/TOPSOLID blijft evolueren naar het CAD-CAM-PDM-ERP van de toekomst, wat inhoudt:

• Intelligent ontwerp: naast de reeds goed gerecupereerde 3D-modellen op geometrisch niveau, het recupereren van bewerkingsinformatie (PMI) en toleranties, alsmede het in aanmerking nemen van frees- en draaibewerkingen.
• Meer automatisering: voorspellende berekeningen: trillingsberekeningen, vervorming van werkstukken als gevolg van het opspannen; verfijnd beheer van de standtijd (met berekende snijcondities); families van gelijksoortige werkstukken (aanpassing aan aangepaste massaproductie); automatische generatie van routings; beheer van de volledige fabricagestroom: van de eerste 3D-import tot het bewerkte werkstuk.
• Numerieke simulatie: optimalisering van NC-programma’s om productiviteit en veiligheid te verhogen.
• Meer betrouwbaarheid en traceerbaarheid bij de kostenberekening en de controle van de onderdelen.
• Het gebruik van de Cloud: het vergaren van de BigData van het bedrijf, het uitzetten van tijdrovende berekeningen, het permanent bijwerken van de software.
• De mens centraal stellen in de 4e industriële revolutie: ondersteuning van verandering, opzetten van certificeringsopleidingen tot wederzijds voordeel van bedrijven en hun werknemers.