Vijf manieren waarop smart manufacturing de circulaire economie mogelijk maakt

Inmiddels weten we allemaal dat er niet één technologie is die in een keer alle uitdagingen op het gebied van duurzaamheid oplost. Er zijn echter wel technologieën die op verschillende manieren een belangrijke bijdrage kunnen leveren.

IoT technologieën

Eén zo’n technologie, of groep technologieën, is het concept dat Internet of Things (IoT) wordt genoemd. In de realiteit is het een term die lastig omvat wat al deze type systemen nu kunnen doen. We evolueren snel naar een nieuw paradigma van hybride-edge, cloud-verbonden architecturen die veel meer bereiken dan alleen het verzamelen en delen van gegevens. De toekomst van IoT omvat digitale modellen voor elk element van productie, die nieuwe niveaus van monitoring, analyse en real-time controle bieden. Het betreft ook het inbouwen van mogelijkheden voor machine learning in hardware die in staat is complexe beeldanalyses uit te voeren en te reageren op veranderingen in plaats van ze alleen maar te registreren.

Overal waar je kijkt in de levenscyclus van producten, van toeleveringsketens tot productie, tot wat er gebeurt als iets de productielijn verlaat, zie je dat deze technologieën een andere manier van werken mogelijk maken. Daarbij veranderen ze een van de belangrijkste concepten op het gebied van duurzaamheid van een futuristische visie in praktische realiteit. Nieuwe IoT-technologieën zorgen ervoor dat de circulaire economie eindelijk vorm krijgt.

Als we serieus werk willen maken van een circulaire economie, zijn er veel relevante uitkomsten waar moderne, cloud-gebaseerde architecturen aan kunnen bijdragen. Hier zijn vijf van de belangrijkste manieren waarop het nieuwe paradigma in cloud connectiviteit de circulaire economie nu al vooruithelpt.

1. De ‘heilige’ productieprincipes in twijfel trekken

Er zijn veel vaststaande principes in productie die nauwelijks in twijfel worden getrokken, bijvoorbeeld uit veiligheidsoverwegingen. Volgens de traditionele productieleer is het zelden het risico waard om apparatuur uit te schakelen. Ze zijn robuuster en efficiënter als je ze aan de gang houdt – en op volle snelheid. Bezorgdheid over betrouwbaarheidsproblemen beperkt de manier waarop productieprocessen worden uitgevoerd omdat alles moet worden geoptimaliseerd om ze draaiende te houden. Dit verbruikt niet alleen veel energie – het sluit ook een groot deel van het innovatiepotentieel uit.

In de cloud verbonden productie verandert dit op twee belangrijke manieren. Ten eerste door productie digitaal mogelijk te maken en waardevolle data vast te leggen en te analyseren waardoor betrouwbaarheidsproblemen worden weggenomen. Cloud connectiviteit laat zien wat er fout gaat en waarom en levert inzichten op die voorspellend onderhoud mogelijk maken, om problemen op te lossen in plaats van de hele operatie op een bepaalde manier te laten draaien om het te voorkomen. Ten tweede biedt met de cloud verbonden productie een nieuw niveau van data granulariteit die je kunt invoeren in modellen voor machine learning, om precies te bepalen wat de optimale snelheid is voor de productie.

2. De chemie nader onderzoeken

De productie vertrouwt op vaste formules die kwaliteit en duurzaamheid garanderen. Deze formules gebruiken vaak nieuwe materialen van hoge zuiverheid. Ze vereisen veel warmte om vocht te verwijderen. De formules bestaan omdat ze effectief zijn. Toch beperken ze het gebruik van gerecyclede materialen en energie-efficiëntieverbeteringen. Het feit dat ze een resultaat opleveren, wil niet zeggen dat het de enige weg is.

Met behulp van sensoren en cloud connectiviteit kunnen we begrijpen wat er echt gebeurt en wat er in elke fase echt nodig is. Als we richting een circulaire economie bewegen, kunnen we meer bereiken. Dit doen we door de chemie van materialen die cloud verbonden ondernemingen gebruiken nauwkeurig te analyseren. We kunnen de impact analyseren van het gebruik van iets andere materialen, uit andere bronnen dan die we in het verleden hebben gebruikt. We kunnen sensoren gebruiken om te volgen hoe deze verschillende materialen zich gedragen vanaf het begin van het proces en Edge-technologieën gebruiken om dingen aan te passen als dat nodig is.

3. Bewaking van meer gevarieerde supply chains

Het opzetten van digitale tweelingen met cloud data is erg belangrijk voor procesoptimalisatie in fabrieken en voor het testen met nieuwe materialen. Dit is ook belangrijk voor supply chain ontwikkeling. Bedrijven hanteren real-time digitale tweelingen van hun hele supply chain. Zo begrijpen ze waar materialen binnenkomen, de levertijden per fase, risico’s op tekorten en mogelijke back-upplannen. Dit gaat heel gedetailleerd, tot op het niveau van sensoren in vrachtwagens en tanks om het niveau te controleren.

4. De levenscyclus van producten volgen

In sommige opzichten kan productie lering halen uit ervaringen en omstandigheden in de auto-industrie. Het bijhouden van de prestaties van producten en het kunnen terugleiden naar precieze productieomstandigheden is zo’n gebied. Omdat een EV-batterij bijvoorbeeld zoveel waarde heeft, is het belangrijk voor autofabrikanten om te controleren hoe ze presteren. Wanneer ze patronen van verslechterende prestaties herkennen, kunnen ze deze koppelen aan de productieomstandigheden van een partij batterijen. Hierna kan men zelf bepalen of ze die batterijen moeten terugroepen of updaten. Dit is belangrijk voor de klanttevredenheid en -loyaliteit, maar ook voor de circulaire economie.

De levenscyclus van een batterij eindigt niet wanneer deze wordt teruggeroepen. Dat is het moment waarop de batterij een grondstof wordt die kan worden gerecycled in de supply chain. Dan komt ook het moment om te begrijpen wat er in de batterij gebeurt. Dankzij sensorgegevens en traceerbaarheid weten we de reden van een terugroepactie. En dat biedt een kortere weg naar recycling van die batterij als onderdeel van de circulaire economie. Circulariteit betekent niet per se een terugroepactie. Door producten en machines langdurig te volgen en te onderhouden, behoud je prestaties en veiligheid.

5. Zorgen voor significante verandering technologieën door schaalbaarheid

Als we de manier willen veranderen waarop bedrijven hulpbronnen gebruiken om groei te stimuleren, hebben we schaalbaarheid nodig. Het mogelijk maken van die schaalbaarheid is misschien wel de belangrijkste IoT-gerelateerde toevoeging.

Dashboards en digital twins stellen organisaties in staat om prestaties te optimaliseren op basis van lessen uit verschillende omgevingen, op afstand in real-time. Je kunt het ene proces met het andere vergelijken, problemen oplossen en oplossingen vervolgens automatisch in meerdere fabrieken invoeren.
Dit betekent dat gevalideerde stappen naar een circulaire economie snel op andere locaties uitrolbaar zijn. Cloud-gebaseerde omgevingen vergroten de schaalvoordelen. Hierdoor transformeert één fabriek, gebaseerd op circulaire economie, in een keten van productieve megafabrieken met dezelfde principes.

IoT verandert snel onze kijk op wat mogelijk is als het gaat om het omzetten van grondstoffen in groei. Dit is in de eerste instantie een mentaliteitsverandering, maar IoT zorgt er ten slotte ook voor dat dit snel wordt omgezet in de realiteit.

Auteur: Michael MacKenzie, GM, Industrial IoT and Edge bij AWS