De voordelen van industriële automatisering in de maakindustrie

Tijdens het Smart Industry Event 2022 verzorgde Edwin Gerritsen, Business Developer bij Demcon Industrial Systems uit Enschede, een presentatie over slimme productietechnieken in de praktijk. Demcon Industrial Systems is een zelfstandig onderdeel van de Demcon Groep. In Enschede, Groningen en Munster ontwikkelt het bedrijf productiesystemen op maat voor de maakindustrie.

Wanneer pas je industriële automatisering toe?

Een aantal criteria is volgens Gerritsen van belang bij de vraag of industriële automatisering zinvol is. Zo speelt het type product een rol. Automatisering is het overwegen waard als het gaat een om hoog complex product, waarbij er sprake is van een foutgevoelig en tijdrovend proces resulterend in een lage opbrengst door de operator. Maar ook bij een simpel product, met eenvoudige stappen en veel repeterend werk voor de operator, is automatisering zeker een oplossing. Een ander criterium is de productieomvang. Deze is afhankelijk van de complexiteit van het product, maar de praktische grens voor automatisering ligt doorgaans op een productieomvang van circa 50.000 stuks per jaar. Verder speelt veiligheid en het beschermen van de medewerkers ook een rol bij de keuze om over te gaan tot industriële automatisering. Natuurlijk is een goede business case, met een vooruitzicht op een positieve return on investment, van essentieel belang.

Stapsgewijs opschalen

Gerritsen adviseert om industriële automatisering stapsgewijs te implementeren. Afhankelijk van het volume kan een eerste stap een half-geautomatiseerd systeem zijn. De uitbreiding naar een volautomatisch proces kan dan gedaan worden als de productie een omvang heeft die de investering rechtvaardigt.

Bezint eer ge begint

Begin niet zomaar met industriële automatisering is een belangrijke aanbeveling van Gerritsen. Hij geeft nog een aantal praktische tips:

• Overweeg automatisering als het product en het bijbehorende productieproces voldoende zijn ontwikkeld en gedefinieerd.

• Stel een programma van eisen op en neem daarin bijvoorbeeld ook op hoe specifieke componenten worden aangeleverd. Het maakt nogal een verschil of dit in trays gebeurt of in zakken. En welke verpakking krijgt het eindproduct?

• Stel een informatiepakket (of specificatie) op voor de machinebouwer(s) en ga vroegtijdig in gesprek.

• Betrek ook de operators in het traject. Zij hebben veel kennis en ervaring, benut die.

• Denk in een vroeg stadium na over de afnametest. Probeer objectief te definiëren wanneer een machine voldoet aan de gestelde eisen.

• Zorg voor een realistisch budget en een realistische tijdslijn.

• Selecteer de juiste machinebouwer: de ene machinebouwer is goed in standaard machines, de ander is meer gericht op maatwerkoplossingen. Kies je als bedrijf voor maatwerk, ga dan bij voorkeur in zee met een bedrijf dat al ervaring heeft in de branche/het domein waarin je zelf actief bent.

• Laat je informeren over de subsidiemogelijkheden. Afhankelijk van de volwassenheid van het productieproces zijn er diverse mogelijkheden. Subsidie moet altijd het laatste zetje voor de business case zijn, nooit het startpunt. Een subsidie aanvragen kan veel tijd kosten en ook tijdens de uitvoering moeten er ook veel administratieve zaken worden bijgehouden en geregeld. De machinebouwer kan hierin ondersteunen. De investering betaalt zich wel vaak terug.

• En niet onbelangrijk: haal informatie op bij collega’s die al geautomatiseerd hebben. Het is niet nodig het wiel opnieuw uit te vinden.

Innovatietrechter

Demcon werkt vaak via het model van de Innovation Funnel. Via zeven stappen leidt dit van input naar output. Het begint met een idee, dan volgt de specificatiefase, daarna het uitwerken van het machineconcept. Vervolgens worden de details vastgelegd, de machine wordt gebouwd, getest en in gebruik genomen. Het feitelijke ontwerp- en realisatieproces kent doorgaans drie commerciële fases:

1. De specificatie en concept fase.

2. De fase van de concept afronding, detail engineering, inkoop, samenbouw, testen en Factory Acceptance Testing (FAT).

3. Installatie en in bedrijfsstelling bij de klant en de Site Acceptance Test (SAT),

In sommige gevallen werkt Demcon ook met een Proof of Concept, een proefopstelling waarbij gekeken wordt naar de technische haalbaarheid van een gekozen concept. Daarmee verlagen ze het technisch risico in het project in een vroeg stadium.

Artificial Intelligence

Ook Artificial Intelligence wordt ingezet bij industriële automatisering. In zijn presentatie gaf Gerritsen het voorbeeld van een muntensorteermachine. Door de toepassing van AI was het mogelijk om muntstukken op hoge snelheid. (~10 per seconde) te inspecteren en sorteren. In een periode van zes maanden heeft de klant uiteindelijk 40 miljoen munten gesorteerd. De doorlooptijd voor de ontwikkeling en realisatie van deze machine bedroeg totaal zes weken.

Synthetic Training Data

Een belangrijk aspect bij industriële automatisering is machine learning. Machine learning (ML) is een vorm van kunstmatige intelligentie (AI) die is gericht op het bouwen van systemen die van de verwerkte data kunnen leren of data gebruiken om beter te presteren. Invoer van data kan handmatig plaatsvinden, maar ook door data te genereren door computersimulatie. We noemen dit Synthetic Training Data. Demcon gebruikt deze methode om een grote hoeveelheid verschillende variaties in data te genereren. Te denken valt hierbij aan variaties in grootte, vorm en kleur, maar ook aan vervuiling, krasjes en deuken. Maar, zo laat Gerritsen zijn geboeide publiek weten, men moet ervan bewust zijn dat machine learning een extra set gereedschap is en dat het belangrijk is het juiste gereedschap in te zetten voor een klus. Zijn advies: probeer het probleem altijd eerst op te lossen zonder machine learning.

Wil je aan de slag met Artificial Intelligence? Lees hier verder