Hans Wortmann

Faculteit Economie & Bedrijfskunde -

Rijksuniversiteit Groningen

Arnhem, 26 januari 2017

HAN LEAN Event 2017

Lean, Duurzaam en Smart:op weg naar de fabriek van toekomst

In vogelvlucht

› Verleden

1. Stoommachine

2. Electrische energie

3. Mechanisering van het werk met kleine series (LEAN)

› Heden

1. Integratie transactionele systemen (ERP)

2. Decentrale intelligentie in machines

3. CAD/CAM/CAE – ontkoppeld van rest van levenscyclus

› Toekomst

• Intermezzo: waarom gaat innovatie sneller dan ooit?

• Voorspelling

• De toekomst komt sneller dan U denkt

Verleden – heden -toekomst

27-1-2017 | 3

Verleden (1)

Stoommachine als oervorm van de fabriek

• Centralisatie van werk door (stoom)energie

• Specialisatie van arbeid

• => fabrieken met grote schaal en heterogene productie

27-1-20174

Verleden (2)

› Electrische energie

• Daarna kwamen massafabricage en procesindustrie

Focussed factories, mechanisering

27-1-20175

Verleden (3)

› Mass customization en fijnchemie

• Toenemende product variëteit en innovatie

• Mogelijk door PLCs en procescomputers

• Opkomst van MES (manufacturing execution systems)

• Eerste aandacht voor verspilling (waste)

› Diversiteit in producten en processen vraagt om betere transactionele systemen als basis van productie bedrijven

• Integratie in ERP (enterprise resources planning)

› Streven om klant-specifieke productie even productief te maken als massa productie: LEAN

• Integratie CAD/CAM

27-1-20176

27-1-2017 | 7

Heden

Ontwikkelingen nu

Maatschappij:

› Duurzaamheid en circular economy

Industrie:

› LEAN thinking zet door op veel vlakken

Technologie ondersteunt deze ontwikkelingen:

› Sensor technologie

› Communicatie technologie

› Big data and analytics

› Kunstmatige intelligentie

› De eerste schreden naar integratie….

Sensor technologie - nu (1)

› Al heel lang zijn machines voorzien van computers

• Proces computers in de procesindustrie

• PLCs en PCs in bewerkingsmachines

• In LEAN bij principes als

• Poka Yoke en Self-Stop Automation

• Sensoren en embedded software

• Bijv. boordcomputers in AGVs

27-1-20179

› Na de eeuwwisseling kwam embedded software ook in huishoudelijke apparaten en in gereedschappen

› Deze ICT toepassingen staan echter meestal op zichzelf

› Sensoren waren duur en communicatie was beperkt

Sensor technologie - nu (2)

› Huidige sensortechnologie vertoont explosie van betaalbare sensoren die kunnen communiceren met hun omgeving

• In smart phones

• In smart watches

• In auto’s

• In wearables

• In sleutels

27-1-201710

› Huidige sensortechnologie is niet meer weg te denken uit het dagelijks leven, maar is pas 10 jaar oud!

› Vanwaar die explosie?

› Afnemende kosten en betere communicatie technologie!

Sensor technologie - nu (3)

› Afnemende kosten van sensoren

27-1-201711

› Software kosten: variabele kosten zijn nul

› Ontwikkelkosten worden gedeeld door enorme aantallen

Communicatie Technologie nu (1)

› Machine-Machine (M2M) communicatie

• Traditionele ICT integratie problematiek

27-1-201712

› Mens – Machine (Human2M – H2M) communicatie

• Breng data in via een PC of handheld device

Communicatie Technologie nu (2)

› Mens-Mens (H2H) communicatie

• Enorme ontwikkelingen via Social media (Whattsapp)

27-1-201713

› Sensor-Mens (S2H) communicatie

• Creëert bergen met data waarmee wij weinig kunnen doen

› Sensor-Machine (S2M) communicatie

• Creëert bergen met data waarmee wij veel kunnen doen

Big data en analytics

› Bergen data? Wat kunnen we daarmee?

› Marketing! Maar in productie bedrijven?

› Kwaliteitszorg, Onderhoud (condition-based maintenance)

27-1-201714

› Automatisch advies over wanneer uiterlijk te stoppen

› In LEAN als onderdeel van Total Productive Maintenance

Kunstmatige intelligentie

› Kunstmatige intelligentie is verder dan men denkt

› Zelfrijdende auto’s, spraak herkenning, Apple’s Siri, …

› Kleine beslissingen zijn al lang overgedragen aan systemen:

• Apparaten die zichzelf uitschakelen na verloop van tijd

• Identificatie (toegang tot gebouwen en bestanden)

• Alerts vanuit agenda toepassingen

27-1-201715

› Er komt een nieuwe taakverdeling tussen mens en systeem

Eerste schreden naar integratie

› MES systemen zorgen voor integratie van sensoren met productie data en machines embedded systems

› ERP systemen zorgen voor integratie van transactionelesystemen: consistente data en efficiënte processen

› ERP/MES is basis voor digitalisering van de supply chain

› Integratie van CAD/CAM met life cycle data

› Al die integraties zijn nog steeds moeizaam

› Analyse en beheer van foto’s (via WhattsApp), tekst, ontwerp documenten staat nog in de kinderschoenen

› Maar heel veel technologie is in research beschikbaar en staat op het punt om door te breken – en snel

27-1-201716

De nabije toekomst

› De snelheid van innovatie

› Het internet of things (IoT) en kunstmatige intelligentie

› Cyber Physical Systems (CPS) over de product levensduur

› Decentrale productie via 3D printing

› Augmented reality : Machine–Mens communicatie

› Dominant probleem: integratie

› Conclusie

27-1-201717

Snelheid van innovatie

› Het wiel

› De boekdrukkunst

› De automobiel

› De personal computer

› De smart phone

27-1-201718

› De toekomst komt razendsnel op ons af

› Als men er oog voor heeft, ziet men het overal om zich heen

› De kansen en bedreigingen zijn daarom nu aanwezig

› Millenia

› Eeuwen

› Decennia

› Jaren

› Maanden

Internet of things (IoT)

27-1-201719

IoT en kunstmatige intelligentie

› ‘Dingen’ gedragen zich autonoom op basis van instructies

› ‘Dingen’ worden op afstand benaderbaar

› ‘Dingen’ kunnen worden ondervraagd en geven antwoord

› ‘Dingen’ stellen vragen om informatie aan mensen

› ‘Dingen’ stellen vragen om informatie aan andere ‘dingen’

27-1-201720

› Dingen’ leren

› ‘Dingen’ nemen initiatief

› ‘Dingen’ vragen mensen om actie

› ‘Dingen’ verhinderen mensen in hun actie

› ‘Dingen’ vragen andere ‘dingen’ om actie

Cyber-Physical Systems (CPS)

› Producten krijgen eigen identiteit, bijvoorbeeld via een RFID

• Dat is niets bijzonders

› Producten onthouden hun eigen geschiedenis

• Dat is wel iets bijzonders

› Die geschiedenis is opvraagbaar voor wie geautoriseerd is

27-1-201721

› Interessant voor leveranciers van duurzame kapitaalgoederen

› Onderhoud, refurbishment, leasing, upgrading,……

CPS over de levenscyclus

› Leverancier houdt ‘contact’ met het product tijdens gebruik

› Precies nodig in ‘product service systems’

› => nieuw business model in combinatie met big data

› Leverancier krijgt inzicht in gebruik, onderhoud, afvoer, etc.

› Past bij duurzaamheid

› Vraagt samenwerking

27-1-201722

› Ook interessant voor

• Project ontwikkeling

• Bouw

• Consumenten producten

› Samenwerking vereist

Decentrale productie

› Cyber-Physical systems betekent ook dat een product zijn eigen specificaties (CAD) en software (CAM) behoudt

› Dat vermindert soms de economy of scale

› Maakt snelle, decentrale fabricage en levering mogelijk

› Wenselijk vanwege duurzaamheid

27-1-201723

› 3D printing past hier

› Niet alleen printer nodig

› Ook CAD !

Machine-Mens communicatie

› Machines en sensoren communiceren veel beter met mensen

› Augmented reality

• kijk op de realiteit die wordt uitgebreid met plaatjes, tekst, video, geluid, GPS data, gegenereerd door computers

› Smart glasses

27-1-201724

Informatie verschijnt

Over het object

Waarop de lens wordt

gericht

Dominant probleem: integratie

› Alle technologie voor de nabije toekomst bestaat al

› Dus geen veronderstellingen

› Het dominante probleem is integratie van deze technologieën

› In Duitsland werkt Industrie 4.0 dus vooral aan standaarden

› Maar smart manufacturing vergt vooral ook samenwerking

27-1-201725

› ERP was en is succes omdat het integratieproblemen oplost

› Weliswaar van transactionele systemen, maar toch….

› Dat gebeurde binnen het bedrijf, en was dus makkelijk

› Nu is samenwerking over de supply chain nodig…..

› …… en van leveranciers van smart equipment

Conclusie

› Er komen enorme veranderingen op ons af

• Maar niet onvoorspelbaar, nu reeds zichtbaar

• Voortgaand op LEAN, anticiperend op Duurzaam

› Het gaat om intelligente ‘dingen’ die communiceren

• Eigen producten

• Machines, voertuigen, gereedschappen

• Die hun geschiedenis meedragen

› De rol van de mens verandert wezenlijk

• Intelligente ‘dingen’ omringen ons

• Augmented reality attendeert en informeert ons

› Het probleem wordt integratie

› De oplossing ligt in samenwerking

27-1-2017 | 26

Dank U!

27/01/2017 | 27