Digitale automatisering en artificiële intelligentie in de productie

De maakindustrie staat onder druk: het toenemende tempo van technologische veranderingen, de minder optimistische vooruitzichten voor de wereldwijde economie, het politieke debat over handelsrelaties, de Brexit … Als maakbedrijven willen slagen, zullen ze niet meer gewoon de stroom kunnen volgen, maar moeten ze een actieve rol opnemen. Dat is ook wat Festo wil doen: voortrekker worden in digitalisering en artificiële intelligentie.

Aan de vooravond van een nieuw decennium kijkt Festo al tien jaar vooruit in de toekomst. Hoe zal digitalisering de industrie vormgeven in het jaar 2030 en hoe kan een producent van automatiseringstechnologie zijn klanten helpen om hun machines en fabrieken blijvend succesvol en competitief te ontwikkelen en uit te baten? Eraan beginnen kan niet makkelijker zijn. Festo beschikt over een waaier aan digitale oplossingen waar u reeds gebruik van kunt maken. “Smartenance, dashboards, Projects … we breiden voortdurend ons digitale aanbod uit om het machinebouwers, eindgebruikers en operatoren eenvoudig te maken om in een digitale wereld te stappen”, legt Dr. Michael Hoffmeister uit, Digital Business Executive bij Festo. Hoe vroeger machinebouwers en eindgebruikers opteren voor digitale producten, hoe groter de voordelen. Met de Handling Guide Online of andere productconfigurators bijvoorbeeld, kan men de marktintroductietijd met 70% inkorten voor geïntegreerde handlingsystemen.

Complexiteit beheersbaar maken

Met zijn slimme digitale oplossingen combineert automatiseringsexpert Festo zijn uitgebreide expertise in industriële toepassingen met de huidige ontwikkelingen in informatietechnologie. Dit wordt nog verder aangevuld en versterkt door de mogelijkheden die artificiële intelligentie aanreikt. Hierdoor kunnen we data rechtstreeks uit machines en industriële productiesystemen in gebruik halen door middel van sensoren. Deze data kunnen we dan in real-time evalueren en onze kennis over de onderlinge relaties en interacties in het productieproces verhogen. Dankzij digitalisering en AI, wordt de complexiteit van processen perfect beheersbaar. Dipl.-Ing. Dr. h.c. Oliver Jung, voorzitter van de raad van bestuur van Festo: “We focussen op het transfereren van onze kerncompetenties in fabrieksautomatisering naar de AI-ondersteunde, gedigitaliseerde productie van morgen. Vandaag analyseren algoritmes de data van machines en geven ze een voorspelling van stilstand of helpen ze verhinderen dat er een plaatsvindt. Morgen zullen algoritmes productstromen monitoren, controleren, navigeren, superviseren en reguleren in een complex netwerk. Ze zullen mensen ondersteunen in het maken van de juiste beslissingen.”

Smartenance is het softwareprogramma van Festo dat dienst doet als een digitale onderhoudsmanager om de productie en operatoren te ondersteunen.

Van mechanische naar slimme producten

Met de Festo Motion Terminal VTEM heeft Festo reeds het pad geplaveid naar gedigitaliseerde pneumatica. De functies van het ventieleiland kunnen via een app gestuurd worden, zodat verschillende taken met dezelfde hardware worden uitgevoerd. Hierdoor stijgt de potentiële graad van automatisering aanzienlijk. Een ander voorbeeld is Smartenance, het softwareprogramma van Festo dat dienst doet als een digitale onderhoudsmanager om de productie en operatoren te ondersteunen. Deze app stelt eindgebruikers in staat om onderhoud in te plannen, te monitoren en te evalueren. Maar het is eveneens een handige tool voor machinebouwers. Zij kunnen onderhoudstaken voor elke fabriek transformeren in digitale oplossingen die klanten toegevoegde waarde bieden. Instructies en documentatie van foute patronen kan versterkt worden met beelden, video’s en PDF’s.

Pneumatische robot ontmoet artificiële intelligentie

Een ander voorbeeld van hoe Festo digitalisering en AI verweeft in zijn producten is de
BionicSoftHand. Het gaat om een pneumatisch bediende grijper die veel gemeen heeft met een menselijke hand. Zijn vingers bestaan uit flexibele balgstructuren met luchtkamers, omgeven door speciaal 3D textiel dat bestaat uit elastische en hogesterktedraden. Dankzij dit textiel is het mogelijk om exact te bepalen waar de structuur uitzet en kracht genereert en waar net niet. Dit zorgt voor een lichtgewicht, flexibele, adaptieve en gevoelige grijper die niettemin hoge krachten kan uitoefenen. Om bewegingen aan te leren maakt de BionicSoftHand gebruik van de methode van versterkt leren. In plaats van een bepaalde actie na te bootsen, krijgt de hand een doel mee. Op basis van trial and error bereikt hij dat doel. En met de ontvangen feedback gaat hij aan de slag om zijn acties te optimaliseren tot zijn taak volledig succesvol is afgerond. Dat gebeurt in een virtuele omgeving met behulp van een digital twin en algoritmes voor artificiële intelligentie.   

Toegevoegde waarde dankzij additive manufacturing

Additive manufacturing technieken zullen in het oog van de vierde industriële revolutie staan. Ze laten immers toe om lichtere, complexere ontwerpen te realiseren die anders niet mogelijk zouden zijn. Bovendien verkorten ze de doorlooptijden, verminderen ze verspilling van materialen en maken ze een efficiënter voorraadbeheer mogelijk. 3D-printers zijn intussen de hype voorbij en worden ook al ingezet in serieproductie, zeker op vlak van kunststoffen. Een van de belangrijke producenten van 3D-printers is HP, dat in zijn Europese hoofdkwartier in Barcelona klanten kan wegwijs maken in de technologie. Fabio Annunziata, hoofd Strategic Alliances, 3D Printing & Digital Manufacturing bij HP Inc.: “Wat de grote doorbraak van 3D-printen nog in de weg staat, zijn de materialen, de automatisering van het volledige proces en de mindset van ontwerpers. Wij zullen als HP de komende maanden en jaren de focus leggen op automatisering om de post-processing, waar nu nog veel manuele handelingen bij te pas komt, te optimaliseren. We kijken er naar uit om hierin samen te werken met Festo en de transformatie naar een slimme digitale fabriek te faciliteren.” De betrouwbare producten van Festo voor het beheer van debieten en druk zijn kritische componenten voor een stabiel additief productieproces. De mogelijkheid om de oplossingen ook te netwerken doorheen de volledige hiërarchie van mechanica tot de cloud, zal HP in staat stellen om flexibele en geautomatiseerde 3D-printers te ontwikkelen die superieure productiviteit en onberispelijke kwaliteit afleveren.

Artificiële intelligentie rechtstreeks naar de machine

Dat industriële toepassingen van artificiële intelligentie tot nog toe weinig overtuigden, heeft alles te maken met de latentieperiodes en de hoge hoeveelheden data die naar de cloud moesten. AI zal pas indrukwekkend worden wanneer we het rechtstreeks naar de machine brengen en de data daar, bij de bron, interpreteren in real-time. Dat is net wat AI specialist Resolto doet met zijn Scraitec platform. Het bedrijf maakt sinds 2018 deel uit van de Festo Group. “Het Scraitec platform trekt continu lessen uit de eigenlijke productie. De kennis van ingenieurs en van de technische experten van klanten, wordt zo geïntegreerd. Wij noemen dat het ‘human-in-the-loop’ principe”, legt Tanja Maaß uit, managing director van Resolto. “De machine learning en AI producten interpreteren de informatie predictief zodat ze autonoom de parameters in fabrieken kunnen optimaliseren en concrete instructies zenden voor bepaalde acties naar ‘hun’ mensen. Productielijnen en machines transformeren zo in digitale tools voor nieuwe businessmodellen voor machinebouwers en eindgebruikers. Nieuwe serviceconcepten die toegevoegde waarde bieden dankzij de geautomatiseerde en tijdige coördinatie van de in-huis onderhoudsteams. Het platform verbetert ook alle parameters om aan vooropgestelde eisen te voldoen en verhoogt de productiviteit.”