Wat biedt Industrie 4.0 voor voordelen?

57
Industrie 4.0

Industrie 4.0 – Hoe kunnen we de engineer helpen tijdens het ontwerpen, implementeren en inbedrijfstellen?

Digitale informatie wordt steeds belangrijker tijdens de productontwikkeling. Van de productselectie, de configuratie en de creatie van een virtueel prototype tot de geautomatiseerde productie en installatie, gedurende de totale keten zijn datamodellen een hoeksteen van de digitale productie.

Invloeden van de markt

De markt staat onder druk niet alleen vanwege concurrentie uit het buitenland maar ook door de snel veranderende technologie waarmee men moet werken. Het wordt onmogelijk om bij te blijven in de techniek en diepgaande kennis te hebben van de technieken die je moet toepassen in je dagelijkse werk of projecten.


Daarnaast is er een gebrek aan gekwalificeerd personeel omdat er te weinig jonge mensen instromen in de wereld van industrieel meten, regelen en automatiseren. De reden hierachter is te zoeken in het niet “sexy” zijn van de opleidingen of in ieder geval niet als zodanig te boek staan bij de jeugd.

Het resultaat is dat we nu te kampen hebben met een gebrek aan gekwalificeerd personeel en dat de behoefte nog steeds groeit.

Wat zijn de uitdagingen van bijvoorbeeld een paneelbouwer?

Paneelbouwers zijn geen exclusieve doelgroep voor Industrie 4.0 maar zijn wel een goed voorbeeld omdat zij zowel engineering als samenbouw doen.

Paneelbouwers moeten in drie richtingen competitief zijn. Zij moeten steeds sneller kunnen leveren en hebben te maken met strakke deadlines. Met andere woorden de tijd voor engineering en samenbouw moet gereduceerd worden. Ook worden er hoge eisen gesteld aan hun werkzaamheden met steeds vaker last-minute wijzigingen in het ontwerp, terwijl er een gebrek aan gekwalificeerd personeel is. Niet in de laatste plaats moeten de kosten teruggebracht worden en moet er voordeliger geproduceerd worden waardoor materialen per project en zo laat mogelijk worden ingekocht.

De studie “Panel building 4.0” van het Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units, van de Universiteit van Stuttgart, toont aan dat de meest tijdrovende fasen in de klassieke paneelbouw de planning en installatie zijn.
Meer precies: De stappen van de projectplanning en het maken van de schakelschema’s zijn goed voor meer dan 50 % van de tijd die aan het hele planningsproces wordt besteed. De complexe combinatie van handmatige processen die meestal nodig zijn voor de mechanische montage en de bedrading zijn tijdens de installatie goed voor meer dan 70 % van de tijd die aan het montageproces wordt besteed!

Onderbrekingen in de gegevensstroom door handmatige wijzigingen vergroten het risico op het invoeren van fouten. Dit kan aanzienlijke gevolgen hebben voor de benodigde productietijd.

Hoe kan digitalisering hierin een oplossing bieden?

Het vergaand automatiseren en digitaliseren lijkt hiervoor een oplossing en data transparantie gedurende het gehele proces is hierbij natuurlijk gewenst. De verschillende functies hebben wel een verschillende behoefte aan data. Ook gebruiken zij verschillende software pakketten om de data te verwerken.

De complexiteit van de data-modellen neemt steeds verder toe met de steeds uitgebreider wordende functies die gebruik maken van de data en daarmee meer mogelijkheden bieden voor de gebruiker. Was eerst de data van een data-sheet voldoende met eventueel een 2-D afbeelding, tegenwoordig is een 3-D model en diagnostische data een must. Dit betekent dat men een zogenaamde digitale tweeling maakt van een product zodat men simulaties kan uitvoeren over het gedrag onder verschillende omstandigheden. Data die door mensen gelezen kan worden is dus niet meer voldoende maar de data moet communicatie tussen machines ondersteunen.

De data wordt inmiddels ook gebruikt voor bijvoorbeeld het automatisch assembleren van de componenten op de DIN-rail en zelfs voor het automatisch bedraden van de kasten.
Zichtbaar lijkt de data niet te veranderen maar op de achtergrond verandert er veel en wordt extra functionaliteit toegevoegd. De klant kan deze data naar eigen behoeven en voor eigen voordeel gebruiken om bijvoorbeeld nieuwe business modellen te realiseren.

Belangrijk bij dergelijke ontwikkelingen is standaardisatie. Voor Industrie 4.0 en de zogenaamde “digital twin” is er een referentiemodel opgezet (RAMI = Reference Architecture Model Industry 4.0). Dit is een informatiemodel volgens standaards ingedeeld in layers en levels. Het is echter geen standaard voor de inhoud van de data. Er zijn uiteraard wel een groot aantal standaards die het RAMI model ondersteunen, zoals bijvoorbeeld AutomationML en eCl@ss. Met name deze twee zijn van belang voor productdata.

eCl@ss is opgezet door een consortium van met name Duitse bedrijven. Het beschrijft de producten en functies en is inmiddels in vele talen beschikbaar. AutomationML is meer gericht op de relaties tussen objecten en de rol en interfaces. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een remote I/O systeem en de DIN-rail waarop dit gemonteerd wordt.

Voorbeeld van een Industrie 4.0 toepassing

Een mooi applicatie voorbeeld is de engineering support software van Weidmüller.
Deze software biedt de mogelijkheid om direct hardware engineering uit te voeren in 3-D of de data in te lezen vanuit E-CAD software. De software heeft geïntegreerde engineering algoritmes zodat er direct gecontroleerd wordt of datgene wat je selecteert en/of samenbouwt ook daadwerkelijk mogelijk is.

Verder heeft de software diverse interfaces zodat zowel met E-CAD data uitgewisseld kan worden alsook met productie machines voor automatische assemblage en bedrading van de DIN-rails en panelen.

Ook kan vanuit deze software direct bij de leverancier een offerte worden aangevraagd en heeft men direct alle documentatie van de geselecteerde producten beschikbaar.

Dit is slechts een voorbeeld van digitalisering en er zijn zeker nog andere voordelen te halen uit het toepassen van moderne technologie.

Lees ook:

close

Digitale Nieuwsbrief

SCHRIJF JE IN VOOR ONZE WEKELIJKSE NIEUWSBRIEF EN BLIJF OP DE HOOGTE VAN ALLE INDUSTRIËLE EN TECHNISCHE ONTWIKKELINGEN!

Door jouw inschrijving voor de nieuwsbrief, ga je akkoord met onze privacy voorwaarden.

 

Leveranciers Industrie 4.0