Maak kennis met de mensen die Industry 5.0 voor productie stimuleren

Van 3D printen tot AI, productieprocessen staan op het snijpunt van verandering. En nu, voor de eerste keer, is er de technologie die fabrikanten inzicht biedt in hun processen – maar niet van onderdeel naar product, met alle bijkomende onderbrekingen, maar van product naar onderdeel, en dat in real time. Sumeet Puri, Chief Technology Solutions Officer bij Solace, legt uit hoe fabrikanten, hun medewerkers en hun processen dankzij deze seismische verschuiving harmonieus in real time kunnen werken. En daar zijn ook mensen voor nodig!

Er heeft een ingrijpende ontwikkeling in de uitwisseling van productiegegevens plaatsgevonden en die heeft bijna zijn volledige en transformatieve potentieel bereikt. Laten we even teruggaan naar Industry 3.0, waar het allemaal begon. Fabrieken begonnen connectiviteit in te voeren, waarbij gecentraliseerde ERP-monolieten diverse aspecten van het systeem met elkaar verbonden. Productie nam de allereerste simpele stappen naar inzicht in en integratie van gegevensverplaatsing.

Toen deze digitalisering eenmaal in gang was gezet, verscheen Industry 4.0 waarin het gecentraliseerde ERP-systeem verder werd ontwikkeld en meer modulair van aard werd. Dit was een keerpunt in het proces om inzicht te krijgen in gegevens in beweging, waarbij de werelden van Informatietechnologie (IT) en Operationele Technologie (OT) met elkaar begonnen te integreren en informatie uitwisselden. Denk hierbij aan Manufacturing Execution Systems (MES), SCADA-systemen en historische foutdetectiesystemen in de fabriek.

De terugkeer van mensen in productie

Vanuit deze basis van Industry 4.0 zijn we nu op weg naar Industry 5.0. Een beleidsnota van de Europese Commissie beschrijft het doel van Industry 5.0 als volgt: “het streven naar meer dan efficiëntie en productiviteit als enige doelen, en het versterken van de rol van industrie en de bijdrage daarvan aan de maatschappij.” Het moet de bestaande benadering van Industry 4.0 aanvullen door met name onderzoek en innovatie een centrale positie te geven bij de transitie naar een duurzame, veerkrachtige productiesector die de mens centraal zet.

Ook Noord-Amerikaanse organisaties beschouwen menselijke werkers als de kern van Industry 5.0, waarbij bedrijfsgroei wordt bevorderd via een combinatie van innovatie en menselijk kapitaal. Daarnaast bestaan er ook belangrijke kansen om van AI te profiteren zonder mensgerichtheid, duurzaamheid en veerkracht uit het oog te verliezen. Maar hiervoor is een technisch evenwicht nodig om te garanderen dat mensen en machines samenwerken en daarbij van elkaar leren.

Het bereiken van deze harmonie begint op dataniveau. Industry 5.0 zorgt voor betere convergentie van IT en OT: gegevens van de werkvloer worden in real time verzameld om de kloof te overbruggen; er worden doorlopend gegevens verzameld en geanalyseerd; en men krijgt een volledig beeld van de productieprocessen. Deze gegevens kunnen vervolgens worden geleverd om belangrijke stakeholders, en met name medewerkers aan de frontlinie van de fabriek, in staat te stellen kritische beslissingen te nemen op basis van nauwkeurige, realtime gegevens.

Nieuwe aanpak van gegevensuitwisseling nodig – een andere reeks enablers

Stel u een wereld voor waar bedrijfsprocessen niet langer worden belemmerd door vertragingen of knelpunten. Dit is niet alleen van toepassing op de fabriek zelf, maar ook in de rest van de onderneming en in elk aspect van het bedrijf. Wat als u alles kon verbinden, zelfs als u meerdere systemen gebruikt om productie in het front- en backoffice te beheren?

Dit zijn bijvoorbeeld systemen in de OT-laag met systemen in de IT-laag in een veilige, gegarandeerde, beperkte multisite en cloud, en het belangrijkste, die in real time streamen. Met name operationele systemen zoals MES, Programmable Logic Controllers (PLC’s), SCADA’s en OPC United Architecture (OPC UA)-lagen maken tweedelige verbindingen met masterdata, Product Lifecycle Management (PLM)-systemen, Customer Relationship Management (CRM’s), Incident Management-systemen van SAP, Salesforce, ServiceNow, Microsoft, Oracle en vele andere systemen.

Al deze systemen kunnen naadloos met elkaar worden verbonden binnen een grote verscheidenheid aan usecases voor fabrieken, voorraad en logistiek. Om dit mogelijk te maken, moet integratie zichzelf opnieuw uitvinden, met name als het andere technologieën moet introduceren die gangbaar worden in fabrieksprocessen, zoals kunstmatige intelligentie. Om deze door Industry 5.0 en AI gestuurde wereld ook echt te laten bestaan, moeten we anders gaan denken.

Het begin van een event-mesh voor productie – vind die ene glazen ruit!

Ontspan

Hiervoor moet op een veel modernere manier over integratie worden nagedacht. We moeten stoppen met het gebruik van een traditionele batch historian en update, of een enterprise service bus (ESB) als architectuur, waarbij een gecentraliseerde softwarecomponent integraties tussen applicaties uitvoert. We moeten doorgroeien naar een veel losser gekoppelde event-driven aanpak om gegevens te verplaatsen. Dit is de basis van Industry 5.0 voor zover het enablers betreft.

Wat u zaait, zult u oogsten

Eén applicatie publiceert berichten of events, die door andere applicaties worden ontvangen. Nieuwere applicaties of apparaten komen er gewoon bij, en naarmate ze naar gegevens beginnen te luisteren, stromen nieuwe gegevens naar hen toe. Het toevoegen van steeds meer applicaties verloopt super-naadloos.

Datastromen

Hiermee kunnen fabrikanten deze databeweging tussen apparaten en sensoren uitbreiden, zodat allerlei soorten sensoren informatie kunnen publiceren of zich kunnen abonneren op informatie.

Neem bijvoorbeeld een productielijn met een storing. Dit is een event aan de OT-kant van het bedrijf. Welke klanten en elementen van de toeleveringsketen worden getroffen, kan alleen worden bepaald door dit OT-event te correleren met al die andere IT-systemen – ERP, CRM, Transport Management, Logistics enz. Als u het event “storing productielijn” in real time met gebruik van één-naar-velen naar de IT-systemen zou streamen, zou dat meer zichtbaarheid en betere realtime actie met zich meebrengen.

Een event-mesh is geboren

Een event-mesh is de gegevensstructuur die systemen – IT, OT, AI – effectief verbindt als een universele connectiviteitsstructuur. Het stelt ons in staat veel apparaten samen te integreren, fabrieken en logistiek te verbinden en dit vervolgens allemaal te beheersen, waarbij we alle events in real time begrijpen.

Real time is essentieel, omdat events onmiddellijke “voorvallen” zijn, hetzij aan de IT- of de OT-kant. Met een event-mesh kunnen we elk event onder de loep nemen en ze met gebruik van “onderwerprouting” weergeven als objecten + acties + kenmerken. Neem het voorbeeld van “productielijn” (object) + “storing” (actie) + “in regio X, bij fabriek Y, lijn Z” (kenmerken).

Een event-mesh routeert deze voorvallen in real time gegarandeerd naar alle applicaties en systemen die geïnteresseerd en “afgestemd” zijn. Applicaties zijn negatief verbonden met de event-mesh, zoals SAP, OPC UA met gebruik van MQTT, of ze maken een verbinding via micro-integraties, wat lichte connectoren zijn waarmee oude applicaties met de mesh verbonden kunnen worden om events te produceren of consumeren.

AI en het metaverse op de werkvloer van de toekomst

Het industriële metaverse, zoals uitgelicht door EY, kan processen van de werkvloer verbeteren en management optimaliseren. Dit is mogelijk geworden door datagestuurde digitale twins, modelsimulaties en data-analyse, wat een pad bereidt voor transformatie van de manier waarop werk wordt uitgevoerd. Nvidia Omniverse is hier een voorbeeld van.

Maar het metaverse moet in real time een verbinding met het fysieke universum maken. De hoge kosten en de benodigde energie maken het onmogelijk om AI-modellen in real time te blijven trainen. Dus hoe integreren we AI met realtime gegevens? Agentic AI en Retrieval Augmented Generation (RAG) worden gebruikt om GenAI-mogelijkheden met realtime gegevens te integreren. Deze realtime gegevens zijn in essentie eventstromen op de event-mesh, die in vectordatabases van Agents of RAG stromen, en deze met realtime context actueel houden.

Event-driven integratie kan fabrikanten de mogelijkheid bieden om zich aan deze nieuwe veranderingen op de werkvloer aan te passen, beter van nieuwe technologieën zoals AI-modellen te profiteren, of zich te verbinden met groeiende industriële metaverse-applicaties voor productie. De enabler voor AI is een event-driven integratiemechanisme dat realtime context aan AI levert in autonome systemen, via iets dat een “context mesh” wordt genoemd.

Een context-mesh brengt de hele context van een onderneming samen, die kan dienen als de basis voor geavanceerde applicaties op AI-basis, van intelligente assistenten die GenAI-modellen en complexe analytische tools gebruiken, tot aanbevelingsmodellen in machinetaal en specifiek gebouwde AI-applicaties die gebruikmaken van diepgaande of versterkende leerprocessen. Dit wordt de structuur die deze realtime context op deze digitale twins duwt.

Industry 5.0 is de toekomst, en het gebeurt nu – realtime usecases uit de productie

Neem het voorbeeld van een toonaangevend multinationaal engineering- en technologiebedrijf dat event-driven integratie gebruikt om zijn wereldwijde productiefaciliteiten met elkaar te verbinden. Hierbij heeft de fabrikant gebruik gemaakt van event-brokers in elk van zijn 160 fabrieken en ook in zijn IT-lagen op locatie en in de cloud, waarmee een grote, onderling verbonden event-mesh wordt gevormd.

Beheer van masterdata op schaal

Met een event-mesh kan het bedrijf de distributie van enorme volumes productmasterdata door de hele onderneming stroomlijnen.

De wereldwijde processen van het bedrijf produceren bijvoorbeeld 7.000 onderdelen per minuut. Om dat te bereiken, moest het bedrijf de productiemasterdata, zoals masters van materiaallijsten, naar meerdere productiefaciliteiten sturen. Dit betrof het zenden van 6.000.000 berichten, wat gelijkstaat aan drie terabytes informatie per dag, naar verschillende fabrieken wereldwijd.

Naarmate deze producten in meer fabrieken moeten worden geproduceerd of masterdata veranderen, wordt de behoefte aan gegevens nog gigantischer en complexer, wat een enorm end-to-end-scenario creëert.

Maar met een event-mesh kon de fabrikant vertrouwelijk en in real time productiemasterdata met alle vereiste omgevingen delen. Dit vermogen om fabrieken in de hele wereld met elkaar te verbinden, is gebaseerd op een stabiele asynchrone verbinding tussen kerndatacenters wereldwijd en de verschillende fabrieken.

Inzet van AI om fouten te minimaliseren

Dit bedrijf kon bovendien AI in zijn productielijnen inzetten om het aantal fouten te beperken tot minder dan één onderdeel per 10 miljoen geproduceerde onderdelen. Het bedrijf is nu van plan om productielijnen met deze verschillende modellen te versnellen en het aantal fouten te beperken.

Door te vertrouwen op een event-driven integratieruggengraat om de datavereisten van nieuwe AI-modellen te ondersteunen, hoopt het bedrijf zijn succespercentage binnen productielijnen te vergroten. De fabrikant verwacht dat hij zodanig kan schalen, dat fouten in de toekomst worden beperkt tot slechts één onderdeel per 100 miljoen geproduceerde onderdelen.

Productie-integratie moet opnieuw overdacht worden

Traditionele integratiemethodes voldoen niet langer in een productiesector die de richting van Industry 5.0 opgaat. De fundering van Industry 5.0 vereist naadloze samenwerking tussen mens en machine, gefaciliteerd door realtime gegevensuitwisseling.

Event-driven integratie is een belangrijke enabler om het volledige potentieel van realtime gegevens in productie op internationale schaal te ontsluiten.

De technologie is er – en de mensen zijn terug!