Wat is er nodig om echt slim te produceren?

Technologische, economische en geopolitieke ontwikkelingen hebben ervoor gezorgd dat de productiesector onder druk staat. Slimme productie, ook wel “smart manufacturing”, biedt een uitkomst om met die druk om te gaan. Dit is een manier van produceren waarbij innovatieve technologieën zijn geïntegreerd om productieprocessen te optimaliseren en zo efficiënter, flexibeler en productiever te produceren. Bovendien kan smart manufacturing ook bijdragen aan duurzame productie, waarbij negatieve milieueffecten worden geminimaliseerd en energie en natuurlijke hulpbronnen worden gespaard. Om slimme productie ook daadwerkelijk geïmplementeerd te krijgen, zijn er een paar randvoorwaarden. 

Eén: Context en huidig landschap

Wereldwijd staat de productiesector onder druk door diverse factoren: veranderende klantverwachtingen, de noodzaak van snellere time-to-market, inflatie en verstoringen in de supply chain. En met nieuwe spelers in de markt met geavanceerde apparatuur is het niet de vraag hoe fabrikanten overeind blijven in dit competitieve landschap, maar hoe zij zich evolueren.

Veel fabrikanten willen hun concurrentievoordeel vergroten door gebruik te maken van “slimme productie” – het integreren van technologieën, data, processen en menselijke interacties om productieresultaten te verbeteren. Maar, sommigen aarzelen nog steeds vanwege zorgen over interoperabiliteit, schaalbaarheid en grote kapitaalinvesteringen. Implementeren van technologieën zoals data-analyse of kunstmatige intelligentie (AI) in kleine stappen vergt minder investeringen, maar belemmert de ROI op lange termijn, omdat de voordelen beperkt blijven tot de productievloer.

Om deze aarzeling weg te nemen, moeten bedrijfsleiders anders denken over het beheer en de integratie van “data” en “processen”. Succesvolle slimme productie vereist echte convergentie van operationele technologie (OT) en informatietechnologie (IT), waarbij fabrieken softwaregedefinieerd draaien en operaties holistisch worden bekeken binnen de bredere bedrijfscontext.

Twee: Echte convergentie tussen OT en IT

Traditioneel werkten operationele technologie (OT) en informatietechnologie (IT) onafhankelijk van elkaar. De fabrieksmachines en -apparatuur in OT waren niet genetwerkt en werkten geïsoleerd in bedrijfseigen systemen. Vanwege gebrek aan interoperabiliteit en gemeenschappelijke standaarden vereisen deze systemen menselijke operators om elk apparaat afzonderlijk te programmeren en beheren. Denk aan een autofabriek waar de algemene assemblagelijn geen zicht heeft op het lasstation ervoor en geen gemeenschappelijke “taal” heeft om met elkaar te “praten”.

Opkomende technologie, zoals het Internet of Things (IoT), faciliteert machine-naar-machine communicatie en data-analyse, waardoor convergentie tussen OT en IT mogelijk wordt. IT verwijdert informatiesilo’s op de productievloer, waardoor gegevensuitwisseling en verwerking mogelijk zijn, wat uiteindelijk resulteert in slimme automatisering en verbeterde productiviteit.

Echter, slimme productie mag niet beperkt blijven tot de productievloer. Verdere integratie van productiegegevens met business intelligence, zoals ERP-systemen en supply chain management-systemen, is cruciaal. Maar denk ook aan water-, energie- en afvalmanagementsystemen waardoor slimme productie ook bijdraagt aan duurzame productie. Uiteindelijk kan de technologie de besluitvorming buiten de fabriek beïnvloeden, variërend van leveranciersbeheer tot boekhouding en naleving.

Technologische vooruitgang en interoperabiliteit zijn slechts de eerste stappen richting slimme productie. De stappen die volgen, zullen fabrieken verbinden met het bedrijf als een geheel, waardoor echt concurrentievoordeel ontstaat.

Drie: Softwaregedefinieerde productie

Traditionele productie draaide lang om hardware, waarbij individuele apparaten werden ontworpen voor specifieke repetitieve taken. Het implementeren van veranderingen of upgrades in de fabriek was vaak kostbaar. In softwaregedefinieerde productie functioneren fabrieken als IT-systemen. Slimmer produceren betekent dat software machines en processen op de gehele productievloer kan configureren, monitoren en beheren. Hierdoor kunnen fabrikanten meer doen met bestaande hardware, waarbij één apparaat meerdere functies kan vervullen of voor verschillende doeleinden kan worden gebruikt.

Een laptop is een goede metafoor voor slimme productie. Net zoals een laptop verschillende functies combineert, stelt softwaregedefinieerde productie fabrieken in staat als één geïntegreerd IT-systeem te opereren. Dit zorgt voor meer flexibiliteit en snellere programmering via één interface voor zowel individuele machines als het gehele productieproces. Fabrikanten kunnen ook fysieke machines virtualiseren om digital twins te creëren, waardoor ze kunnen simuleren hoe een upgrade de productielijn zou beïnvloeden. Met behulp van AI en machine learning kunnen data direct bij de bron worden geanalyseerd.

De volgende stap in de slimme, softwaregedefinieerde reis van een fabrikant is het mogelijk maken van frequente updates, upgrades en schaalbaarheid.

Vier: Architectuur die slimme productie ondersteunt

Fabrikanten hebben een solide basis nodig om afzonderlijke softwaregedefinieerde productiefuncties te ontwerpen, te schalen en uit te voeren op één geïntegreerd, cloud-achtig platform – dit is de architectuur. Deze basisarchitectuur omvat zowel hardware- als softwarebouwstenen die diverse functies consolideren, zoals procesbesturing, visualisatie en dataverwerving. Het vereist ook geoptimaliseerd silicium dat is afgestemd op veeleisende industriële toepassingen. Daardoor brengt men verschillende taken samen zonder de noodzaak van meerdere CPU’s, GPU’s en accelerators.

Slimme productie: Hele ecosysteem moet meedoen

Nu de fabrikanten aan boord zijn voor een slimmere softwaregedefinieerde reis, moet de rest van het industrie-ecosysteem ook zijn steentje bijdragen. Slimme productie kan alleen succesvol zijn als het hele ecosysteem, inclusief de original equipment manufacturers (OEM), fabrieken, systeemintegrators en meer, in staat is om technologieën, data, processen en menselijke interacties te integreren. Daarnaast kan het ervoor zorgen dat de productie duurzamer wordt, doordat fabrikanten inzicht krijgen in hun water-, energie- en afvalmanagement. Zeker ook met het oog op duurzame productie is een collectieve aanpak belangrijk. Samen kan worden gewerkt aan het verminderen van emissies en het verhogen van technologiegebruik om de impact op het klimaat in de wereldwijde productie te verminderen.

In deze toekomst van slimme, en duurzame, productie heeft elke speler in het ecosysteem een open, volledig programmeerbaar en op standaarden gebaseerd uniform systeem omarmd. Hierdoor kunnen fabrikanten de keuze, flexibiliteit en interoperabiliteit hebben om hun activiteiten te optimaliseren en innovatie te stimuleren, ongeacht de leveranciers die ze gebruiken.

Auteur: Maurits Tichelman, VP Sales & Marketing, General Manager EMEA Partner Sales bij Intel