Pagina 30 van: Metaal Magazine 4 – 2014

j a a r g a n g 5 2 | w w w . m e t a a l m a g a z i n e . n l | 4 – 2 0 1 4 3130 j a a r g a n g 5 2 | w w w . m e t a a l m a g a z i n e . n l | 4 – 2 0 1 4

De productie-industrie staat aan de vooravond van een industriële revolutie. Op de pers-

conferentie van het AWK (Aachener Werkzeugmaschinen Kolloquium) in Aachen (D) medio

januari, werd uitgebreid verteld hoe deze vierde (r)evolutie eruit gaat zien. Industrie 4.0 wordt

het tijdperk van mensen, machines en communicatie- en informatiesystemen die samensmelten

tot één effectief en productief geheel.

DOOR: TIM WENTINK

Bij Industrie 4.0 worden machines, aandrijvingen

en hele fabrieken als een virtueel systeem (CPS,

cyber physical system) verbonden. Daarbij wordt

het digitaal simuleren en een virtuele weergave

van processen, bewerkingen en productiehande-

lingen steeds belangrijker voor een ontwikkel-,

planning-, en productievoortgang. Daarnaast

zijn innovatieve sensoren die zelfstandig en met

elkaar communiceren, gegevens uitwisselen en

over mens-machine interfaces beschikken de

basis van een Cyber-Physical systeem. Sensoren

die momenteel alleen nog ruwe data overbren-

gen zullen daarom verder ontwikkeld moeten

worden zodat aan de hand van de informatie

die ze binnen krijgen automatisch besluiten ge-

nomen kunnen worden. Voor het optimaliseren

van bewerkingsprocessen wordt dan ook een

hoge procesbetrouwbaarheid geëist. Door ge-

bruik te maken van slimme multitask-sensoren

kan relevante informatie over procescondities,

snij- en momentkrachten, temperaturen en dy-

namische procesveranderingen worden doorge-

geven aan bijvoorbeeld een bewerkingscen-

trum. Een zelfstandig bewerkingscentrum is

daardoor in staat om zelf zijn doelstelling te

bepalen, het productieproces te voorspellen en

dit te communiceren met de procesplanning.

Het verbinden van machines, machinedelen en

processen zorgt voor een precieze productie-

planning en werkvoorbereiding. Bij het WZL

(Werkzeugmaschinenlabor) Produktionstechnik

in Aachen (D) werden een aantal van deze Indu-

strie 4.0 technieken gepresenteerd. Een bijzon-

dere techniek was een opstelling waar met ver-

schillende robotarmen geautomatiseerd een

vrachtwagen werd samengesteld. In tegenstel-

ling tot de auto-industrie zijn de seriegroottes bij

vrachtwagens veel kleiner en worden er over het

algemeen grote onderdelen en componenten

gebruikt. Om bij de montage van vrachtwagens

winstgevend te kunnen zijn moeten geautoma-

tiseerde montagetechnieken voor grote onder-

delen en lopende band werkzaamheden ontwik-

keld worden. De uitdaging hierbij is om de ruim-

telijke synchronisatie tussen robotarmen, andere

handlingsystemen en montageonderdelen te

programmeren, rekening houdend met proces-

gerelateerde storingen, fluctuaties in transport-

baansnelheden en bewegingen van het product

op de transportbaan. Om deze dynamische afwij-

kingen te compenseren worden alle bewegende

delen voorzien van een indoor GPS-systeem. Dit

GPS-systeem controleert de positie van elk plat-

form en dit wordt in een globaal referentiesy-

steem vastgelegd. Op deze manier en aan de

hand van real-time informatie wisselen de ver-

schillende robotarmen, productiesystemen en

-processen informatie met elkaar uit. Dit wordt

ook wel Cyber Physical Production Systems (CPPS)

genoemd. Machines weten elkaars positie, met

welke handelingen ze bezig zijn en in welk tra-

ject van het productieproces ze zich bevinden.

CIM, CPS en Big Data
Bij het verbinden van alle facetten die met el-

kaar moeten communiceren en op elkaar moe-

ten inspringen in de toekomstige productie-in-

dustrie, is een grote computer- en softwareca-

paciteit vereist. Computer Integrated Manufac-

turing (CIM) is zo’n systeem waarmee een

volledig productieproces digitaal wordt georga-

niseerd. De opzet van CIM is het met computer-

hardware en -software integreren en coördine-

Machine communiceert
met Big Data

Verschillende robotarmen in elkaars bereik wisselen onderling realtime informatie uit. Met behulp van een indoor GPS-systeem weten ze elkaars positie en in welk

stadium van het proces ze zich bevinden. Het resultaat is een geoptimaliseerd en veilig productieproces (foto’s: Tim Wentink)

Deze proefopstelling bij WZL geeft een beeld hoe toekomstige productiebedrijven

gaan produceren. Een klant geeft een order op via internet waarna de

productielijn geheel geautomatiseerd de productie start

30-31_awk.indd 30 14-04-14 12:15