24/08/2015
Door Liam van Koert
De vierde industriële revolutie is al een poosje in de maak. En de weg naar industrie 4.0 verloopt turbulent. Sterker nog, de strijd om de standaard is nog lang niet gestreden.
Rahman Jamal is Global Technical Marketing Director en in industrie 4.0 boegbeeld van National Instruments. Een lang gepland interview met hem doen we via een telefoonconferentie, terwijl Jamal zich een weg baant op de Duitse Autobahn. Een toepasselijke plek, want niet alleen is 4.0 een Duitse vinding, het zijn ook de grote Duitse automatiseerders als Siemens en autoproducenten als BMW die volgens Jamal het hardst aan de 4.0-kar trekken. Maar voordat we het daarover hebben, begint hij bij het begin.
CIM en veldbussenoorlog
“Computer Integrated Manufacturing bestaat al sinds de jaren tachtig”, weet Jamal. “Het idee was destijds om de hele productie met de bedrijfsvoering te integreren door tal van informatie- en besturingssystemen aan elkaar te knopen. Het moest leiden tot meer efficiency en meer effectiviteit. Wat dat betreft is er in de basis weinig veranderd. Maar CIM was destijds gedoemd te mislukken. Iedere systeemleverancier kwam met zijn eigen taal of bussysteem. Dit maakte de integratie duur en weinig flexibel.”
De eerste tekenen dat het misschien toch ging lukken, kwamen in de jaren negentig met de komst van een nieuw fenomeen dat de wereld verbond: het internet. Maar iedereen die zich de tijd van inbelmodems herinnert, weet ongetwijfeld ook nog dat stabiliteit en bandbreedte vaak flink te wensen overlieten. Het was een belangrijke katalysator van een wildgroei aan nieuwe veldbussen met elk zijn eigen aanhangerschare. Jamal: “In de tijd dat ik bij National Instruments kwam, woedde de veldbussenoorlog in volle hevigheid. Ik had in mijn Master Thesis de verschillende bussen als Profibus, Interbus en enkele Ethernet-gebaseerde oplossingen onder de loep genomen. Voor mijn nieuwe werkgever National Instruments bleek dit een belangrijk onderwerp. Alle NI-producten hebben namelijk op een dieperliggend niveau met al deze bussystemen te maken.”
Cyber Physical Systems
Een andere belangrijke mijlpaal in het 4.0-verhaal. Jamal herinnert zich nog goed de workshop waarin dr. Truchard de term Cyber Physical Systems voor het eerst in de mond neemt. Hij onderstreept het belang van dergelijke systemen en legt uit hoe je ze bouwt. “Met de komst van zogenoemde ‘Cyber Physical Systems’ zette de 4.0-gedachte zich pas echt goed vast in de makers van de systemen van de toekomst. In feite ligt de betekenis in de naam besloten: het is een systeem waarin diverse samenwerkende ‘slimme’ elementen de fysieke wereld met de virtuele wereld verbind. Steeds meer aanvankelijk ‘domme hardware’ kreeg met een FPGA of CPU een flinke dosis rekenkracht aan boord en werd daarmee intelligent. Ook werden dergelijke elementen steeds vaker middels netwerken met elkaar verbonden, waardoor intelligente sensornetwerken ontstonden. Deze trend is nog steeds gaande, en als National Instruments leveren we al vele jaren de gereedschappen om dergelijke systemen te ontwikkelen. Zo hebben we een uitgebreide, modulaire hardwareportfolio waarmee veel rekenkracht aan systemen kan worden toegevoegd. Ook hebben we met LabView een gebruikersvriendelijke grafische softwaretool om intuïtief CPU’s of FPGA’s te programmeren. En tot slot hebben we de juiste instrumenten en systemen om een robuuste signaaloverdracht te garanderen, ongeacht het gebruikte protocol.”
Verdeeldheid
Tot 2012 bleef de industry 4.0 een voornamelijk academische discussie. Ja, er werd over Cyber Physical Systems gesproken en ook in Amerika was er inmiddels zoiets als ‘The Internet of Things’. Maar laatstgenoemde ontwikkeling kwam meer uit de koker van Silicon Valley en was vooral it-gericht. Het waren de Duitsers die besloten hier verandering in te brengen, en het verbindende IoT-principe naar het industriële domein te brengen. Jamal: “Duitsland wilde dat haar industrie veel meer focus aanbracht richting de fabriek van de toekomst en kwam met de term Industry 4.0 als nieuw exportproduct. Er werden clusters gevormd om de vierde industriële revolutie gestalte te geven, waarbij veel Duitse terminologie werd gebezigd die specifiek Duitse issues adresseerden. Al snel werd de noodzaak tot standaardiseren duidelijk. En dat bleek en blijkt nog steeds gemakkelijker gezegd dan gedaan. Diverse organisaties gingen concurreren met elkaar, wat natuurlijk ook geldt voor landen onderling. Zo was Japan niet al te blij met het Duitse initiatief en startte haar eigen Industrial Value Chain Initiative. En ook landen als India ontwikkelden hun eigen Smart Factories.”
Industrial Internet Consortium
Toch zal al deze onderlinge strijd volgens Jamal niet eeuwig kunnen voortduren, helemaal niet nu tal van grote bedrijven die op wereldschaal opereren zich er mee gaan bemoeien. De belangen zijn te groot. “Je ziet dat vorig jaar het Industrial Internet Consortium is opgericht. Duitsland beraadt zich nog of zij zich wel bij dit van origine Amerikaanse initiatief - dat inmiddels 180 leden uit 26 landen kent - moet aansluiten. Maar naast National Instruments, zijn ook Bosch, Fraunhofer en Siemens al lang lid.“ Wat dit de vierde industriële revolutie gaat opleveren? Broodnodige interoperabiliteit. Jamal: “Natuurlijk is het belangrijk dat eerst de communicatieprotocollen voor Industry 4.0 worden gestandaardiseerd. Mijn gok is dat OPC UA hier als drijvende kracht een leverancieronafhankelijke standaard zal ontwikkelen. Ten tweede is er ook referentiearchitectuur nodig voor tal van applicaties. Dit is een lastiger verhaal. Hier verwacht ik dat je voorlopig vooral een hoop conceptuele ontwikkelingen ziet vanuit diverse organisaties. Maar ook hier zal men er uiteindelijk niet aan ontkomen samen te werken.”
Tegen die tijd zullen er gelukkig weer genoeg nieuwe strijdpunten zijn om een volgende revolutie in te luiden.