Industrie 4.0 en Big Data bieden producerende bedrijven ongekende mogelijkheden en geven het startsein voor nieuwe bedrijfsmodellen – daarvoor is het belangrijk om gebruik te maken van bestaande gegevensbronnen. Flexibele en intelligente technische oplossingen die gegevens op veldniveau verzamelen en in de cloud beschikbaar stellen zijn hiervoor een geschikte basis.
Netwerken worden steeds belangrijker. Smart Home, mobiliteit of productie – alles is tegenwoordig met elkaar gekoppeld in een netwerk en gegevens over de omgeving en de processen worden permanent ter beschikking gesteld. Software updates worden "over the air" uitgevoerd en vervangen omvangrijke onderhoudswerkzaamheden of de rit naar de werkplaats binnen de kortst mogelijke tijd, bijvoorbeeld bij de pionier op het gebied van elektrische auto's: Tesla. Tegen deze achtergrond stopt de productontwikkeling in de toekomst dus niet meer bij de levering, maar verandert in een continu proces zoals het in de softwarebranche al decennia lang gebruikelijk is – trefwoord: Continuous Delivery. De productie transformeert dus in toenemende mate in een continu proces, waaraan ook na de levering van het product vorm moet worden gegeven. De infrastructuur op de achtergrond vormt de basis voor een lang en storingsvrij gebruik van het product en moet continu aangepast en geoptimaliseerd worden. Op deze wijze wordt de wereld iedere dag een stukje digitaler. Steeds snellere ontwikkelingscycli vragen echter ook om dynamische oplossingen door de bedrijven zelf om op lange termijn concurrerend te blijven. Flexibility sells!
Voor de vereiste flexibiliteit zorgen in het bijzonder digitaliseringsconcepten zoals Industrie 4.0 in de productie. Vraagstukken die tot dusverre in verschillende processen en systemen werden behandeld, dienen in de toekomst zelfstandig beantwoord te worden door de integratie van product, proces en hulpbron in een "systeem van systemen". Wat werd in welke hoeveelheden besteld? Moet materiaal nageleverd worden of zijn reserveonderdelen nodig? Wanneer moet geleverd worden? Het gaat zelfs nog een stap verder: in de fabriek van morgen kunnen alle onderdelen van de productieketen zelfstandig met elkaar communiceren – ook op meerdere locaties. Het doel is een netwerkproductie die sneller, efficiënter en flexibeler is, en zodoende de productie van individuelere producten bij een gelijkblijvende kwaliteit mogelijk maakt. De klassieke automatiseringspyramide met de centrale besturing zoals wij deze tegenwoordig kennen, raakt in vergetelheid.
Nieuwe informatie- en communicatietechnologieën zoals clouddiensten, 5G, OPC-UA via TSN en flexibele automatiseringsoplossingen zijn de toekomstige basis van Industrie 4.0 en IIoT. Deze technologieën worden steeds belangrijker om machines zowel onderling als met de omgeving te laten communiceren en de nieuw verworven informatie te kunnen verwerken en te analyseren. Op deze wijze kunnen de nieuwe optimaliseringshendels pas echt efficiënt worden benut. Deze bieden de mogelijkheid om productieprocessen te bewaken, te traceren en op afstand te besturen: Condition Monitoring en Predictive Maintenance zijn enkele van de toepassingen die hier genoemd dienen te worden.
Tot nog toe waren personeel, technologie en kapitaal doorslaggevende factoren voor zakelijk succes: tegenwoordig zijn ook gegevens een cruciale factor. Terwijl afzonderlijke meetwaarden meestal onbeduidend zijn, laten de combinatie en de contextualisering van duizenden gegevensbestanden tegen de achtergrond van Big Data Analytics patronen naar voren komen. De meerwaarde ontstaat hierbij vooral door de combinatie van verschillende gegevens – bijvoorbeeld als aan de hand hiervan optimaliseringspotentieel en voorspellingen voor processen kunnen worden afgeleid. De mogelijkheden zijn divers en reiken van oplossingen voor het energiemanagement tot de eenvoudige diagnose op afstand en Predictive Maintenance. Voor bedrijven bieden deze mogelijkheden niet alleen intern veel potentieel. De huidige technologische oplossingen zijn uitermate veelbelovend en zorgen voor een hogere effectiviteit van de productie en lagere bedrijfskosten. Evaluatie en gebruik van de gegevens worden dus in toenemende mate een externe concurrentiefactor.
Eén ding is intussen wel duidelijk: een echte meerwaarde kan alleen met behulp van deze gegevens worden gecreëerd. Tot dusverre gebruikten veel bedrijven slechts een fractie van deze gegevens. Volgens het McKinsey-onderzoek "How to navigate digitization of the manufacturing sector" wordt bijvoorbeeld minder dan 1 procent van de gegevens, die ca. 30.000 sensoren op een booreiland verzamelen, benut voor de besluitvorming. Ook op automatiseringsvlak worden de gegevens vrijwel alleen voor realtime toepassingen en het detecteren van fouten benut. Voordat de gegevens überhaupt benut kunnen worden, moeten deze beschikbaar worden gesteld. De cloud is dus eveneens een belangrijke factor voor het creëren van de meerwaarde. De vraag is echter: in hoeverre benutten bedrijven de mogelijkheden van de cloud? Een antwoord hierop levert de "Cloud Monitor" van Bitkom Research en KPMG: 65 procent van de ondervraagde bedrijven uit de machine- en installatiebouw gaf aan gebruik te maken van Cloud Computing. Voor 76 procent van de bedrijven was de locatie van de datacentra in Duitsland hierbij van doorslaggevend belang.
Dankzij het gebruik van voordelige en eenvoudig schaalbare reken- en opslagcapaciteiten is de cloud, buiten de eigen IT-systemen van het bedrijf, een belangrijke technologische "stimulator" van Industrie 4.0 en IIoT. De cloud is een centraal onderdeel van de benodigde technologische infrastructuur – de zogenoemde "Technology Stacks". Alle intelligente producten in het "Internet of Things" hebben drie kernelementen met elkaar gemeen: een fysieke component (bijv. mechanische of elektronische onderdelen), een intelligente component (bijv. sensoren, processoren of besturingselementen) en netwerkcomponenten zoals ports of antennes. "Dit drieluik biedt veel nieuwe toepassingsmogelijkheden: producten die zowel zichzelf als de omgeving bewaken, die inzicht in de toepassingen en de prestaties bieden en door de gebruiker op afstand aangestuurd kunnen worden – bijvoorbeeld via mobiele apparaten", legt Leon Urbas, professor voor procesbesturingstechniek aan het Institut für Automatisierungstechnik van de Technische Universität Dresden uit. Deze combinatie wederom biedt kansen voor de optimalisering en de verdere automatisering, aangezien het onderhoud op afstand de mogelijkheid biedt om ook ad hoc aanpassingen aan te brengen.
Leon Urbas
Professor voor procesbesturingstechniek aan de Technische Universität Dresden
Industrie 4.0 gebruikt de cloud echter niet alleen als verzamelpunt voor gegevens. Samen met de fysieke productiesystemen vormt de cloud de ruggegraat van de productieketen. De cloud biedt onderdak aan product- en productiedatabanken, analyseplatforms voor de analyse van de productieprocessen en intelligente producttoepassingen om de actieve productiemachines automatisch aan te kunnen sturen en te optimaliseren. Deze gegevens worden aangevuld met bedrijfsinterne gegevens uit ERP, CRM of PLM evenals met externe gegevens zoals grondstof- en energieprijzen, verkeerssituaties of weergegevens.
Voor de industrie ligt het voordeel van clouddiensten ten opzichte van de klassieke inhouse IT voor de hand: een hogere mate van flexibiliteit, in het bijzonder met betrekking tot de schaalbaarheid van de systemen. Bovendien kunnen de kosten dankzij het vereenvoudigde beheer worden verlaagd, aangezien de aanbieder van de clouddiensten basisstructuren zoals hardware, besturingssysteem en netwerk gestandaardiseerd ter beschikking stelt. Onder omstandigheden worden zelfs de applicaties door de aanbieder van de clouddiensten beheerd en wordt industriële bedrijven de mogelijkheid geboden om zich gewoon op de kerncompetenties te focussen. En dit geldt onafhankelijk van de grootte van het bedrijf, het aantal aanwezige servers en de hoeveelheid gegevens. Op lange termijn zullen echter alleen diegenen succesvol zijn die binnen de afzonderlijke ecosystemen met elkaar samenwerken en elkaar dus niet tegenwerken. De populariteit van gesloten platforms neemt gestaag af. Bedrijven zoeken tegenwoordig naar cloudoplossingen die het bedrijf de grootste meerwaarde bieden – hierbij wordt ook gericht samengewerkt met concurrenten. Het doel: diensten en services bij een product ontwikkelen waarvan alle betrokken partijen profiteren.
In de afgelopen jaren is de cloud een vrij alledaags product geworden met gestaag dalende prijzen – mede dankzij een veelzijdig aanbod aan clouddiensten. De oorzaak hiervan is enerzijds de bouw van grote datacentra, anderzijds de toenemende standaardisering door grote aanbieders zoals Microsoft, IBM, Amazon en Google. Toch willen veel bedrijven, met name in de producerende industrie, clouddiensten nog steeds niet voor hun bedrijfsprocessen gebruiken. Het trendrapport "Elektro- en informatietechniek 2015" van het Duitse VDE toont aan dat twijfels aan de IT-veiligheid een grote barrière voor clouddiensten vormen – zowel voor het huidige bedrijfsleven als voor Industrie 4.0. Dat bevestigt ook Bernd Steinkühler, directeur van het Correct Power Institute in Bochum, dienstverlener voor de planning van rekencentra: "In veel bedrijven bestaat argwaan ten opzichte van overmatige netwerkvorming. Het wantrouwen is in de meeste gevallen echter groter dan het gevaar zelf."
Toch zijn veiligheidsoverwegingen nog steeds het grootste obstakel bij de implementatie van cloudtechnologieën. En Industrie 4.0 maakt de IT-veiligheid steeds ingewikkelder. "Als het om de veiligheid gaat, wordt vaak alleen met het aspect vertrouwelijkheid rekening gehouden: de door de wetgever als "te beschermen" gedefinieerde gegevens zoals persoonlijke gegevens dienen tegen onbevoegde toegang beschermd te worden. Met het oog op Industrie 4.0, de grote hoeveelheid gegevens en IT-netwerken staat in toenemende mate de bedrijfsinterne knowhow centraal, bijvoorbeeld productinformatie en machineconfiguraties", aldus Steinkühler. De bescherming van deze unieke kenmerken is een centrale voorwaarde voor het gebruik van clouddiensten in de productie – zonder negatieve invloed op de processen en de kwaliteit. Dat komt ook naar voren in het VDE-rapport 2016: 58 procent van de ondervraagde bedrijven gaf aan te vrezen voor onbevoegde toegang tot gevoelige bedrijfsgegevens. 45 procent van de bedrijven noemde het risico voor gegevensverlies als voornaamste reden voor het wantrouwen.
Bernd Steinkühler
Algemeen directeur Correct Power Institute
De vergaande netwerkvorming zorgt er ongetwijfeld voor dat elke gedigitaliseerde bedrijfssector beveiligingsconcepten moet realiseren. De verantwoordelijkheid voor de beveiliging ligt niet alleen in de handen van de IT-afdeling, maar moet integraal worden benaderd. De uitdaging bij de integratie van cloudstructuren in productieprocessen is niet alleen van technologische aard, maar een strategische kwestie. Daarom moet worden gekozen voor een weg die de mogelijkheid biedt om de voordelen van cloudtechnologie te benutten zonder de veiligheid uit het oog te verliezen.
Cloud-oplossingen spelen ook in de industrie een steeds belangrijkere rol. Cloud-oplossingen zijn de schakel tussen de analoge en de digitale wereld en vereenvoudigen de onderlinge verbinding van locaties.
Bedrijven moeten in het kader van Industrie 4.0 niet alleen nieuwe technologieën implementeren, maar ook nieuwe bedrijfsmodellen overwegen. Met producten en oplossingen op maat ondersteunt WAGO u bij deze verandering.
Als gevolg van de digitalisering moeten de productiegegevens bijzonder goed beveiligd worden. Met intelligente producten en oplossingen ondersteunt WAGO u ook bij de beveiliging van deze waardevolle gegevens.
Aanbevolen artikelen
Ideeën voor de eisen van morgen
Energie besparen is goed voor het milieu én voor uw bedrijf. Wie goed analyseert en reageert, kan hiervan op lange termijn profiteren. WAGO is uw partner voor een effectief energiemanagement.
Verlichtingssystemen sneller in bedrijf stellen, bedrijfskosten verlagen en de bediening vereenvoudigen; geen probleem met WAGO!
