Let op: werk in uitvoering!

Tijdens de piek van de Covid-19-pandemie had de wereld oplossingen nodig – en snel. Nieuwe medicijnen moesten worden ontwikkeld om ernstige gevallen van de ziekte te voorkomen. Maar hoe? Destijds nam het ontwikkelen van een nieuw medicijn van concept tot goedkeuring doorgaans 12 tot 15 jaar in beslag. Voor farmaceutisch bedrijf Pfizer was het antwoord het aanwenden van digitale tools die dit proces konden versnellen. Het bedrijf maakte gebruik van supercomputers als hulp bij het zoeken naar geschikte moleculen en maakte gebruik van kunstmatige (AI) voor het analyseren van grote hoeveelheden patiëntgegevens voor klinische studies en het optimaliseren van toeleveringsketens. Uiteindelijk duurde het slechts 18 maanden van de eerste laboratoriumsynthese van het actieve hoofdbestanddeel tot massaproductie van Paxlovid, een antiviraal medicijn voor Covid-19.

Maar waar ‘alleen’ de klassieke Industry 4.0 digitaliseringsdoelen worden genoemd, lijken investeringen nogal beperkt. Dat is bijvoorbeeld het geval als het gaat om productiefouten verminderen, voorkomen van downtime en het verlagen van bedrijfskosten door geautomatiseerde workflows, digitale procesregeling en voorspellend onderhoud. Rockwell Automation, een grote speler in zijn branche, onderzocht 1500 productieleiders van over de hele wereld. De resultaten, gepubliceerd in het ‘State of Smart Manufacturing Report’ van het bedrijf laat zien dat de procesindustrie nog veraf is van uitgebreide digitalisering van haar installaties. Volgens het rapport investeren in 2025 – meer dan 10 jaar nadat de Vierde Industriële Revolutie werd uitgeroepen – slechts 20 procent van de bedrijven op grotere schaal in Industry 4.0-technologieën. Dus als het aankomt op digitalisering lijkt de procesindustrie op een groot bouwterrein waar vooruitgang uitgesproken traag gaat. Tijd om eens achter de coulissen te kijken en antwoorden te vinden op de dringendste vragen: waarom is de digitalisering van procesinstallaties niet verder? Waarom zijn de steunpilaren van de transformatie zo wankel? En zou dit sprookjespaleis van digitalisering misschien toch gewoon dat blijken te zijn – een sprookje?

Feit is, dat veel bedrijven in de procesindustrie lang in een ‘proefkwelling’ zijn blijven hangen: ze lanceren een groot aantal stand-alone projecten om de digitale technologieën van nu te testen zoals IIoT, cloud-oplossingen of digitale tweelingen. Echter blijven deze proefprojecten vaak in een silo en niet bevorderlijk voor groeien of aanpassing voor bredere toepassingen. Het World Economic Forum benoemde dit al in 2018 – en intussen is er weinig veranderd. In de Rockwell-automatiseringsstudie gaf 56 procent van de onderzochte bedrijven aan dat ze bezig zijn met proefprojecten. 20 procent moest nog iets gaan doen, hoewel er investeringen gepland zijn.

De huidige praktijk is, dat de meeste bedrijven zich vrijwel uitsluitend richten op het technologische aspect. Helaas is er vaak een tendens om digitaliseringsinitiatieven te zien als technologie- of IT-projecten die zich richten op verbeterde functies voor het eigen doel en niet op de werkelijke voordelen die ze bieden. Voor organisatieadviesbureau McKinsey & Company is de centrale vraag echter: “Wat is de toegevoegde waarde voor mijn bedrijf?” En die vraag blijft vaak onbeantwoord. Dat geldt ook voor de vraag welke concrete doelen en criteria moeten worden aangehouden als succesmeetwaarden bij de digitale transformatie. Het Duitse Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie kwam tot een vergelijkbare conclusie. Men dacht dat veel bedrijven moeite hebben met de inschatting van het potentieel van Industry 4.0 om waarde toe te voegen voor hun eigen productie. Dit heeft wederom een beperkend effect op investeringen. Om duurzame toegevoegde waarde te genereren, adviseert het Rockwell-automatiseringsrapport dat bedrijven toepassingen vaststellen en prioriseren die oplossingen beloven voor productieproblemen en operationele problemen – en een snelle return on investment opleveren.

Deze uiterst gerichte, stap-voor-stap manier van digitalisering wordt gedeeld door Dr Rolf Birkhofer, managing director van Endress+Hauser Digital Solutions. Kleinere stappen nemen is zinvol, omdat de voordelen, en dus de toegepaste technologieën, kunnen verschillen afhankelijk van de toepassing. “Bijvoorbeeld in kleinere installaties kunnen operators geld besparen met bewaking van meetpunten op afstand omdat de kostbare aanwezigheid on-site achterwege kan blijven. In grotere installaties is al zeer succesvol aangetoond, dat het beheer van de installed base van procesinstrumenten snel rendeert.” En Rolf Birkhofer sluit zich verder aan bij het Rockwell-automatiseringsrapport: “Digitalisering is succesvol als een oplossing lang in gebruik blijft en rendeert binnen de verwachte termijn.”

Een geval van succesvolle digitalisering zijn de digitale tweelingen bij de constructie van de installatie. Hiermee kunnen bedrijven hun installaties virtueel plannen, simuleren en optimaliseren. Coca-Cola, bijvoorbeeld, gebruikt digitale tweelingen om elke fase van de vullijn van zijn high-tech installatie in Istanbul te modelleren. Simulaties met behulp van de digitale tweelingen helpen bij het bepalen en voorkomen van mogelijke bottlenecks, machinestoringen en efficiëntieverliezen alsmede het testen van mogelijke scenario's. Hierdoor zijn er minder afkeuringen, is het energieverbruik lager en wordt er geld bespaard.

Maar in veel bedrijven wordt niet het volledige potentieel van digitale tweelingen benut, omdat de benodigde gegevens vaak gefragmenteerd zijn – verspreid over meerdere systemen, formats en bevoegdheidsgebieden. “Een digitale tweeling werkt alleen als de volledige levenscyclusgegevens beschikbaar zijn”, zegt Hans-Joachim Fröhlich, director of technology and portfolio bij Endress+Hauser. “Momenteel ontbreekt deze end-to-end continuïteit – of diverse gegevens passen niet goed bij elkaar.”

En hier is het probleem: niet iedereen die gegevens moet verzamelen en verwerken profiteert direct van het zorgvuldige werk. “Daarom moet iedereen in de hele organisatie de interdepartementale bedrijfsprocessen begrijpen”, verklaart Wilhelm Otten. Naadloze integratie van gegevens – buiten functionele silo's – is een basisvereiste voor het afstemmen van proefprojecten bij bijna elke Industry 4.0-applicatie. “Een reden waarom digitalisering in de procesindustrie zo langzaam gaat, is een doorlopend tekort in de vereiste interoperabiliteit. Het is nog niet mogelijk om gegevens naadloos uit te wisselen, zowel binnen als tussen bedrijven”, zegt Hans-Joachim Fröhlich.

De komende maanden komt hier om twee belangrijke redenen vaart in. Ten eerste is er een gevoel van urgentie door de toenemende concurrentie, striktere regelgeving, zwaar belaste toeleveringsketens, het verder groeiende tekort aan vakmensen en de toegenomen noodzaak van cyberbeveiliging. Ten tweede is er het vooruitzicht van kunstmatige intelligentie als een turbo voor de digitalisering. Na de succesverhalen uit de farmaceutische industrie – Pfizer is een goed voorbeeld – wordt AI door veel bedrijven gezien als een panacee. Volgens het Rockwell-automatiseringsrapport investeert 95 procent van de procesindustrie-bedrijven al in AI en machinaal leren of wil men dit in de komende vijf jaar gaan doen. Toepassingen die veelbelovend zijn, zijn onder andere kwaliteitscontrole, cyberbeveiliging en procesoptimalisatie. Men hoopt dat AI de productie beter, betrouwbaarder, nauwkeuriger en efficiënter maakt – en dus duurzamer.

Het volledig benutten van het potentieel van AI vereist een stabiel datafundament en naadloze dataflows. Voor bedrijven worden investeringen in digitalisering daarom essentieel – niet op de laatste plaats als basis voor andere, toekomstige technologieën. Voor de samenstellers van de ‘State of Smart Manufacturing Report 2025’ bestaat er geen twijfel: “De industriële transformatie wint aan kracht.”