Tue Aug 11 2020

08 11

Scheepsbouw in 2050: de onbemande werf

19/07/2017

Door Liam van Koert

Stel je voor: een scheepswerf waar niemand werkt. Niet omdat er niets gebeurt. Integendeel. Met een veel grotere efficiëntie dan nu worden er veel meer verschillende schepen gemaakt. Door robots en, voor de vorm, een menselijke toezichthouder. De weg richting een dergelijke werf is reeds ingeslagen. En rond 2050 is dit de normaalste zaak van de wereld.


     

 

Het is al weer even geleden dat de Actieagenda Smart Industry aan EZ minister Henk Kamp werd aangeboden. In het rapport wordt de zich voltrekkende vierde industriële revolutie uitvoerig uit de doeken gedaan en worden kabinet en bedrijven opgeroepen zich aan te passen aan een nieuwe realiteit, willen we onze concurrentiepositie behouden. Zo zijn de Duitsers met aanzienlijke overheidssteun al flink in de weer met industrie 4.0, terwijl er in Amerika tal van Industrial Internet of Things-initiatieven worden gestart. De aanstichters van dit alles? Vergaande digitalisering, het volhangen van de wereld met sensoren en het geven van een IP-adres aan alles waar een netwerkkabel of draadloze transmitter in past. Als medeplichtigen worden robots, 3d-printers en ‘Big Data’ genoemd. Gezamenlijk zullen zij het productielandschap letterlijk op zijn kop zetten. Van push naar pull, realtime, 24/7 onbemand, met als ultieme output een uniek product met seriegrootte 1.

Onbemand produceren

Hoewel klantspecifiek in de scheepsbouw sinds jaar en dag de norm is, is ook de scheepswerf niet immuun voor de vierde industriële revolutie. Net als zijn drie voorgangers (de komst van de stoommachine, elektriciteit en de computer), zal ook de huidige digitaliseringsgolf het aangezicht van de scheepswerf en de keten drastisch veranderen. Doordat alle informatie ten aanzien van het te maken schip volledig en eenduidig in één model beschikbaar is, wordt het mogelijk de verschillende productietaken volledig te automatiseren. Denk hierbij aan het lassen van de verschillende compartimenten met robots, het vormen van de huid, het inbouwen van onderdelen en modules en het automatisch hijsen en verplaatsen van de rompdelen. Met 3d-printers is het bovendien mogelijk diverse functies in één kant-en-klaar onderdeel te integreren. Het aantal doorvoeren wordt gereduceerd, de productie verloopt sneller en is bovendien veel flexibeler.
Voorzichtige stappen richting de onbemande werf worden inmiddels gezet. De eerste lasrobots doen er hun intrede en met behulp van machinevision en RFID wordt de logistiek geautomatiseerd. De echte autonome productiesystemen hebben echter nog een paar ingrediënten nodig. Supersnel ladende batterijen en geavanceerde kunstmatige intelligentie bijvoorbeeld. Een zelfstandige robot heeft namelijk voldoende energie nodig om zich vrijelijk over de werf te kunnen bewegen en taken uit te voeren. Daarnaast moet hij slim genoeg zijn om te werken in een variabele omgeving en zich aan te passen aan omstandigheden. Door de vandaag beschikbare rekenkracht echter, worden er nu al flinke stappen gezet in neurale netwetwerken en deep learning. Het is daarom niet ondenkbaar dat robots in 2050 – door snellere processoren en cloud computing zal er dan exponentieel veel meer rekenkracht zijn dan vandaag – betere scheepsbouwbeslissingen maken dan de mens.

 

Ketenintegratie met slimme componenten

De gevolgen van de verbondenheid van systemen via de cloud strekken verder dan de grenzen van onze onbemande werf. De meeste scheepsonderdelen worden namelijk helemaal niet op de scheepswerf gemaakt. Omdat in 2050 alle aspecten van het schip in één model zijn vastgelegd, kan relevante informatie veel gemakkelijker in de keten worden gedeeld, om alles tot in detail op elkaar af te stemmen. En door toedoen van de eerdere vierde industriële revolutie ziet deze toeleveringsketen er heel anders uit. Diverse reshoring-golven – onbemand lokaal produceren is goedkoper geworden dan produceren in lageloonlanden – hebben tot gevolg gehad dat er veel generieke, sectoronafhankelijke productiecapaciteit beschikbaar is. Middels de cloud verbonden en allemaal met toegang tot de relevante product- en productie-informatie wordt automatisch bepaald wat het beste waar geproduceerd wordt. Dit laatste gebeurt grotendeels decentraal, zonder bovenliggende regie. Het slimme component of halffabricaat weet zelf heel goed wat het moet worden en waar het terecht kan, om uiteindelijk onderdeel te worden van een slim schip.

Dit ‘vloeibaar’ worden van de keten heeft ook gevolgen voor de businessmodellen. Producenten worden steeds meer een dienstenleverancier. Dit geldt voor de scheepsbouwer die ook verantwoordelijk wordt voor het in de vaart houden van het schip, alsook voor de toeleverancier van subsystemen. Informatie over de actuele staat van onderdelen wordt daarom steeds belangrijker voor waardecreatie. Ook hier speelt het slim maken van onderdelen een belangrijke rol. Zo kan een slim schip prima zelf een onderhoudsstop inplannen en eventueel een nieuw onderdeel bestellen. Uiteraard houdt het schip hierbij rekening met de operationele realiteit van de rederij. Maar ook wordt het kennissysteem van de scheepsbouwer gevoed met realtime operationele data, zodatbij een volgende ontwerpiteratie nog betere afwegingen worden gemaakt.

Lees ook Scheepsontwerp in 2050: van kunst naar wetenschap

 


De veranderende rol van de mens
De voordelen van de onbemande werf zijn evident. Geen arbeidsongevallen meer, en geen geluids- of stankoverlast omdat de werf in een buitengebied of zelfs op zee kan worden geplaatst. Tochrijst ook de vraag wat de mens dan in hemelsnaam moet doen. Aanvankelijk is er nog werk genoeg en kan de mens op termijn misschien zelfs een exoskelet aantrekken om als een superman zij aan zij met de robot te werken. Maar het is maar de vraag of dit op termijn noodzakelijk of wenselijk is. Hoewel het een beetje koffiedik kijken is, zal de rol van de mens als productiemedewerker in 2050 sterk gereduceerd zijn. Op het gebied van creativiteit, sociale omgang en ‘common sense’ heeft de mens dan echter nog heel veel te bieden.

 

*Dit artikel is het tweede deel van een drieluik over ontwerp, productie en recycling in de maritieme sector in 2050 en verscheen eerder dit jaar in het vakblad Constructeur Aanleiding was het 100 jarig bestaan van Stichting Ondersteunigsfonds Nationaal Instituut Scheepsbouw en Scheepvaart (NISS).  Het is gebaseerd op diverse rapporten en uitspraken van experts uit de sector. Kijk op www.NISS100.nl voor meer informatie.