24/10/2016
Door Liam van Koert
Over het concreet maken van Industrie 4.0 heeft al menig automatiseerder uitspraken gedaan. Ook Lenze heeft er haar ideeën bij. Ze bouwden een robotdemo die via een app een zelfgekozen ‘woordbestelling’ afhandelt. Feitelijk is de demo, die ook het live streamen van de orderafhandeling behelst, een modern voorbeeld van verticale integratie. Maar wie goed luistert, bespeurt ook enkele interessante horizontale en digitale verbindingen. Verbindingen met 4.0-systemen en met specialistische IIoT-partners.
De WoTS was eigenlijk al de derde keer dat de ‘robot-wordfeud-demo’ als publiekstrekker de bezoeker aan het woord liet. Eerder was hij op de Hannover Messe te zien en ook tijdens de Lenze Industrie 4.0 Dagen bleek hij populair. Toegegeven dat het aantal letters te beperkt was voor literaire hoogstandjes en dichterlijke vrijheden dus onvermijdelijk waren, gaf de demo namelijk een prima beeld van klantspecifieke mogelijkheden anno 2016.
Het ‘scrabbelen’ gaat als volgt. Installeer een Smart Factory app op je telefoon. Natuurlijk waren de Lenze medewerkers meer dan bereid hun eigen telefoon beschikbaar te stellen, maar omwille van een overtuigend ‘proof of concept’ geniet een zelfbedachte order via een eigen 4g-verbinding de voorkeur. Maak een klantenprofiel aan en plaats een order door een woord met de beschikbare letters te leggen. Kijk in de wachtrij wanneer de order – het systeem werkt op basis van fifo – aan de beurt is en kijk via een livestream hoe een deltarobot de letters in de juiste volgorde van een lopende band afpakt en het bestelde woord legt. Houd vervolgens de mailbox in de gaten. Als het goed is, is er een bevestigingsemail verstuurd dat de order succesvol is afgehandeld en per post naar u onderweg is.
Natuurlijk kan je wachten tot sint-juttemis op een pakketje. Aan de robotinstallatie is geen verpakkingslijn, geen etiketteermachine en geen bestelbus van PostNL gekoppeld. Maar het is niet moeilijk je voor te stellen dat de demo in het geval van chocoladeletters een regelrechte sinterklaashit zou zijn. Een webwinkel+, waar zonder tussenkomst van mensenhanden een maatgemaakt cadeau vanuit de luie stoel besteld kan worden en bovendien het hele productieproces live kan worden gevolgd.
Van as tot app
Het scrabbelscenario heeft een aantal elementen in zich, die verraden dat Industrie 4.0 misschien toch meer evolutie dan revolutie is. Op de eerste plaats is er toont het voorbeeld ‘seriegrootte 1’. Elk product wordt klantspecifiek geproduceerd, wat mogelijk is door modularisering. De modules zijn in dit geval letters, en een gevolg is dat we het traditionele push systeem in ieder geval ten dele (de modules c.q. letters moeten wel op voorraad zijn) voor een pull systeem hebben verruild. Een tweede element is dat alles volautomatisch verloopt. In principe kan ‘de woorden fabriek’ zonder tussenkomst van de mens – uiteraard binnen de grenzen van de productiemiddelen – naar hartenlust precies op tijd de juiste woorden maken. Wel is hiervoor een vergaande integratie van diverse van automatiseringslagen nodig, iets wat we jaren geleden verticale integratie noemden. Grote verschil met vroeger is echter dat we nu niet stoppen bij ERP, maar te maken hebben met internet, clouds (ja meervoud), apps en aanverwante IoT-verschijnselen.
In het geval van Lenze en hun scrabbeldemo konden binnenshuis al heel wat verbindingen worden gelegd. Voor het hele traject van as tot en met de PLC, heeft het bedrijf de afgelopen jaren flinke stappen gezet om met minimale inspanningen van een goed machineconcept tot een werkende machine te komen. Een steeds grotere hoofdrol krijgt hierbij hun eigen software. Zo kom je via hun Easy Explorer en Drive Solution Designer software snel tot een goed gedimensioneerd motionontwerp. Met behulp van de zogenoemde FAST templates worden vervolgens applicatiespecifieke motionprofielen de controllers ingeschoten. Voor de weg naar buiten? Daarvoor werd een beroep gedaan op een nieuwe samenwerkingsverband binnen de Brainport gelederen. Softwareport bestaat als joint venture binnen het Brainport High-Tech Software Cluster uit drie bedrijven: Festa Solutions, Cordis en Unit040. Zij maakten voor de demo niet alleen de veilige koppeling tussen de PLC en ERP (Cordis), ook de beveiligde gegevensuitwisseling tussen ERP en de app – ook een eigen fabricaat (Festa) - werd door hen verzorgd. Verbindende toverwoord hierbij bleek UML, wat staat voor Unified Modelling Language. Met deze objectgeoriënteerde modelleertaal is het mogelijk om op een abstract niveau een model voor de informatieoverdracht tussen de systemen vast te leggen. Hier vanuit genereer je vervolgens de juiste code voor bijvoorbeeld de PLC. Volgens Lenze is deze abstractie de sleutel voor een flexibele verticale integratie met tal van systemen. UML maakt naast een betrouwbare ook een snelle informatieoverdracht tussen alle lagen mogelijk, iets wat natuurlijk erg prettig is als je je order live gaat streamen.
Van model tot machine
Het 4.0 element van een unieke producten gaat natuurlijk niet alleen op voor de consument en Sinterklaas. Ook de machinebouwer koestert dergelijke wensen. Wederom blijkt UML uitkomst te bieden. Want waar we zagen dat Lenze zelf al de nodige tools in huis heeft om snel tot machineconcepten te komen en te code te genereren in plaats van programmeren, koppelt de derde Softwareport partner, Unit040, dit met UML aan 3D, virtual- en augmented reality en simulatie. Hoewel voor de scrabbeldemo nog niet ver doorgevoerd, is het idee om een machine eerst helemaal virtueel op te bouwen. Vervolgens wordt het virtuele model met de PLC aangestuurd. Door deze vorm van simuleren kan je al in een vroeg stadium ook niet softwaremensen bij de het ontwerp betrekken en elimineer je alle fouten voordat er nog maar één stuk hardware gemaakt is. Het gevolg zijn lagere engineering-, bouw- en commisioningkosten en een snellere time-to-market. Bovendien brengt de koppeling van virtuele (3D) machinemodellen met de echte wereld nog andere voordelen. Voor het virtueel ondersteunen van onderhoudsmonteurs bijvoorbeeld. Of voor het doen van voorspellingen ten aanzien van productstromen, condities en andere operationele criteria.
Van data tot diagnose
Dat brengt ons bij het laatste integratielijntje. En aangezien voor de integratie van productiemiddelen in de regel de horizontale richting gereserveerd is, past hier wellicht de diagonale richting. Hij valt er namelijk een beetje tussen in: het remote ontsluiten van machinedata. Big data als je niet weet wat je er mee moet en alles maar verzamelt, maar waardevolle informatie als je weet naar welke woorden vanuit de machine je moet luisteren. Lenze heeft hiervoor de samenwerking met de firma Ixon gezocht. Dit relatief ook jonge bedrijf – het bestaat nu drie jaar – heeft een router ontwikkeld die direct aan PLC of HMI gekoppeld kan worden. Via deze router wordt middels een VPN-verbinding contact gemaakt met een flink beveiligde cloudomgeving die Ixon het IXplatform noemt en waar de ontsloten data via dashboards betekenis krijgt.
In het geval van de robotscrabbelaar kan op alles waarop een browser draait de order, livestream en wachtrij worden getoond, maar ook de actuele status van specifieke machineonderdelen. Wat ziet het visionsysteem, is er ergens een storing, en hoe zit het met mijn OEE? Uiteraard hangt het van het gebruikersprofiel en de toegekende rechten af wat je te zien krijgt na inloggen. Maar feitelijk heb je de real time status van een compleet mondiaal machinepark met één swipe op je scherm.
Concrete conclusie
Of je het nu verticale, horizontale, diagonale of ketenintegratie noemt en de cirkel rond maakt, maakt feitelijk niet zo veel uit. Hetzelfde geldt voor Smart en 4.0. Uiteindelijk krijgt alles een IP-adres en kan je de lijntjes trekken zo je wilt. Wat belangrijker is, is dat je door de juiste hedendaagse technologieën met elkaar te verbinden, serieuze stappen kunt zetten richting maatgemaakte enkelstuksproductie en dit bovendien nog sneller, goedkoper en robuuster kunt doen dan met de traditionele aanpak. Modelleertalen als UML zijn dankzij hun abstractieniveau een prima instrument om deze verbindingen te leggen. En als het hierdoor mogelijk is dat de taal van het ene systeem door een anderstalig systeem wordt begrepen, dan rest slechts één advies: het is de hoogste tijd de slimme woorden om te zetten in concrete daden.
Bekijk hier een 360 video van een interview met Marc Vissers