"The Internet of Things" klinkt als een titel voor een mysterieuze film. Dat was het geval, tot enkele jaren geleden, toen alle systemen via het internet met elkaar verbonden werden en er plotseling een wereld van nieuwe toepassingen openbloeide.


Overal werden data plots beschikbaar en consulteerbaar gemaakt. Alleen waren de toepassingen er destijds nog niet klaar voor en bleef het voornamelijk bij het uitwisselen van gegevens waar weinig mee gedaan werd. Ook waren de toepassingen zelf niet altijd even bruikbaar. Ik herinner mij nog de voorstelling van een intelligente broodrooster die de weersvoorspelling van die dag op een toast kon printen.

Vandaag zien we dat er, dankzij de ontwikkeling van softwareoplossingen, veel meer gedaan kan worden met data. De resultaten kunnen teruggekoppeld worden naar de systemen, wat bekend staat als "self-learning" of "machine learning". In de productieomgeving zijn data altijd al belangrijk geweest, maar vroeger werden ze vooral gebruikt voor instant use of analyses van de beschikbaarheid van machines  – zonder veel bijkomende informatie, acties of besluiten. Intussen heeft industrial IoT echt zijn intrede gedaan in de productieomgeving, dankzij de digitalisering en de inkanteling van IT in de Operation Technology.

Het ontstaan van het Internet of Things

Het Internet of Things (IoT) wordt gedefinieerd als een netwerk van fysieke objecten die zijn verbonden met internet, waardoor ze gegevens kunnen verzenden, ontvangen en uitwisselen. De term werd voor de eerste keer gebruikt in 1999 door de Britse technologiepionier Kevin Ashton. De definities van het IoT kunnen sterk variëren, omdat het eerder een concept is dan een specifieke technologie. Het IoT heeft een brede scope en kan in heel wat toepassingen worden ingezet. Tevens reikt het technische aspect van IoT van het verzamelen van data, over het transport en de opslag van data, tot het analyseren ervan.

Het IoT biedt tal van mogelijkheden voor bedrijven en organisaties om het engagement van gebruikers te verhogen, om het gebruik van machines en apparaten te optimaliseren, om verspilling te verminderen of om het verzamelen van kritische gegevens te vergemakkelijken. In de toekomst zal het IoT de operationele efficiëntie verhogen, de product experience en customer experience verbeteren en nieuwe disruptieve businessmodellen mee helpen ontwikkelen. Terwijl het IoT vooral opgang gemaakt heeft in consumentenproducten, wordt een nog groter potentieel gezien in industriële toepassingen, zowel in industriële (bedrijfs-)processen als in de producten die in deze processen gebruikt worden.

De Industrial IoT-waardeketen en technische aspecten van industrial IoT

De Industrial IoT-waardenketen werd door experten beschreven in verschillende belangrijke domeinen. De eerste stap is het verzamelen van de gegevens. Dat kan gebeuren met sensoren die ontwikkeld worden naargelang de aard van de signalen die men wil detecteren. Daarnaast bevatten de systemen die de machines en de productielijnen aansturen, ook veel informatie. Deze data worden lokaal gebruikt om de operatoren te informeren, maar op dat moment is deze informatie soms al verouderd en niet meer relevant voor de operator. Nochtans kunnen deze gegevens veel bijkomende inhoud (ook wel meta-data genoemd) bevatten en het verzamelen ervan op een centrale plaats kan een bron van informatie zijn. Natuurlijk is er naast de hardware ook software nodig om dit alles in goede banen te leiden.

Een tweede belangrijke stap in de waardeketen is het transporteren van de data. Het kan daarbij gaan om vrij eenvoudige gegevens – zoals temperatuur of trillingen – of complexere gegevens waarop al berekeningen zijn uitgevoerd.  In dat laatste geval spreken we van “slimme sensoren” of ook wel “edge computing”, omdat de berekeningen niet in de cloud worden gedaan maar aan de rand van het netwerk (“the edge”) worden uitgevoerd. IO-Link-sensoren maken dit bijvoorbeeld mogelijk (zie ook www.IO-Link.be). De data transferer kan gebeuren via industriële netwerken via de kabel of draadloos.

Vervolgens worden deze gegevens opgeslagen in datacenters, op platformen die we ook wel "de cloud" noemen. Deze datacenters behoren tot grote spelers zoals Amazon, Alibaba, Google, of ze kunnen ook eigendom van een bedrijf zijn. Het eigendom van de data en de toegankelijkheid ervan zal in de toekomst een belangrijke rol spelen. Europa wil een eigen Europese database ontwikkelen.

Maar het verzamelen van data alleen is geen doel op zich, er kan veel mee gedaan worden. Dat brengt ons bij de toepassingen die van deze data kunnen gebruikmaken. We denken hierbij aan AI-toepassingen, conditioning monitoring, data analytics en cloud computing. Met cloud computing wordt bedoeld dat de data bewerkt en eventueel omgevormd wordt tot andere data, die dan voor bepaalde toepassingen interessante gegevens kan bevatten. Echter wordt cloud computing steeds meer vervangen door edge computing, doordat sensoren en randsystemen steeds intelligenter worden enerzijds, en doordat computersystemen steeds compacter worden en meer rekenkracht krijgen, en dus in een randapparaat kunnen worden ingebouwd anderzijds.

Bent u actief in industrial IoT? Vul dan de volgende korte enquête in, zodat we nog beter weten op welke accenten uw bedrijf de nadruk op legt.

Industrial IoT voor producten en productieomgevingen

We zien dat de IoT-toepassingen grotendeels kunnen onderverdeeld worden in toepassingen op het niveau van de productieomgeving enerzijds. Hier spreken we van geconnecteerde machines en geconnecteerde productie-eenheden. Anderzijds zijn er IoT-toepassingen om producten slimmer te maken en voor deze producten nieuwe businessmodellen te benutten.

IoT in productie

Een van de belangrijkste toepassingen in de productieomgeving is het in beeld brengen van de beschikbaarheid en de bezettingsgraad van machines. Alle beschikbare data die in een machine aanwezig zijn over de werking van de machine, kunnen via een netwerk verzameld worden. Op die manier kan het aantal uren dat de machine werkt (versus de tijd van stilstand) gemeten en opgevolgd worden. In heel wat productie-eenheden zijn de machines (en vooral de oudere machines) niet allemaal  gekoppeld. Hier kan via bijkomende HW en SW dit dat alsnog gerealiseerd worden en IoT een oplossing bieden. Machines worden bovendien uitgerust met een communicatiemodule om al deze gegevens te verzamelen. Nieuwe machines zijn industry 4.0-ready en hebben dikwijls een dergelijk basiscommunicatiesystem ingebouwd.

Dergelijke toepassingen op de schaal van een productieomgeving vergen samenwerking in de gehele waardeketen: van productiebedrijf tot machinebouwer, integrator en bouwer van digitale oplossingen. Voor deze bedrijven is het een gezamenlijke uitdaging om op de hoogte te blijven van de snel evoluerende opportuniteiten. Agoria en Sirris volgen deze evoluties op (bijvoorbeeld: de ontwikkeling van schaalbare connectiviteitsoplossingen op basis van open standaarden )

IoT en smart products

Het toepassen van IoT kan waarde toevoegen aan producten op heel uiteenlopende manieren. Het meest voor de hand liggende voordeel is dat producten vanop afstand opgevolgd en bestuurd kunnen worden. Dankzij de informatie-uitwisseling en samenwerking met andere producten en platforms, kunnen productsystemen en oplossingen ook op grotere schaal worden gecreëerd. De mogelijkheden reiken verder dan alleen het toevoegen van slimme functies. Door de koppeling te maken tussen het product en softwaretoepassingen daarbuiten, kunnen allerlei digitaal ondersteunde diensten in het leven geroepen worden. Denk maar aan predictief onderhoud en functionaliteiten op maat. Zelfs de volledige werking van het product zou als dienst aangeboden kunnen worden. Dit alles wordt uiteraard pas mogelijk als de gebruiksdata van het product centraal verzameld en gebruikt kunnen worden.

De mogelijkheden van IoT voor producten gaan hand in hand met de nieuwe uitdagingen voor de bedrijven die de oplossingen van morgen ontwikkelen. Niet alleen is de technologie mogelijk nieuw voor het bedrijf, maar ook op het vlak van business en organisatie kunnen er belangrijke stappen nodig zijn. Agoria en Sirris publiceerden daarom na afloop van het gelijknamige project de WAT-SLIM wegwijzer, die bedrijven wegwijs maakt in de belangrijkste uitdagingen rond slimme geconnecteerde producten.

Enkele voorbeelden

SMART PRODUCTION

Een toepassing die we veel zien opduiken in de productieomgeving is “conditioning monitoring”, het opvolgen van de toestand van een toestel of een deel van de productie. Door het plaatsen van sensoren op een motor, bijvoorbeeld om de trillingen te meten (frequentie, grootte van de trilling, ...), kan men de temperatuur en andere parameters opvolgen en detecteren wanneer er problemen of afwijkingen zijn. Hierdoor kan men preventief ingrijpen of onderhoud inplannen voordat de motor defect gaat of uitvalt. Dit principe kan men ook implementeren voor een gehele machine of productie-eenheid.

SMART PRODUCT

Het intelligenter maken van producten is geen doel op zich, maar eerder een stap in de richting van het ontwikkelen van een nieuw bedrijfsmodel of het toevoegen van waarde aan een product. Door een product uit te rusten met sensoren, kan men ook andere toepassingen ontwikkelen en een gloednieuwe dienst aan dit product koppelen. De supplementaire informatie kan worden doorgestuurd naar de producent van het product en gebruikt worden in een nieuwe businessmodel, bijvoorbeeld het aanbieden van de garantie dat er steeds voldoende grondstoffen aanwezig zijn om het product te kunnen blijven gebruiken. Een specifiek voorbeeld hiervan is zijn printers of printpatronen met sensoren, die ervoor zorgen dat automatisch een voorstel verstuurd wordt om nieuwe patronen te bestellen wanneer deze bijna leeg zijn, of dit zelfs automatisch te laten gebeuren onder een bepaald contract.