14-07-2020
8 min. leestijd
Patrick Smits

Hoe Slimme Machines de Innovatie van Machinebouwers bevorderen

De machinebouwsector bevindt zich middenin de vierde industriële revolutie, die draait om het creëren van toegevoegde waarde met slimme machines. Het idee hierachter is dat ‘connected machines’ efficiënter en productiever draaien, minder energie en minder grondstoffen nodig hebben, er flexibeler van productie gewisseld kan worden en productie goedkoper en beter beschikbaar worden, waardoor ze wereldwijd voor meer mensen binnen handbereik zijn.

Om dit mogelijk te maken dienen techniek, kennis en data bijeen gebracht te worden om een optimale productie met zo min mogelijk downtime te creëren. Door productieketens op elkaar af te stemmen met IoT kunnen fabrieken bovendien beter anticiperen op de toelever- en opnamecapaciteit van toeleveranciers en klanten. Machinedata speelt daarbij een sleutelrol.

Door machinedata centraal beschikbaar te maken en slimmere machines te bouwen die minder onderhoud vergen, kunnen ook minder nieuwe businessmodellen opgezet worden om in de toekomst competitief te blijven. Voor de machinebouwer betekent dit dat er op de korte en lange termijn diverse uitdagingen zijn. Door hier nu mee aan de slag te gaan, maakt hij zichzelf futureproof.

Techniek, Kennis en Machine data = Toegevoegde waarde Techniek, Kennis en Machine data = Toegevoegde waarde

Wat zijn ‘smart machines’?

Smart machines werken zo autonoom mogelijk. Die autonomie betekent ook dat dat er minder mensen direct in de buurt zijn, waardoor ze veiliger en efficiënter opereren, dan wanneer er continu mensen bij het werk betrokken zouden zijn. Slimme machines zijn bovendien in staat om zichzelf te analyseren en diagnosticeren, waardoor hij problemen zelf kan oplossen of dusdanige inzichten biedt dat engineers de problemen sneller kunnen oplossen.

Van de machinebouwer wordt (uiteindelijk) verwacht dat hij machines aanbiedt die zelflerend zijn, en op basis van de productiegeschiedenis zelf proactief maatregelen neemt of een alarm afgeeft om uitval of storingen in de toekomst te voorkomen. In dit verband is hét buzzword in de industrie al enkele jaren 'predictive maintenance'. Maar dat hoeft echt niet superspannend te zijn met kunstmatige intelligentie of machine learning. Als machinebouwer zou je bijvoorbeeld ook kunnen focussen op die onderdelen die 80 procent van de machineuitval veroorzaken. Anticipeer daarop en stel je monitoring en alarmeringen specifiek daarop af.

We staan aan de vooravond van deze transitie die de machinebouwer doormaakt waarbij zij al hun kennis en kunde niet enkel gebruiken bij de ontwikkeling en bouw van een ‘smart machine’ of installatie, maar waar deze kennis en kunde gedurende de hele levensduur van een machine van grote waarde is. De ontwikkeling van het IoT hangt nauw samen met het succes van deze verandering.

Machine levenscyclus Machine levenscyclus

Het belang van industriële IoT-connectiviteit

Industrial IoT biedt de mogelijkheid om afstanden tussen machines en kennis kleiner te maken. Afstanden die tot vandaag te groot waren om de kennis van de machinebouwer te benutten bij de dagelijkse operatie van een machine aan de andere kant van de wereld

Door inzet van IIoT oplossingen kunnen machinebouwers zich focussen op hun kernactiviteiten namelijk hun eigen IoT-transitie. Hierbij dient er nagedacht te worden, samen met hun klanten, hoe de data van hun machines samen met hun enorme proceskennis tot inzichten en adviezen kan zorgen. Het doel is dat de machines gedurende hun gehele levensduur in hun kracht staan, continue verbeterd worden en stagnatie in een vroeg stadium voorkomen wordt.

In de eerste fase gaat om het sneller te kunnen troubleshooten door op afstand toegang te krijgen tot een machine. In de tweede fase om het verzamelen van data van machines.

Om te beginnen zul je machines online moeten krijgen. Daarom start het hele proces met het inbouwen van industriële IoT connectiviteit in iedere machine. Vervolgens moeten de machines aan het internet gekoppeld worden en toegankelijk gemaakt worden in een eenvoudig en gebruiksvriendelijke cloudomgeving, zodat de machines en data overal veilig toegankelijk zijn voor het leveren van hoogwaardige service en waardevolle inzichten. Hierbij is het de uitdaging om vooraf te bedenken wat er op de korte maar ook middellange termijn nodig is om de geschiktste industriële IoT-oplossing te selecteren. Je wilt geen onnodige kosten maken door na een jaar alweer nieuwe hardware of software te moeten installeren als de machine reeds op locatie is.

De essentie van IIoT De essentie van IIoT

Toepassingen van IIoT voor slimmere machines

Slimme machines worden nu al duidelijk intelligenter. Naast de ondersteuning die het biedt aan mensen, zoals de automatisering van repetitieve taken met robots, worden machines al meer zelflerend. Het start met de standaardisatie van een remote service oplossing, maar de trend gaat richting steeds zelfstandigere besluitvorming met sterk gestructureerde data en context

We zien dit proces en de behoefte aan machinedata sterk toenemen bij diverse van onze machinebouwklanten. Zo zetten ze IoT in om de efficiëntie van de machineproductiviteit en -installaties op afstand te meten en monitoren – en met succes. Denk aan het meten van het aantal gebroken eieren als KPI, of het extern monitoren van pompen, luchtinstallaties en doseerinstallaties. Hierbij wordt proactief gealarmeerd wanneer de normale waarden bepaalde drempelwaardes overschrijden. Een ander mooi voorbeeld is het verzamelen van data uit 70 sensoren bij een zwembad. Deze data wordt verzameld om een model te ontwikkelen dat voorspelt welke factoren (zoals weer, luchtdoorstroming of luchtvochtigheid) van invloed zijn op het energiegebruik van het gebouw.

De brug tussen het IoT en smart machines wordt gevormd door big data, grote hoeveelheden data die gegenereerd worden door communicerende machines en sensoren. Om die data in realtime te verwerken worden Industriële IoT gateways (of edge gateways) ingezet.

Bouw slimmere machines met industriële IoT-connectiviteit Bouw slimmere machines met industriële IoT-connectiviteit

Slimme machines maken met behulp van IIoT-gateways

IIoT gateways draaien lokaal bij de machine (of in het netwerk) en monitoren de parameters die de PLC, robot of sensoren genereert. Dit type gateways is voorzien van edge functionaliteit. Hierbij wordt data op de gateway al geconverteerd en gefilterd, waardoor alleen de relevante gegevens, zoals gewijzigde kengetallen of minima, maxima of gemiddelde waardes over een bepaalde periode doorgegeven worden. Zo hoeven er minder data te worden verstuurd en worden de centrale opslag services dus ontlast.

Maar IoT gateways zijn niet meer dan een middel om data te verzamelen. Data wordt pas waardevol als je deze weet om te zitten in informatie, alarmmeldingen of nieuwe inzichten. Door data in een centrale cloud omgeving zichtbaar te maken, kan deze worden gemonitord en geanalyseerd. De uitdaging ligt hierbij vooral in welke data je moet gaan verzamelen. Ga hierbij gewoon starten met verzamelen van data op basis van eigen inzicht. Het is software dus aanpassen is achteraf eenvoudig.

IXrouter: IIoT-gatways IXrouter: IIoT-gatways

Start met data-acquisitie om inzichten te verwerven en de machineproductie te stroomlijnen

Onze ervaring leert dat data-acquisitie een continue proces is, waarbij het belangrijkste is dat je er gewoon mee start. Start met het vastleggen (het loggen) van parameters die zorgen voor direct inzicht in machinestatus of -storingen, zoals storingscodes, het aantal draaiuren, rotaties, vibraties of de temperatuur. Kennis van engineers is hierin van cruciaal belang, omdat die weten welke data nodig is om analyses te kunnen maken die tot de gewenste inzichten leiden.

In de tweede fase gaat om het interpreteren en analyseren van de data en deze te combineren met kennis over de machine. De verzamelde output, gepaard met de proceskennis, zorgt voor inzichten waarop bijgestuurd kan worden, én nog beter proactief kan worden gehandeld. Direct kunnen ingrijpen bij storingen is een must in vele situaties.

Het toegankelijk maken en het delen van deze informatie met servicemonteurs, system integrators of klanten leidt tot conclusies en adviezen voor de gebruikers dichtbij de machine of inzichten die een volgende machine reeks kunnen optimaliseren. De IoT-oplossing dient hierin te faciliteiten om data eenvoudig zichtbaar te kunnen maken voor de verschillende gebruikersrollen. Een eis aan een goed platform is dan ook dat er gebruikersrollen gedefinieerd kunnen worden, zodat je voor ieder van die rollen de noodzakelijke web-gebaseerde overzichten kunt bouwen, die overal ter wereld op elk moment kunnen worden geraadpleegd.

Voorbeelden van machine data parameters Voorbeelden van machine data parameters

Gebruik dashboards en de API’s om datastromen te verbinden

Dashboards visualiseren machinedata voor het live monitoren van de productievoortgang of het maken van vergelijkingen met data uit het verleden. Het samenstellen is tegenwoordig in de meeste IoT oplossingen snel en eenvoudig te realiseren.

Een stap verder is integratie van machinedata met andere systemen (ERP, MES, BI) of het toepassen van technieken zoals machine learning (ML) en artificial intelligence (AI). Om slimme analyses te maken, dienen datastromen ergens samen te komen en als geheel verwerkt te worden. De data dient dus beschikbaar te worden gesteld vanuit een centrale cloudopslag. Open cloud-oplossingen beiden dan ook API’s, connectors of widgets om data uit externe systeem te halen en te integreren en presenteren in externe tools of platforms. De gecombineerde data biedt hierdoor alles wat nodig is om productiefaciliteiten te optimaliseren en alles uit machinedata te halen.

De hele transitie is een langdurig traject, waarbij je niet over één dag ijs moet gaan. IXON doet de belofte om mee te gaan in deze transitie en de machinebouwer op elk moment in het proces te ondersteunen.

IIoT Groeimodel IIoT Groeimodel

IXON Cloud, hét IIoT platform voor machinebouwers

IXON Cloud is het meest complete Industrial IoT-platform voor machinebouwers en heeft machinebouwers bijzonder veel te bieden. Zo

  • Richt je met enkele klikken een eigen IoT-portal in je eigen huisstijl in;
  • Verbind je snel en veilig met machines via plug & play VPN-gateways;
  • Bedien je robots en HMI's van achter je bureau;
  • Benader je webservers van PLC's en randapparatuur alsof je naast de machine staat;
  • Verzamel je machinedata en bouw je dashboards voor het creëren van inzichten;
  • Stel je alerts in op je mobiele telefoon;
  • Analyseer en troubleshoot je machinefouten;
  • Programmeer je PLC's en andere apparaten

En dat allemaal eenvoudig op afstand via een veilige VPN-verbinding, zonder dat je de productiefaciliteit in gevaar brengt – en dat je over een berg technische know-how moet beschikken. Afhankelijk van het type gateway kan de verbinding van de machine via het bedrijfsnetwerk lopen (via ethernet of wifi) of via het gsm-netwerk.

Dat maakt IXON Cloud veelzijdig en eenvoudig in gebruik. Inmiddels maken duizenden machinebouwers wereldwijd gebruik van IXON Cloud en ervaren zij het gebruiksgemak en de flexibiliteit.

IXON Cloud: complete industriële IoT oplossing IXON Cloud: complete industriële IoT oplossing

Samenwerking is de sleutel tot succes.

Behalve veilige toegang tot machines staat samenwerking centraal. IXON Cloud is hét portaal waar de machinebouwer zijn kennis kan profileren gedurende de gehele levensduur van de machine. Dit doe je vanuit je eigen schaalbare IoT-portal waar al je machines, data en klanten samenkomen. 

Hoe we machinebouwers ondersteunen in de digitale transitie:

  • Vandaag: Verkrijg extern toegang over je install base – met de IXrouter of IXagent – en verminder kosten voor remote service met VPN-toegang en externe controle via het web, vnc of websockets over PLC, HMI’s en robots.
  • Morgen: Help eindklanten de werking van de machines en systemen te optimaliseren met inzichten uit je machinedata. Log machinedata met een paar simpele handelingen en stel eenvoudig dashboards samen. Deel deze direct en maak ze toegankelijk in je eigen portaal.
  • In de toekomst: Maak voorspellende datamodellen en creëer nieuwe businessmodellen, afgeleid uit de gegevens die over een langere periode zijn vastgelegd. Integreer met externe software platforms via de API, webhooks of custom widgets.

Wil je meer weten wat IXON voor jouw organisatie kan betekenen? Vraag dan een vrijblijvende demo aan met een van onze IoT-specialisten.

[[Plan een demo]]