‘We geven vorm aan de productie van morgen’

Flanders Make, het technologisch onderzoekscentrum voor de maakindustrie, stelde dit voorjaar Smartfactory Benelux voor. Dit demonstratieplatform bootst een hypermoderne fabriek na en toont heel concreet wat Industrie 4.0 voor bedrijven kan betekenen. Twee onderzoekers vertellen over de ontwikkeling en implementatie van de digitale technologieën die deze productieomgeving typeren.

Greet Heylen is hr & business process manager bij Flanders Make.

31 mei

‘De stijgende vraag naar gepersonaliseerde producten biedt kansen voor bedrijven’, zegt Steven Kauffmann, projectmanager bij Flanders Make en projectleider van het Industrie 4.0-demonstratieplatform Smartfactory Benelux (Smartfactory BNL). ‘Ze moeten hun productieprocessen drastisch heroverwegen om hun producten te kunnen leveren op korte termijn en aan de prijs van massaproductie. Productieflexibiliteit is het codewoord. De ontwikkeling van zo’n slim en wendbaar productiesysteem kan niet plaatsvinden zonder betaalbare sensoren, betrouwbare besturing, geconnecteerde en zelflerende systemen, en datacapaciteit. Laten dat net de vier bouwstenen van Industrie 4.0 zijn, en tegelijk ook de grootste uitdagingen voor een bedrijf.’

Om die pijlers tastbaar te maken, zette professor Detlef Zülke van het Duitse onderzoekscentrum voor artificial intelligence (DFKI) in 2014 in Kaiserslautern het concept van Smartfactory uit. Vandaag bestaat het consortium rond dit demonstratieplatform uit zo’n vijftig bedrijven en onderzoekscentra. Flanders Make maakt deel uit van het succesvolle Smartfactory KL-netwerk van DFKI en bouwde verder op de ervaringen en de kennis van de Duitse ingenieurs om Smartfactory BNL op te richten.

‘Na de volcontinue productie die Smartfactory BNL vandaag kenmerkt, is de volgende stap de volledig geconnecteerde fabriek’, zegt projectleider Steven Kauffmann (rechts).

Smartfactory BNL heeft een consortium opgezet met hoogtechnologische bedrijven, zoals Pilz, Bosch Rexroth en IBM. Zij integreren hun nieuwste technologische ontwikkelingen in het platform. Al die aparte modules zijn met elkaar verbonden zoals in een geconnecteerde fabriek. Zo testen de partners de flexibiliteit en compatibiliteit van hun ontwikkelingen en zetten ze de trends uit voor productiebedrijven. Bovendien tonen ze heel concreet aan andere bedrijven wat de mogelijkheden en voordelen zijn van die nieuwe technologieën.

Kauffmann: ‘In 2014 stond Industrie 4.0 echt nog in de kinderschoenen. Niemand kon zich toen goed inbeelden wat dit kon betekenen. De technologie heeft ondertussen niet stilgestaan, en dat was meteen voor ons een van de grootste uitdagingen. Het idee achter Smartfactory mag dan wel vijf jaar oud zijn, de combinatie van technologieën die we erin hebben geïmplementeerd, is absoluut state-of-the-art.’

Ansys Digital Twin Conference

Businesskaartjes

Smartfactory BNL produceert continu en autonoom gepersonaliseerde houders voor businesskaartjes. Variatie in de productie brengen is de kern van Industrie 4.0. De bedoeling van Smartfactory BNL is dan ook heel concreet te tonen dat productieflexibiliteit alleen mogelijk is via de combinatie van digitale technologieën.

Wanneer de slimme productielijn een order voor een houder ontvangt, krijgt deze een rfid-tag. Dit trackingsysteem zorgt ervoor dat individuele producten tijdens het volledige proces getraceerd en in de juiste werkstations gepersonaliseerd kunnen worden. De communicatie tussen de werkstations en de rfid’s is daarom fundamenteel om de productie vlot te laten verlopen, net als in een echte fabriek.

Luka Ramaekers was verantwoordelijk voor de robottechnologie. ‘Ik heb een achtergrond in robotica en mechanica. Behalve de mechanische integratie deed ik ook de automatisering en het ontwerp. Ik stuitte op twee grote uitdagingen in dat proces. Ten eerste wilden we de complexe aansturing zo eenvoudig mogelijk aansluiten, zodat de modulariteit en het compacte design van Smartfactory BNL niet verloren gingen. We kozen voor een enkele kabel om de controllers te voeden, zodat het platform bijna plug-and-play is. Ten tweede gaat de programmering van de robottaken wel erg ver, want een operator komt er bij de assemblage niet aan te pas. De robot verzamelt de onderdelen voor de businesskaarthouders: een standaard achterkant en een gepersonaliseerde cover. Dankzij de rfid-tag weten de kaarthouders waar ze naartoe moeten. Na de verschillende tussenstappen komen ze zelf terug naar de robot. Hij doet dan de finale assemblage. Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, werkten we met een team van collega’s met uiteenlopende expertises. Dit maakte van het project een boeiende en verrijkende ervaring.’

Systeemuitbreiding

Kauffmann: ‘Na de volcontinue productie die vandaag Smartfactory BNL kenmerkt, is de volgende stap de volledig geconnecteerde fabriek, met iot-functionaliteiten. Dan evolueren we naar fabrieken die met elkaar communiceren. Bedrijven kunnen nog meer synergieën opzetten door data uit te wisselen. Daar werken we nu aan, samen met Smartfactory KL. Net als dat zij vijf jaar geleden de meerwaarde van digitale technologieën nog moesten bewijzen met hun demonstrator, zullen wij nu samen de voordelen van samenwerken in de cloud aantonen.’

‘Voor mij is de grootste uitdaging de uitbreiding van het systeem’, gaat Kauffmann verder. ‘We blijven nieuwe technologieën en functionaliteiten toevoegen om hun potentieel te testen. Dat moet telkens met zo weinig mogelijk bijkomende programmering op de bestaande modules. Dat biedt immers mogelijkheden naar de procesoptimalisering van productvarianten en productfamilies. Als projectleider stem ik af met de industriële partners. We gaan samen met hen op zoek naar antwoorden op dergelijke ‘wat als’-vragen.’

Kauffman besluit: ‘We zijn ervan overtuigd dat deze technologieën in de toekomst zullen worden ingezet in alle innovatieve organisaties, zowel mkb’s als grote bedrijven. De bevindingen uit Smartfactory BNL dragen bij aan die visie op de productie van morgen.’