Alle machines digitaal

Onder Industrie 4.0 valt de automatisering van analoge en digitale industriële machines. Nieuwe machines zijn er vaak al op voorzien om meteen de digitale toer op te gaan. In de meeste fabrieken doen er evenwel heel veel oudere machines dienst, die uitgerust zijn met honderden meters en tellers.
Joris De Veirman, industrieel internetexpert bij Bagaar: “Tot vandaag worden de meeste van die machines ad hoc en manueel uitgelezen. Tot nu toe volstond dat ook vaak. Voor een verpakkingslijn die zijn werk prima doet, is het ook niet altijd nodig om die te connecteren. Connecteren om te connecteren doen bedrijven liever niet. Immers, dikwijls moet je eerst een PLC koppelen aan een analoge machine om digitale intelligentie toe te voegen. Pas in een volgende stap kun je dan de connectiviteit opzetten. Veel bedrijven zien daar dan ook vanaf als ze niet honderd procent zeker weten of die geconnecteerde data genoeg toegevoegde waarde kunnen brengen.”

Het mag dan ook niet verbazen dat volgens een studie van PwC maar liefst zestig procent van de industriële machines vandaag niet geconnecteerd is. Vooral de kostprijs van die koppeling houdt hen tegen om dat te doen. Nochtans is het ongetwijfeld wel interessant om aan meer machines intelligentie toe te voegen. Dat kan namelijk bijdragen tot de voordelen die IoT biedt, zoals een hogere operationele efficiëntie op korte termijn en een autonome pull-economie op lange termijn (zie figuur 1). Ook kun je de data gebruiken om dashboards te voeden. “Zo biedt het digitaliseren van meer machines kansen op het vlak van preventief onderhoud. Het kan bijvoorbeeld handig zijn om automatisch een bericht te ontvangen in je onderhoudssysteem of op je smartphone als een bepaald onderdeel vervangen moet worden”, schuift Joris De Veirman als voorbeeld naar voren.

Hopper als digitaal doorgeefluik

Om Industrie 4.0 voor meer machines toegankelijk te maken, ging Bagaar op zoek naar een alternatief voor de robuuste IoT-netwerktoestellen, waar een stevig prijskaartje aan hangt. Er bestaan vandaag wel connectoren – minicomputers van het type Raspberry Pi – die veel goedkoper zijn, maar zij zijn dan weer niet duurzaam genoeg, niet gecertificeerd voor industriële omgevingen of ze kunnen niet communiceren met de gangbare industriële protocollen.

Het antwoord van Bagaar is Hopper. Hopper werd ontwikkeld om analoge machines in industriebedrijven kostenefficiënt te connecteren en te automatiseren. Het gaat om een kleine en solide module die gemakkelijk te installeren is en alle ‘legacy’ tellers van machines kan uitlezen. De module is ook ontwikkeld om de verschillende industriële protocollen, zoals Modbus, M-Bus, 4-20mA en Hart, te begrijpen. Vooral Modbus wordt vaak gebruikt als de taal waarmee de meeste PLC’s gegevens uitwisselen.
Joris De Veirman: “Vanuit Hopper worden de data draadloos naar een IoT-cloudplatform doorgestuurd en gecapteerd. Dat gebeurt via low-power communicatienetwerken zoals NB-IoT en LTE-M. In de cloud kunnen de data dan worden geanalyseerd. Van daaruit kunnen vervolgens nieuwe commando’s vertrekken naar industriële beheerssystemen zoals SCADA om de machine op de gepaste manier te laten reageren.”

Een troef van de nieuwe module is wel de prijs: voor minder dan 200 euro haal je al een Hopper-module in huis. Hopper is verkrijgbaar per stuk en kan ook via een pay-per usemodel (Hopper-as-a-service) worden aangeschaft. Bovenop de module levert Bagaar extra diensten omtrent de integratie van Hopper in een end-to-end-oplossing.
J. De Veirman: “Als bedrijven dat willen, kunnen we ze verder helpen met hun digitale transformatie. Daarvoor kunnen we ook rekenen op onze strategische partner Xylos.”

Eerste testen

Hopper is intussen al op verschillende plaatsen uitgetest. “Een daarvan situeert zich in de energiebranche”, illustreert Joris De Veirman. “In de productiecentrales worden energiestromen uiteraard tot op detailniveau gemeten. Tussen de centrale en de eindgebruiker is dat niet het geval. Mochten de elektriciteitscabines in de straat verbonden zijn met het internet of things, dan zouden energiebeheerders eerder in actie kunnen schieten bij defecten, wat het energieverlies kan indijken. Zo kan de klantendienst consumenten meteen ook laten weten dat er in hun straat aan een elektriciteitsprobleem wordt gewerkt. Dat kan een grotere klantentevredenheid in de hand werken.”

In een demo tijdens de introductie van Hopper werden aardlekken – die kunnen wijzen op defecten of optimaliseringsmogelijkheden – gesimuleerd. Daarop volgde elke keer automatisch een pushbericht naar een dummygebruiker. Op die manier komen de verliezen meteen in het vizier. Terwijl die oefening met klassieke connectoren een zeer dure aangelegenheid zou zijn, wordt ze met de Hopper wel haalbare kaart. Ook voor veel industriële bedrijven ziet Bagaar interessante mogelijkheden. Het bedrijf maakt zich dan ook sterk dat de komst van Hopper de groei van Industrie 4.0 kan versnellen.

De plaats van Hopper binnen edge computing

Hoewel de cloud heel zinvol is binnen IoT, bijvoorbeeld om analyses uit te voeren, zien we het in industriële omgevingen doorgaans in combinatie met edge computing. Dat betekent dat sommige processen lokaal – dus dichtbij de machines – plaatsvinden. Image recognition – om bijvoorbeeld corrosie te meten – is een typisch proces dat meestal lokaal plaatsgrijpt. Ook als pakweg de vibraties van een bepaald toestel worden gemeten, wil je liefst direct ageren als de waarden niet kloppen.

“Dat edge computing nog zo vaak wordt gebruikt, heeft alles te maken met het feit dat het langer duurt om via een remote cloud te werken”, vertelt Geert Baeke, chief technologist bij Bagaar-partner Xylos. “In sommige gevallen wil en kun je niet wachten op een antwoord vanuit de cloud. Bovendien zijn netwerken niet honderd procent betrouwbaar. Je kunt uiteraard alle data even lokaal bufferen om ze later naar de cloud te sturen, maar ook dat is niet wenselijk als het om zeer dringende zaken gaat. Het resultaat is dat een cloudplatform heel vaak gecombineerd wordt met edge computing, waarbij de eerste vooral de analyses van de gefilterde data op zich neemt, terwijl de tweede vooral de real-time acties opvangt.”

Binnen edge computing kun je verschillende devices met het oog op je connectiviteit gebruiken, afhankelijk van de noden (zie figuur 2). Hopper doet in dat kader perfect dienst als een betaalbare gateway voor een vlotte datatransfer. Verwacht je meer intelligentie van je device, dan gebruik je beter andere devices. High-end intelligent devices voor edge computing vind je bijvoorbeeld bij HPE. Uiteraard zal daar dan wel een hoger prijskaartje aan vastzitten.