Industrie 4.0: wat is het en wat kan de maakindustrie ermee?

Industrie 4.0
Industrie 4.0

Voor het vakblad PT Industrieel Management schreef ik in de zomer van 2014 een trendverhaal over Industrie 4.0 en het Internet of Things. Ik sprak hiervoor onder meer met experts van de overheid, banken en universiteiten om te achterhalen wat deze vierde industriële revolutie gaat betekenen voor de maakindustrie in Nederland.

Industrie 4.0: wat is het en wat kan de maakindustrie ermee?

Wat is Industrie 4.0, het enigmatische Internet of Things? Welke voorbeelden zijn er al van in de maakindustrie? Hoe ver is de Nederlandse industrie hiermee? En wat valt er eigenlijk mee te verdienen? PT Industrieel Management ging op onderzoek uit en haalt de krenten uit de pap.

Zoals social media een paar geleden dé term was die in de industrie rondzoemde (“We moeten iets met Twitter! Snel, huur een stagiair met een smartphone in!”), is Industrie 4.0 dé hippe hype van nu. Het equivalent van het Internet of Things moet ervoor zorgen dat in fabrieken alle machines, producten en diensten op één netwerk aangesloten zijn en – binnen en buiten de fabriekspoorten – informatie delen voor optimale productie, voorspelbaar onderhoud en klantspecifiek maatwerk.

Maar net zoals social media initieel voor meer verwarring dan zegeningen zorgde, zijn ook de kansen en uitdagingen van Industrie 4.0 nog vaak in nevelen gehuld. PT Industrieel Management boog zich daarom over de vrijwel schier oneindige hoeveelheid informatie over Industrie 4.0, sprak met diverse experts, en destilleert daaruit de belangrijkste onderdelen voor de maakindustrie.

1: Wat is Industrie 4.0?

De term Industrie 4.0 speelt leentjebuur bij de sociale revolutie op het internet van rond 2005, Web 2.0 gemunt. Het internet transformeerde zich toen van een anoniem netwerk vol eenrichtingsverkeer naar een sociaal web van interactie, samenwerking en cocreatie, met Wikipedia als bekendste voorbeeld.

Industrie 4.0 wordt gezien als een minimaal even grote revolutie, alleen dan voor de wereld van fabrieken en machines. De afgelopen tweehonderd jaar maakte de industrie al drie grote sprongen mee: aan het einde van 18e eeuw brachten water- en stoomkracht vele extra paardenkrachten, eind 19e eeuw zorgden elektriciteit en massaproductie (onder meer via de lopende band) voor een enorme productiegroei, en sinds de jaren zeventig bieden elektronica en computers ongekende mogelijkheden.

Maar wat ís Industrie 4.0? Daarvoor kunnen we het beste de oceaan oversteken richting de Verenigde Staten, aangezien dezelfde revolutie daar een wél een logische naam heeft: the Internet of Things. In de nieuwe industrie zijn namelijk alle onderdelen van een fabriek draadloos aangesloten op een netwerk. Machines vertellen hieraan hoeveel ze maken, wat hun status is en welke onderdelen er gaan slijten. Ook de producten praten met het systeem: via sensoren geven ze door waar ze zijn en of ze in goede staat verkeren. Bovendien kan van buitenaf aan de fabriek verteld worden hoeveel er geproduceerd moet worden, waarna de machines zich automatisch aanpassen.

Inderdaad: de fabriek van de toekomst werkt ook een stuk autonomer dan de huidige bedrijven. Bij een verandering in vraag past de fabriek zijn productie aan, en bij een storing verzint het systeem een alternatieve route. Pas als echt alles in de soep loopt, trekt het netwerk aan de bel. Helemaal overbodig wordt de mens dus niet. Die autonomie heeft als bijkomend voordeel dat maatwerk en kleine oplages veel makkelijker en goedkoper realiseerbaar zijn, aangezien de machines zichzelf kunnen instellen. Daarnaast betekent autonomie dat een fabriek niet meer per se een statische opstelling van componenten is. Analisten vergelijken Industrie 4.0-fabrieken dan ook met Lego-bouwpakketten, waarbij een bedrijf – afhankelijk van vraag en aanbod – modules toevoegt en verwijdert.

Klinkt goed natuurlijk, maar om een Internet of Things te realiseren is er veel openheid nodig in de productieketen. Laat Duitsland, aanvoerder van deze revolutie, daar van oudsher nou nét niet om bekendstaan. In 2012 heeft het kabinet van Angela Merkel daarom industriebreed beleid gemaakt dat alle hinderdelijke schotten en hekken moet wegnemen. Daarnaast moeten ook de fabrieken zelf op de schop, want Industrie 4.0 vereist dat alle machines, materialen en producten voorzien zijn van sensoren en de nodige IT. De software die machines aanstuurt krijgt dus een veel prominentere rol. Eén van de vereisten daarvoor is dat deze programma’s niet meer in de apparaten gebakken zitten, maar op een centrale server draaien. Via die locatie in de cloud kan de programmatuur op elk moment bijgewerkt worden en zichzelf aanpassen op basis van alle andere software die daar draait.

Klinkt dat allemaal nog een beetje vaag en zweverig in de oren? Dat kan kloppen, want veel concrete voorbeelden van hoe dit dan in de praktijk werkt zijn er nog niet. De vierde revolutie is namelijk verre van gerealiseerd. Experts zijn het erover eens dat de renaissance nog in de kinderschoenen staat en nog minstens twintig jaar nodig heeft om volwassen te worden. Wat diezelfde experts niettemin nu al zeker weten, is dat Industrie 4.0 een game changer van jewelste is en dat achterblijven géén optie is.

2: Welke voorbeelden zijn er al van Industrie 4.0?

Omdat de revolutie nog in de kinderschoenen staat, is het vooral veel toekomstmuziek. Philips dagdroomt voor zijn scheeraparatenfabriek in Drachten bijvoorbeeld over een systeem waarbij kopers van tevoren hun hand inscannen en deze foto opsturen. De slimme fabriek van Philips analyseert de vorm van de hand, verzint er het ideale handvat bij, bouwt deze in het scheerapparaat, en stuurt het resultaat naar de klant. Dat klinkt natuurlijk prachtig, maar zoiets in de praktijk brengen is een kwestie van nog jaren en jaren aanpassen, testen en experimenteren.

Een al bestaand, maar nogal vergezocht voorbeeld liet het Duitse Kasto dit jaar zien tijdens Future Days. De zaagmachinefabrikant toonde tijdens zijn open dagen een robot die een zaagmachine van hout kan voorzien én ondertussen een ander object kan oppakken. Klinkt archaïsch, maar het futuristische was dat de robot zelf bepaalde wat het beste moment was om even niet de machine te voeden en de tweede taak uit te voeren. Volgens de Kasto-ingenieurs maakt dit duidelijk dat een combinatie van robot en zaagmachine autonoom kan werken én kan reageren op externe prikkels. Zo is de zagende robot al bij klanten ingezet om al werkend te variëren in het type product en de grootte van de oplage.

Verder betreft Industrie 4.0 nog vooral veel experimenten met deelgebieden. Siemens gebruikt in zijn elektronicafabriek in het Duitse Amberg bijvoorbeeld software voor product lifecycle management die direct kan berekenen welke productiemethode het meest efficiënt is, maar vervolgens moet de nieuwe route nog wel met de hand ingesteld worden door het productiepersoneel. In een andere testfabriek waar Siemens ook bij betrokken is, zorgen RFID-tags (stickers die een radiosignaal uitzenden) op shampooflessen ervoor dat machines weten of zij er een zwarte of witte dop op moeten draaien.

Voor de mobiele markt is onder meer Samsung actief, die al applicaties voor smartphones bouwt waarmee een plantmanager zijn machinepark kan uitlezen én besturen. En op een iets hoger niveau van abstractie werkt Bosch Rexroth actief mee aan de revolutie. Met zijn Open Core Engineering legt dit bedrijf namelijk een extra laag over de standaard software van het machinepark om zo alle apparaten (elk met zijn eigen besturingsprogramma) vanuit één omgeving te besturen. Hierdoor wordt de black box van een fabriek geopend, waarna bijvoorbeeld leveranciers en klanten direct de potentie van de machines kunnen benutten voor hun eigen doeleinden.

3: Hoe ver is Nederland met Industrie 4.0?

Hoewel het nog allemaal meer toekomstmuziek dan realiteit is, proberen in ieder geval beleidsmakers in Nederland werk te maken om de revolutie ook hier te ontketenen. Zelfs minister-president Mark Rutte liet het onderwerp niet onaangeroerd tijdens de opening van de Hannover Messe. Hij roemde de Nederlandse initiatieven van onder meer chipmaker NXP en de op de beurs aanwezige robots van Nederlandse makelijk die in kunnen spelen op emoties en gedrag. Bovendien stelde Rutte in het Internet of Things hét wapen te zien om de concurrentie van de opkomende economieën mee te lijf te gaan.

FME, de branchevereniging van de technologische industrie, zit natuurlijk ook niet stil. Onder de noemer ‘Smart Industry: Dutch industry fit for the future’ heeft zij (samen met TNO, het ministerie van Economische Zaken, VNO-NCW en de Kamer van Koophandel) in kaart gebracht hoe de Nederlandse industrie ervoor staat en welke mogelijkheden er voor Industrie 4.0 zijn. Véél, claimt FME, aangezien de industrie alhier sterk is in design, systeemontwerp en logistiek. Wel zijn er nog de nodige barrières te slechten. Zo moeten de ontwikkeling en toepassing van de benodigde nieuwe producten, technologieën en businessmodellen versneld worden, is er meer ontwikkeling en overdracht van kennis tussen sectoren nodig, moeten werknemers de beschikking krijgen over over nieuwe kennis en vaardigheden, en moet de ict-infrastructuur (die cruciaal is voor een slimme fabriek) nóg beter worden.

Dat mag ook wel, want in de Nederlandse bedrijfspraktijk zie je nog weinig revolutie. Ja, er is de zogeheten Region of Smart Factories, een samenwerkingsverband van onder meer Fokker, IBM, Philips, TenCate en de Universiteit Twente. De vruchten hiervan zijn niettemin pas over een paar jaar te plukken, want dit consortium gaat de komende tijd eerst nieuwe technologieën ontwikkelen om de productiviteit van de maakindustrie ‘substantieel’ te verbeteren.

Maar er gebeurt ook al iets op de werkvloer, weet Fred van Houten, professor in design engineering en hoofd van de vakgroep Ontwerp, Productie en Management aan de Universiteit Twente. Van Houten houdt zich vanwege die functie druk bezig met wat Industrie 4.0 kan betekenen voor de Nederlandse industrie. “Industriële robots worden al jaren toegepast in de Nederlandse maakindustrie. Deze worden nu steeds intelligenter, terwijl hun besturing aan het internet wordt gekoppeld.” Een goed voorbeeld, zegt Van Houten, is AWL, de producent van industriële automatiseringssystemen voor de automobielindustrie. Ook noemt hij Futurion, dat met zo weinig mogelijk mensen aluminium onderdelen maakt voor de machinebouw, medische wereld en vliegtuigbouw. Bovendien zijn Nederlandse machinebouwers volgens de professor uit Twente goed op weg om Industrie 4.0 mogelijk te maken. “Neem Demcon, een highend technologieleverancier van mechatronische producten en systemen. Ook Lely met zijn melkrobots en de logistieke systemen van Vanderlande zijn goed op weg.”

Arnold Koning, sectormanager industrie bij de ING, spreekt liever over goed presterende clusters dan over individuele bedrijven. Volgens hem is het verbinden van bedrijven in een keten namelijk de stap die gezet moet worden voor een succesvolle datarevolutie. En dat gebeurt ook al, zoals bij Brainport Industries, het netwerk van hoogtechnologische bedrijven. Zo eist ASML van zijn toeleveranciers dat deze hun informatiestromen delen, en zij eisen dat op hun beurt weer van hún leveranciers. Dat is niet altijd makkelijk, maar zorgt er wel voor dat de schakels van het totale productieproces constant verbeterd kunnen worden.

Een ander lichtend voorbeeld van clustersamenwerking is volgens Koning de agrotechnologie. Deze sector gaat van oudsher al transparant om met zijn data, waardoor samenwerking relatief eenvoudig is. “Neem bijvoorbeeld de productieketen van paprika’s. Via vision-technologie, het constant meten van paprika’s terwijl deze groeien en rijpen, weten we precies wanneer elke individuele paprika het beste geplukt kan worden. Door die data te combineren met gegevens over de zuurtegraad van de grond en het weer, kan een paprika zo efficiënt mogelijk geteeld worden. En delen groothandel, transport en supermarkt deze data, dan weten ze precies welke paprika voorin de schappen moet komen voor de snelste verkoop. Dit voorkomt onnodig bederf en levert keiharde euro’s op omdat meer paprika’s goed blijven en dus te verkopen zijn.”

Bedrijven in de maakindustrie kunnen dus leren van de agrosector en de manier hoe deze data deelt. Maar omgekeerd geldt hetzelfde. Qua hightech zijn bijvoorbeeld hoogtechnologische toeleveranciers vaak verder, weet Koning. “Als zij gaan samenwerken met machinebouwers voor de foodindustrie, dan kan dat veel werk opleveren. Food-machines worden zo nog slimmer, waardoor er meer van verkocht worden. En de toeleveranciers zouden minder afhankelijk worden van hightech-OEM’ers, die conjunctuurgevoelig zijn.” Maar ook Koning weet: wat op papier heel simpel en logisch klinkt, is in de praktijk bepaald geen sinecure. “Ketensamenwerking is de grootste uitdaging van Industrie 4.0. We roepen graag dat we willen samenwerken, maar tot welk niveau? Wat durven en willen we?”

Koning ziet daarbij ook praktisch een enorme uitdaging, want hoe zorg je ervoor dat al die datastromen bruikbaar zijn voor elkaar? Elk bedrijf werkt met zijn eigen systemen en formats, en dus is de data van bedrijf X niet zomaar nuttig voor afnemer Y. En wat als een toeleverancier tien afnemers heeft die elk hun eigen format voor de data eisen? ”Het is daarom van ontzettend groot belang dat er een platform komt dat alle data verzamelt, vertaalt, versleutelt en distribueert, ongeacht de manier hoe het wordt aangeboden en afgenomen. Dat platform moet dus gigantisch innovatief zijn, want er komen hiervoor vele verschillende manieren.”

Wie alle wensen en eisen bij elkaar ziet, snapt: er moet nog veel gebeuren voordat Industrie 4.0 een feit is. Koning onderkent dat, en ziet een grote rol voor de grote OEM’s. “Partijen als ASML en Philips Healthcare moeten het voortouw nemen en tegen hun toeleveranciers zeggen: wij gaan op deze manier onze data delen en zo de hele keten slimmer maken.” Maar op hun lauweren rusten zit er voor de toeleveranciers niet in. “Naast een excellent product en dienstverlening moeten zij ook voor data-ontvangst en -overdracht uitstekende prestaties leveren om in de gratie van de OEM’ers te blijven.”

Vanuit Berlijn vertelt Eelco van der Eijk namens het Innovatie Attaché Netwerk, onderdeel van het Ministerie van Economische Zaken, over de situatie in Duitsland en de betekenis daarvan voor bedrijven in Nederland. “Het automatiseren en optimaliseren van de productie en supply chain is vooral voor massafabricage zeer interessant, zoals de automobielindustrie hier. Hoe kun je heel snel robots herprogrammeren voor maatwerk en individuele producten? In Nederland speelt dat minder, daar is vooral sprake van low volume high complexity.” Van der Eijk kijkt daarom reikhalzend uit naar de uitkomsten van de werkgroep onder leiding van FME die op dit moment in kaart brengt wat de kansen en uitdagingen van Industrie 4.0 voor de Nederlandse industrie zijn.

Het spreekt voor de innovatie-ambtenaar voor zich dat Industrie 4.0 van groot belang wordt voor de Nederlandse maakindustrie. “Heel veel Nederlandse bedrijven zijn toeleveranciers van Duitse fabrieken. Als die verder gaan automatiseren, dan moeten de Nederlandse bedrijven daarin mee.” Nederlandse bedrijven doen daarom ook vaak mee aan internationaal onderzoek, zoals Philips Drachten, Gasunie, TNO, Ortec, Spie en Stork.

4: Hoeveel valt er te verdienen (en te verliezen) met Industrie 4.0?

Wat schuift dat nou, zo’n Internet of Things? Daar verschillen de meningen nogal over. In Duitsland denken de wetenschappers van de National Academy of Science and Engineering dat slimme fabrieken zorgen voor dertig procent meer productie. Bovendien denkt dit instituut dat ook andere sectoren kunnen profiteren van de zegeningen van Industrie 4.0, zoals de vervoers- en gezondheidssector.

Maar ook op korte termijn is er met Industrie 4.0 veel winst te boeken in Duitsland: 78 miljard euro in de komende tien jaar. Dat zeggen onderzoekers van Fraunhofer en Bitkom in een studie die deze zomer verscheen. Het was voor het eerst dat iemand het aandurfde om harde cijfers te verbinden aan de gehypte term. De schrijvers keken ook hoe die winst over de sectoren verdeeld is, en zien vooral de machine- en installatiebouw profiteren, met de elektrotechnische en chemische industrie in het kielzog.

Vanuit het Innovatie Attaché Netwerk zegt Eelco van der Eijk dat er geen slag te slaan is naar wat het exact zal opleveren. Wat wel als een paal boven water staat, is dat niet meedoen geen optie is. “Als je niet mee ontwikkelt en jezelf niet blijft vernieuwen, dan ga je gewoon kapot. Zo simpel is het. Maar Industrie 4.0 biedt ook heel veel kansen. Adidas doet bijvoorbeeld mee aan een project om geautomatiseerd schoenen te personaliseren en produceren. Als dat lukt, biedt dat de mogelijkheid om de productie terug te halen uit China.”

Universiteit Twente-professor Van Houten durft wél een voorzichtige schatting te maken van wat voor goeds de fabrieken van de toekomst voor Nederland te bieden hebben: 10 miljard euro. “De Nederlandse maakindustrie is namelijk een van de belangrijkste toeleveranciers voor de Duitse automobiel- en apparatenbouw.” Hij denkt dat daarbij vooral de makers van metaal-electro, sensoren & actuatoren, software (intelligente, communicerende besturingen) en apparaten profiteren van de revolutie.

Ook het sectormanagement industrie van de ING is enthousiast over wat Industrie 4.0 in petto heeft voor de Nederlandse industrie. Arnold Koning heeft geen idee om hoeveel geld het gaat. “Maar we moeten dit doen, willen we onze concurrentiepositie uitbreiden. Landen als China en Brazilië hebben robotisering, automatisering en lean management allang op de agenda staan. Daarin maken we dus niet meer het verschil. We moeten daarom verder dan wat de opkomende economieën al doen, en moeten het voortouw nemen bij de datarevolutie van Industrie 4.0, net zoals we een leidende positie hebben in innovatie en kennis.”

2 reacties

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *