Zes grote thema’s in industriële automatisering

1 – Digital engineering

Een van de belangrijkste trends in de industriële automatisering is digital engineering. Oem’s, eindgebruikers en systeemintegratoren zijn allemaal op zoek naar tools waarmee ze op voorhand in een volledig virtuele wereld kunnen engineeren en testen. Er zijn natuurlijk al jaren voldoende mechanische en elektrische designpakketten op de markt, maar de industrie is toe aan de volgende stap. ‘Die mechanische en elektrische cad-tools leveren allerlei mooie modellen op. Ontwikkelaars willen die nu samenvoegen op één platform’, zegt Patrick Blommaert, businessmanager Architectuur & Software bij Rockwell Automation. ‘Uit de gecombineerde data kunnen ze een prototype van de machine genereren, een 3d-model of zelfs een digital twin, waarmee ze gemakkelijk kunnen laten zien hoe het met het ontwerp staat en waar het naartoe gaat. Met de steeds groeiende rekenkracht worden die modellen alsmaar realistischer. Dat vereenvoudigt het overleg met de opdrachtgever aanzienlijk.’

Tools van verschillende leveranciers aan elkaar knopen, dat lijkt een onmogelijke klus, helemaal omdat de pakketten uit andere werelden komen en dus een compleet andere taal spreken. Maar volgens Blommaert gaat dat tegenwoordig heel goed. ‘Er zijn standaarden voor gegevensuitwisseling tussen al die systemen. Zo kun je bijvoorbeeld direct een link leggen tussen de elektrische modellen van Eplan en de 3d-simulatietools van Rockwell. En daaraan kun je de data uit Matlab koppelen. Die export- en importfunctionaliteiten werken uitstekend.’

2 – Simpele softwareontwikkeling

Bas Michielsen, salesmanager Nederland bij B&R Industriële Automatisering, ziet een verandering in softwareontwikkeling voor automatisering. ‘De IEC-standaard voor plc-programmeertalen bestaat al sinds de jaren negentig. Sinds die tijd is de ontwikkelmethode nauwelijks veranderd. Hoe je plc’s ook aanstuurt, via Structured Text, C++ of G-Code, het is allemaal relatief oud. In de industrie zie je nu steeds meer bedrijven die functionaliteiten in voorgeprogrammeerde softwareblokken aanbieden. Denk aan receptuurafhandeling, motion of safety. Dat zijn zaken die bij elke nieuwe machine weer terugkomen. In de Mapp-technologie van B&R zitten die functies in bouwblokken die je voornamelijk dient te configureren. De tijd van code kloppen is grotendeels voorbij.’

Nu het programmeren van hardware steeds eenvoudiger is, blijft er meer tijd over voor de kern van de zaak. ‘De focus kan meer en meer komen te liggen op hoe je zo efficiënt en snel mogelijk de belangrijkste functionaliteit van de machine implementeert’, zegt Michielsen. ‘Er zijn steeds meer softwareplatforms beschikbaar waarop je uitgebreid kunt simuleren. Omdat je de verschillende ontwikkelprocessen parallel kunt doen, is de beschikbare ontwerptijd voor softwaredesigners een heel eind opgerekt. In theorie kan de software al klaar zijn voordat de hardware fysiek is opgeleverd. Dat is natuurlijk heel interessant in de machinebouw.’

De volgende stap is volledig automatische codegeneratie, denkt Michielsen. ‘Voor een deel kan dat al met bijvoorbeeld Matlab/Simulink. Je zet je model in zo’n systeem, drukt op een knop en je software rolt er vanzelf uit. Dat werkt ook voor plc-besturingen.’

3 – In de cloud

In industriële systemen zijn er tegenwoordig heel veel niveaus waar je taken kunt uitvoeren: op de controller, op een edge-apparaat, in de fabriek of in de cloud. ‘Er zijn natuurlijk taken die je dicht bij de controller wilt houden. De cpu van de controller ga je echt niet in de cloud zetten’, stelt Blommaert. ‘Maar in een edge-device zou dat best kunnen. Daar kun je ook data filteren. Het is de eerste laag waar je met artificial intelligence geavanceerde procescontrole of andere optimalisaties kunt draaien. Op het niveau van de fabriek kun je een iot-platform installeren waarbij je kunt gebruikmaken van de enorme rekenkracht in de cloud. In die laag kun je meer mensen in je organisatie toegang geven tot de data, zodat je niet alleen de gegevens van één fabriek kunt analyseren, maar ook verschillende sites met elkaar kunt vergelijken.’

Ingewikkeld wordt het als er in een fabriek systemen staan zonder ethernet-aansluiting. ‘Ik zie nog regelmatig – zeker bij oudere fabrieken – dat data op papier worden genoteerd en later in een spreadsheet worden overgenomen’, vertelt Michielsen. ‘Probeer op basis van die input maar eens een efficiëntieslag door te voeren. B&R heeft daar een oplossing voor, zodat je oudere machines toch aan het internet kunt hangen en de data kunt uitlezen. Zo kun je elke fabriek – brownfield, greenfield of een mix – toch optimaliseren. En dan blijkt wellicht ineens dat die oude fabriek inderdaad aan vervanging toe is, omdat de performance echt achterblijft.’

4 – Roep om data

De term is gevallen: internet of things. ‘Eindklanten willen steeds meer worden gevoed met data’, constateert Michielsen. ‘Op basis daarvan kun je allerlei geweldige algoritmes verzinnen om een efficiëntieslag in je proces te realiseren. Idealiter heb je een zelflerende fabriek die automatisch de productielijnen optimaliseert. Zo ver zijn we natuurlijk nog niet, maar de technologie groeit wel die kant op.’

De moeilijkheid is dat vaak niet geheel duidelijk is welke data zo’n eindklant precies nodig heeft. ‘Wil hij de overall equipment effectiveness van zijn machinepark verhogen, gaat het om de kwaliteit van zijn eindproduct of draait alles om productiviteit?’, somt Michielsen op. ‘In alle gevallen is de eis dat de machine meer data moet genereren. Iedereen roept dat zijn machines klaar moeten zijn voor Industrie 4.0, maar het is veel belangrijker om eerst duidelijk te hebben wat er precies nodig is. We gaan daarom vaak met de machinebouwer en de eindklant om tafel zitten om alles boven water te krijgen.’

5 – Cybersecurity

Waar liggen de grootste uitdagingen in de markt voor industriële automatisering? ‘Niet op technologiegebied’, antwoordt Blommaert. ‘Goede controllers zijn er al jaren. Natuurlijk kunnen die nog sneller, maar daar zie ik voldoende vooruitgang. Het uiteindelijke doel van veel automatisering is om alle informatie zo snel mogelijk door alle rangen van de organisatie te krijgen. Dat betekent dat je allerlei zaken aan elkaar koppelt, dat it en ot convergeren. En dan is cybersecurity een risico.’

Michielsen: ‘Wij merken dat vooral eindklanten heel voorzichtig zijn om hun machines aan het internet te hangen. Er heerst nog steeds veel angst dat fabrieken worden gehackt. Voor een deel is dat terecht. Het gebeurt immers regelmatig dat de meest geavanceerde banken en techbedrijven het slachtoffer worden van cybercriminelen. Oem’s vertellen ons vaak dat hun klanten het simpelweg niet accepteren om een ethernetkabel in de machines te prikken. Het gevolg hiervan is ze dat ze daarmee niet kunnen besparen op service via remote ondersteuning.’

100 procent garantie tegen hackers kan niemand geven. Professionele cybercriminelen vinden immers altijd wel een achterdeurtje, hoe strikt de beveiliging ook is. ‘Maar als je het op een goede manier opbouwt, kun je de risico’s flink inperken’, stelt Blommaert. ‘Je moet je ervan bewust zijn dat het risico nooit helemaal weg is, maar met de juiste stappen en de goede tools kom je een heel eind. Je ziet vaak de strategie om met zo weinig mogelijk pc’s in het veld te werken. Je zet dan alles in een it-centrale en werkt met zero of thin clients. Zo kun je de content distribueren naar verschillende gebruikers en heb je slechts één punt dat je goed moet beveiligen.’

Michielsen: ‘Bij B&R hebben we een oplossing om veilig toegang te krijgen tot een machine waar dan ook ter wereld. We doen dat via encrypted vpn-tunnels die extra zijn beveiligd met certificaten. Dat is vaak complexe materie die doorgaans buiten het werkveld van onze gesprekspartners ligt. It-technologie is toch een totaal andere tak van sport dan plc-besturing of de aansturing van machines. We nemen dan vaak onze it-specialisten mee naar de klant om alles goed uit te leggen.’

6 – Tekort aan personeel

Een ander heikel punt is de arbeidsmarkt. ‘Dat is echt een punt van zorg’, vindt Michielsen. ‘De industrie groeit hard en om dat allemaal te bewerkstelligen, hebben we veel mensen nodig. Helaas is er een schaarste aan technici. Met z’n allen moeten we laten zien wat voor mooie jobs er in de automatisering zijn.’

Een deel van de oplossing is om de tools intuïtiever te maken. ‘Zo kunnen meer mensen ze gebruiken’, legt Blommaert uit. ‘Denk aan augmented reality. Een operator scant met zijn tablet of hololens een tag en krijgt een schat aan informatie terug, precies op het moment dat hij het nodig heeft en geprojecteerd op de juiste locaties. Ook kan hij realtime feedback krijgen tijdens een ingewikkeld stappenplan dat hij moet doorlopen. Het is echt een samenwerkingstool geworden.’