Slimme maaktechnieken steeds interessanter voor kleine series

Anderhalf jaar is het programma inmiddels onderweg. Smitzh bundelt de krachten van acht Zuid-Hollandse fieldlabs met als doel om de lokale maakindustrie naar een hoger plan te tillen. Anton Duisterwinkel vertelt over de voortgang, fase 3 en de initiatieven rond zero programming, mensgerichte techniek en digital twinning.

Alexander Pil
21 maart

Zuid-Holland kent een sterke maakindustrie van zo’n tienduizend bedrijven, met een hightechtoeleverketen van ongeveer honderdduizend banen. De sector staat echter onder druk door internationale concurrentie en een tekort aan gekwalificeerd personeel. Om die uitdagingen het hoofd te bieden, startten Innovationquarter, de Metropoolregio Rotterdam Den Haag (MRDH), de provincie Zuid-Holland en TNO anderhalf jaar geleden met het innovatieprogramma Smitzh (‘Smart manufacturing: industriële toepassing in Zuid-Holland’). Met een verband van acht lokale fieldlabs (zie kader) stimuleert Smitzh de toepassing van slimme maaktechnologie. Door digitalisering, automatisering en robotisering kunnen bedrijven met het huidige personeel meer, goedkoper, sneller en tegen betere kwaliteit produceren.

Het programma zit momenteel in zijn tweede fase. Die verloopt succesvol en bereikt tientallen maakbedrijven in Zuid-Holland. De initiatiefnemers hebben een volgende fase in de steigers gezet waarmee ze een schaalvergroting voor ogen hebben naar honderden bedrijven. Daarbij stappen ook vijf nieuwe partners in: FME, Holland Instrumentation, Metaalunie, Hogeschool Rotterdam en TU Delft. Door financiering van de MRDH en het ministerie van EZK was er anderhalf miljoen euro beschikbaar voor de huidige fase. Eind vorig jaar reserveerde de provincie Zuid-Holland nog eens 5,2 miljoen voor de doorontwikkeling van Smitzh.

‘Ook hebben we budget beschikbaar via kennisinstellingen en het bedrijfsleven’, vertelt Anton Duisterwinkel, businessdeveloper bij Innovationquarter en programmamanager van Smitzh. ‘Dat gaat via vouchers zodat we makkelijk kunnen inspelen op vragen die leven in de industrie.’ Met die vouchers kunnen partijen technologie laten ontwikkelen. ‘Denk aan 3d printen met metaal. Dat kan natuurlijk al, maar met de aanpassing van de afkoelparameters kun je de materiaaleigenschappen beïnvloeden. Een onderzoeksvraag is dan hoe je daarvan optimaal kunt profiteren. Met zo’n voucher gaat een bedrijf een technisch en economisch haalbaarheidstraject in. En als dat positief uitvalt, wordt er gelijk een vervolgplan gemaakt.’

Drietrapsraket

Duisterwinkel constateert grote verschillen in de digitale volwassenheid van bedrijven. Voor starters positioneert Smitzh zich als een one-stop-shop. ‘Ondernemers die niet goed weten waar ze moeten beginnen met hun digitale agenda kunnen bij ons aankloppen. We helpen ze dan op weg’, vertelt Duisterwinkel. ‘Dat kan door ze te verwijzen naar een van de fieldlabs. De vragen lopen echter nogal uiteen. Dan is het handig om via al die fieldlabs een groot netwerk te hebben. Er is altijd wel een match te vinden.’

DSPE Optics Week
Mensgerichte technologie maakt mensen het werken makkelijker en lichter, en is een belangrijke stap richting volledig foutloos produceren. Foto: Daniel Verkijk

‘Zeker in de traditionele maakindustrie zien ze die digitalisering wel gebeuren, maar vinden ze die termen heel abstract’, gaat Duisterwinkel verder. Voor die groep ontwikkelt Smitzh een drietrapsraket. De eerste stap is dat bedrijven aan de hand van een scan bepalen waar ze staan, welke processen ze hebben en welke onderwerpen voor hen van toepassing zouden kunnen zijn. Over die thema’s kunnen ze vervolgens workshops volgen, verzorgd door de fieldlabs. ‘Daar ga je met de onderneming heen, met de directeur, de cto, de financiële man’, benadrukt Duisterwinkel. ‘Het resultaat is een shortlist van technieken die je in je bedrijf kunt invoeren. In de derde stap kiest de ondernemer drie businesscases om helemaal uit te werken.’

Digital twinning

Aan de andere kant zijn er legio bedrijven die al even op weg zijn. ‘Daar speelt een thema als zero programming’, weet Duisterwinkel en hij legt uit: ‘Dat betekent dat je vanuit de cad-tekening automatisch de aansturing voor de producerende machine en robot kunt genereren. Dat lukt al bij lasrobots, maar er zijn nog meer productieprocessen waarvoor je dat wilt: kanten, snijden, assembleren, en combinaties van technieken. Die vraag leeft sterk in de Zuid-Hollandse hightech en maakindustrie omdat mkb’ers er vaak heel kleine series maken. Je kunt niet anderhalve dag programmeren voor twee profielen. Of denk aan Airbus, dat een fabriek in Oegstgeest heeft neergezet waar het op jaarbasis twaalf launchers voor de Ariane 6-raket maakt. Zero programming is een thema dat we een plek willen geven in het vervolgtraject, Smitzh-3. De vraag is er, maar we hebben er nog onvoldoende antwoord op.’

Een ander onderwerp waar verschillende partijen al wel mee bezig zijn, is mensgerichte technologie. Duisterwinkel: ‘Dat zijn alle technieken die mensen het werken makkelijker en lichter maken. Dan moet je denken aan exoskeletten, digitale werkinstructies via een beeldscherm of augmented reality, of het gebruik van cobots. Binnen Robohouse wordt daarvoor het Guided Manufacturing Lab opgezet, om te experimenteren en te leren. Daar draait een systeem dat werkinstructies projecteert op het werkblad, de goede bakjes met onderdelen belicht en een seintje geeft als de operator het verkeerde schroefje pakt. Dat wordt ingezet voor mensen met een afstand tot de arbeidsmarkt, die daarmee toch behoorlijk complexe dingen kunnen maken. Het werkt niet alleen, het geeft die mensen ook heel veel voldoening. Voor bedrijven is het interessant omdat ze lager opgeleiden aan het werk kunnen krijgen, omdat ze zijinstromers zonder productieopleiding sneller op niveau hebben, maar ook omdat het een belangrijke stap is richting volledig foutloos produceren.’

Huisman Equipment en Ramlab gaan samen ’s werelds grootste offshore 3d geprinte stalen kraanhaak bouwen. Smitzh financiert de helft van de kosten om samen met Ramlab de technische en financiële haalbaarheid te onderzoeken.

Er zijn twee deelthema’s die onder de vlag van Smitzh verder moeten worden uitgewerkt. In de praktijk blijkt namelijk dat sommige mensen een deel van de instructies hinderlijk gaan vinden omdat ze het na verloop van tijd wel weten. Daarvoor moet een adaptief systeem komen, dat per persoon kan worden ingericht. Verder kost het op dit moment nog veel tijd om zo’n systeem op te zetten. ‘Het vereist redelijk wat programmeerwerk. En daar heb je de link naar zero programming’, aldus Duisterwinkel.

Een derde technisch speerpunt voor Smitzh fase 3 is digital twinning. ‘Samen met onder meer Airborne, Philips en Tata Steel zitten we in een landelijk Perspectief-programma dat de eerste selectieronde is doorgekomen’, vertelt Duisterwinkel. ‘Digital twinning is technisch al mogelijk. Siemens heeft bijvoorbeeld voor Maserati een nieuwe fabriek gebouwd op basis van digital twinning. Voor autoproductie heb je een sluitende businesscase omdat om het grotere volumes gaat. Maar hoe doe je het met een kleine serie? En als mkb’er? De vraag die we stellen, is hoe je digital twinning modulair kunt maken zodat het geschikt wordt voor lage volumes. De achterliggende drijfveer is dat als je enkelstuks of kleine series produceert – zoals veel Zuid-Hollandse bedrijven – je zeker wilt weten dat alle producten goed zijn. In de ruimtevaart zie je bijvoorbeeld dat ze twee satellieten bouwen: de ene wordt helemaal kapot getest en de andere mag de ruimte in. Dat werkt, maar als je met een digital twin virtueel kunt testen, kun je behoorlijk kosten besparen.’