Bouwen aan de toekomst met Smart Industry

Terwijl tijdens de derde industriële revolutie de nadruk op schaalgrootte lag en outsourcing naar Azië schering en inslag was, kenmerkt de vierde industriële revolutie zich door regionale ecosystemen van toeleveranciers, die doordrongen zijn van verregaande digitalisering. Die digitalisering trekt zich door van het ontwerp van producten tot de eigenlijke productie, moet kunnen omgaan met steeds kleinere series en constant wijzigende uitvoeringen. 
 
Volgens prof. dr. Sol zal de vijfde industriële revolutie steeds strengere eisen met zich meebrengen wat betreft het gebruik van materialen en energie, wat zich zal vertalen in hogere kosten voor CO2-vervuiling. Als antwoord daarop zullen steeds meer ‘servitization’-modellen opduiken, waarbij de producent eigenaar van het product blijft en daardoor de controle erover behoudt.  
 
Wat dat alles in de komende jaren voor de ontwikkeling van de maakindustrie betekent, wordt geschetst in de whitepaper 2020 van de Nederlandse organisatie Smart Industry, dat bedrijven stimuleert om slimme technologie toe te passen. In die whitepaper komen zowel de opportuniteiten als de valkuilen aan bod. 

De kracht van korte ketens

Dat globale supply chains een aantal zwakke punten hebben, maakt de coronacrisis pijnlijk duidelijk. Het virus heeft aangetoond welke enorme gevolgen een opslingereffect van versnellingen en vertragingen in de keten heeft. Zo kan een grote vertraging in de verkoop van een OEM (original equipment manufacturer) leiden tot een schokgolf veel dieper in de keten. Het spreekt voor zich dat lange ketens met veel schakels een groter risico lopen dan korte ketens die op een transparante en collaboratieve manier worden beheerd.  
Prof. dr. Sol: “Een mogelijke oplossing om de keten te verkorten is (een gedeeltelijke) reshoring, in combinatie met flexibele fabrieken die snel kunnen opschalen en omschakelen. Dat betekent niet dat ieder land zijn eigen fabriek moet hebben, wel dat we meer moeten denken in termen van continenten of regio’s. Die aanpak biedt eveneens een antwoord op de handelsbarrières die steeds vaker opduiken. Ook het steeds strengere klimaatbeleid – denken we maar aan de Europese Green Deal – kan een stimulans zijn om meer regionaal te produceren. Die trend naar reshoring was weliswaar al aan de gang, maar de coronacrisis heeft die nog versterkt.” 
 
Volgens prof. dr. Sol is ook de introductie van meer Europese productiesoevereiniteit zinvol. Zo kunnen we – in geval van nood, een crisis of handelsconflicten – sneller beslissingen nemen. Dat laat bovendien toe om vlotter te schakelen bij een plotse stijging van de vraag of regiospecifieke noden.

Weg van single sourcing

Verder verwacht prof. dr. Sol dat bedrijven steeds vaker zullen afstappen van ‘single sourcing’. “De coronacrisis heeft benadrukt hoe rampzalig het is wanneer een leverancier bepaalde onderdelen niet kan leveren of failliet gaat. Een model waarbij de ene leverancier zeventig procent van een product levert en een andere dertig procent is in dat opzicht veel interessanter. Komt een van de leveranciers in de problemen, dan kan de andere het roer overnemen. Nog beter is een 60/20/20-model, met twee ‘second sources’. Fabrikanten weten uiteraard al langer dan vandaag dat het beter is om dat risico te spreiden, maar tot nu toe schoven ze die beslissing vaak voor zich uit. De coronacrisis heeft bedrijven nog eens met de neus op de feiten gedrukt. ” 
 
Meer partijen in het inkoopproces brengt weliswaar een lastiger inkoop- en planningsproces met zich mee. Hier komt opnieuw het belang van een doorgedreven digitalisering naar voren.  
Prof. dr. Sol: “Het efficiënt kunnen delen van data is hier cruciaal. Als alle toeleveranciers via eenzelfde digitaal netwerk verbonden zijn en dezelfde standaarden gebruiken, komt dat de samenwerking tussen de partijen onderling ten goede. Maar toegegeven, zo’n digitaal netwerk opzetten kan heel complex zijn. In de keten heb je vaak diverse lagen van leveranciers (tier 1, 2 of 3). Per laag kunnen dat second of third source-suppliers zijn. Bovendien bestaat elk product uit een BOM (bill of materials), waarbij elk element zijn eigen waardeketen heeft. Binnen zo’n complex netwerk beschikken we idealiter over een dynamisch systeem, waarbij je in real time relevante informatie van alle spelers kunt updaten en eenvoudig de planning aan de omstandigheden kunt aanpassen. Omdat bedrijven niet staan te springen om competitieve data te delen, moeten ze vooraf bepalen welke informatie ze willen delen en welke niet. Dat is op zich al een uitdaging. Toch mogen we de competitieve waarde van bepaalde data niet overschatten. Vaak is het waardevoller om ze te delen dan om ze angstvallig voor zich te houden.” 
 
Voor de leveranciers binnen het netwerk biedt die evolutie naar het delen van data trouwens kansen. Door klanten via een digitale koppeling een beter inzicht en betrouwbare informatie over hun eigen status te verschaffen, worden ze meteen een stuk aantrekkelijker in het regionale netwerk. Zo kunnen ze hun klanten overtuigen om een groter deel van de koek te krijgen.  

Enkelstuks voor de prijs van massaproductie

Digitale technologieën kunnen ook helpen om op een efficiënte manier steeds kortere productieseries te fabriceren. Hierbij denken we aan de inzet van cobots, flexibele productiemethoden en een vlotte digitale data-uitwisseling. 
Prof. dr. Sol: “Vandaag is het al mogelijk om binnen de cyclustijd van het ene naar het andere product om te schakelen. Dat betekent dat je enkele stuks (lotsize one) kunt produceren tegen de prijs van massaproductie. Wel vraagt dat om een verregaande robotisering, fabrieksautomatisering en equipmentcommunicatie.” 
 
Een aantal evoluties maken de adoptie van nieuwe technologieën nog interessanter. “Dan denk ik bijvoorbeeld aan de opkomst van open source-systemen en standaarden zoals de OPC-UA voor een optimale communicatie tussen equipment. Zo kun je als producent ook vendor lock-ins vermijden”, illustreert prof. dr. Sol. “In sommige gevallen kan 3D additive manufacturing helpen om enkele stuks te produceren. Bovendien past die technologie perfect in het korteketenverhaal.”  
 
Om tegemoet te komen aan de stijgende eisen van klanten, worden het ook noodzakelijk zoveel mogelijk (near-) zero’s in je ambitielijstje af te vinken: zero defect, zero delay, zero programming, enzovoort. “Niet dat je op al die vlakken meteen het onderste uit de kan moet halen, maar het is wel verstandig om op zijn minst na te denken hoe je richting een (near) zerosituatie kunt evolueren. Met het oog op het (near) zero programmeren van CNC/robots en AGV’s  is het bijvoorbeeld handig een 3D-ontwerp van producten en een digital twinmodel van je fabriek en equipment te introduceren”, aldus prof. dr. Sol.  
 
Ook product- en productiedata vlot kunnen uitwisselen wordt een must om foutlozer met partners in de keten te kunnen samenwerken. In dat kader werd de Industrial Data Space (IDS) – dat sinds kort International Data Spaces heet – ontwikkeld als Europees datadeelnetwerk voor de maakindustrie.  
Prof. dr. Sol: “Dat platform laat toe over de bedrijfsgrenzen heen data in het productienetwerk uit te wisselen. Belangrijk is wel dat de soevereiniteit van de Europese deelnemers behouden blijft en dat je niet je lot in handen van een grote Amerikaanse speler legt. Aansluitend hebben Frankrijk en Duitsland onder de werknaam Gaia-X een initiatief gelanceerd waarbij data in diverse cloudomgevingen onderling uitgewisseld kunnen worden via de IDS-standaard. Het is de bedoeling dat initiatief over heel Europa uit te rollen.”

De weg naar servitization

De coronacrisis heeft voor een aantal productiebedrijven al de weg naar een servitization-model geëffend. Ondernemingen die tijdelijk weinig systemen verkopen, kunnen besluiten vaker bestaande systemen bij klanten te onderhouden. Of ze installeren tijdelijke huursystemen bij nieuwe klanten om die vervolgens vanop afstand te beheren. Zo maken ze kennis met de voordelen die een servitization-model biedt. Technologische ontwikkelingen die bij die servitization van pas komen zijn ‘augmented reality’ en ‘virtual reality’. Daarmee kunnen onderhoud en dienstverlening gemakkelijker ‘remote’ gebeuren. Dat bespaart reistijd en verhoogt de productiviteit. 
 
Prof. dr. Sol wijst er op dat servitization-modellen steeds relevanter zullen worden: “Een grote uitdaging voor Industrie 5.0 zal erin bestaan de uitdagingen binnen een CO2-neutrale economie aan te gaan. Zo streeft de EU er in het klimaatakkoord van Parijs naar om tegen 2050 CO2-neutraal te zijn. Verder overwegen diverse landen extra CO2-reductiemaatregelen op nationaal niveau. Dat maakt dat vroeg of laat de CO2-kosten in producten zullen worden meegerekend. Zeker voor energie-intensieve bedrijven zal dat een enorme uitdagingen vormen. Tegelijk creëert die evolutie mogelijkheden voor technologieleveranciers en nieuwe markten. Denken we maar een hightech procesinstallatie, duurzame energieopwekking, circulaire materialen en dus ook servitization-modellen”, legt hij uit. “De basisidee is dat alle CO2-kosten cumulatief terugkomen in eindproducten. Omdat lineaire producten extra worden belast, wordt het voor de OEM aantrekkelijker om een aanbieder van services te worden. Als de gebruiker de hardware in bruikleen krijgt, blijven de materialen – met de gecumuleerde CO2-belastingen – eigendom van de servitization-aanbieder. Die kan dan de materialen hergebruiken met het oog op een lager kostenniveau. Het CO2-beleid zal ervoor zorgen dat op termijn een circulair product goedkoper zal worden dan een lineair product.” 
 
Een logisch gevolg van de trend naar servitization is dat producten een langere levensduur zullen krijgen en eenvoudig gedemonteerd zullen kunnen worden. In het netwerk van de aanbieder zullen partijen nodig zijn die het product uit elkaar halen, om het materiaal vervolgens zo goed mogelijk te hergebruiken. Die rol kunnen toeleveranciers opnemen. En ook in deze context zullen digitalisering, flexibele fabrieken en een digitale twin, van elk individueel product en ieder onderdeel, hun waarde bewijzen. 
 
Let wel, een volledige transformatie van een OEM naar een servitization-onderneming is een grote stap. “We spreken hier over de verandering van het businessmodel, die impact heeft op alle bedrijfsfuncties. Dat gaat dus nog een stuk verder dan data tijdens de productlevenscyclus optimaal gebruiken. Het kan jaren kosten om een volwaardig servitization-model op te zetten.”

Levenslang leren

Verder wordt in een steeds digitaler productiekader levenslang leren een sine qua non. Volgens prof. dr. Sol is dat ongetwijfeld een van de belangrijkste uitdagingen voor de toekomst. 
Prof. dr. Sol: “Kortere ketens brengen opnieuw meer werk onze kant op. Op zich is dat goed nieuws, ware het niet dat het met onze verouderende bevolking niet evident wordt om extra werk op te vangen. Er is ook een zeer beperkte instroom van jonge arbeidskrachten. Ook daarom moeten we meer inzetten op automatisering en robotisering. Maar omdat niet alle werk geautomatiseerd kan worden, zullen menselijke krachten broodnodig blijven.” 
 
Wat wel verandert, is de inhoud van de jobs. Enerzijds moet er meer worden samengewerkt met machines en robots, anderzijds hebben we mensen nodig die hun schouders zetten onder de digitale innovatie.  
Prof. dr. Sol: “Medewerkers moeten hun (digitale) kennis blijven bijspijkeren. Dat geldt ook voor medewerkers die op school nooit digitale kennis hebben opgedaan. Omdat er weinig nieuwe mensen instromen, zul je het ook vaak met je bestaande personeelsbestand moeten doen. Gelukkig ken je die medewerkers doorgaans door en door en heb je een goed zicht op hun mogelijkheden. Je moet medewerkers niet alleen met de technologie leren werken, maar ook duidelijk maken wat hun relatie tot die systemen is. Ze moeten weten welke taken ze aan het systeem kunnen overlaten en waar hun eigen expertise van belang is.” 

Die kennis opdoen kan op de formele manier – via fysieke of online cursussen – maar ook op een niet-formele manier. Bijvoorbeeld door online oplossingen te zoeken via online zoekopdrachten en het bekijken van instructies op YouTube. Zeker hoogopgeleide medewerkers zouden eigenlijk zelf de reflex moeten hebben om zichzelf continu bij te scholen. 
Prof. dr. Sol: “Sinds de coronacrisis zijn ook steeds meer nieuwe vormen van afstandsleren in opmars. Denken we maar aan virtuele lastrainingen met behulp van computersimulaties. Je hoeft medewerkers dus ook geen dagen van de werkvloer af te houden. Meerdere korte trainingsmomenten zijn vaak veel effectiever.” 

Werk aan de digitale winkel

Samengevat is de toekomst volgens prof. dr. Sol dus aan de hightech- en circulaire maakeconomie. In de ideale maakwereld zijn flexibele ketens verbonden met een netwerk van slimme fabrieken in regionale ecosystemen, waarin heel nauw wordt samengewerkt. Met slimme datatechnologie kunnen we betrouwbare – en vrijwel autonome – digitale ketens op een transparante manier simuleren. Zo winnen productiebedrijven niet alleen aan efficiëntie, ze worden ook minder kwetsbaar als nieuwe rampspoed hen overvalt. 
 
“Maar laat ons duidelijk zijn: nog maar heel weinig productiebedrijven beschikken al over voldoende maturiteit op dat vlak. De meeste productiebedrijven staan nog maar aan het prille begin van die evolutie”, weet prof. dr. Sol. “Voor hen komt het er nu op aan zo snel mogelijk de grootste opportuniteiten op het vlak van digitalisering te ontdekken. Besef wel dat de introductie van nieuwe technologieën en IT-implementaties niet altijd van een leien dakje gaat. Sommige technologieën zoals artificiële intelligentie (AI) zijn ook nog voor verbetering vatbaar. Het is dan ook essentieel een realistisch beeld te krijgen van wat we op dit moment van de technologie kunnen verwachten vooraleer we ermee van wal steken.” 
 
Verder raadt prof. dr. Sol aan af en toe ook bij andere bedrijven te kijken hoe zij de zaken aanpakken. Regio’s waar ondernemers geregeld informatie uitwisselen blijken trouwens beter te presteren dan andere. “Je kunt ook de koppen bij elkaar steken binnen eenzelfde sector”, voegt hij eraan toe. “Zo stimuleren wij met het Fieldlab ‘The Smart Connected Supplier Network’ (SCSN) – een initiatief van de topsector HTSM (High Tech Systems and Materials), Brainport Industries, softwareleveranciers en TNO – Nederlandse hightechleveranciers om ideeën met elkaar uit te wisselen. Een belangrijke ergernis bij hen is dat hun klanten elk hun specifieke interface willen, waar heel wat kopzorgen en kosten bij komen kijken. Daar hebben we nu de IDS naar voren geschoven om meer standaardisatie op dat vlak te creëren. Het spreekt voor zich dat je zulke zaken alleen maar kunt doorduwen als je daar met een grotere groep achter staat.”

Stapsgewijs naar Smart Industry

Toegegeven, het is niet eenvoudig aan de digitale fabriek te timmeren in een periode waarin het coronavirus nog een hele poos voor pieken en dalen zal zorgen, waarbij bepaalde regio’s tijdelijk minder productief zullen worden. Volgens kenners kan deze ‘hammer & dance’ periode nog een jaar of zelfs langer aanhouden. Sommige industrieën zullen ook sneller herstellen dan andere. “Maar de geschiedenis leert dat er na een crisis van deze omvang weer een periode van groei aankomt”, voorspelt prof. dr. Sol. “De terugkeer van het delen van de productie zal daar bijvoorbeeld toe bijdragen. Het is dan ook raadzaam om ons als maakbedrijf voor te bereiden voor wanneer dat moment aanbreekt.” 
 
Prof. dr. Sol adviseert om in eerste instantie te investeren in het leervermogen en de vaardigheden van medewerkers, wat verdere automatisering en robotisering binnen de fabriek soepeler zal laten verlopen. “Zorg er in elk geval voor dat je eerst hebt bepaald waar je naartoe wil en – heel belangrijk – start er dan gewoon mee. Begin met bescheiden implementaties – waarvan je zeker weet dat je ze terug kunt verdienen – en schaal gaandeweg op. Start zeker ook met de digitalisering van je up- en downstream netwerk. Spreek bijvoorbeeld de ambitie uit om in een half jaar tijd alle realtime data van het productie-equipment aan je ERP te koppelen. Zorg er ook voor dat je het in de vingers krijgt om kosteneffectief kleinere series te produceren. Op die manier kun je stap voor stap Smart Industry in je eigen organisatie inbedden.” 
TC