Dit document geeft een overzicht van de bevindingen over het Factory-as-a service concept. Gedurende het SMITZH project heeft het lectoraat Smart Sustainable Manufacturing gezocht naar antwoorden op een aantal vragen: Welke initiatieven bestaan er, waar ondernemers elkaar helpen via het beschikbaar stellen en delen van productiecapaciteit? Wat zijn de randvoorwaarden om zo’n initiatief te laten slagen? Wat kan bijdragen om belemmeringen voor de toekomst weg te nemen? De voordelen zijn zeker aanwezig, maar obstakels ook. Met name dat laatste kan de voortgang en innovatief denken over de inrichting van flexibele en ‘Smart Manufacturing’ in de weg zitten. Het verhogen van de flexibiliteit om de maakindustrie concurrerender en veerkrachtiger te maken is een van de doelstellingen van het Smart Industry Programma, SMITZH en het lectoraat.
MULTIFILE
In het dagelijks leven hebben we voortdurend met verschillende plastics te maken. Overal om ons heen komen we plastics tegen. Denk bijvoorbeeld aan verpakkingsmaterialen, flessen, flacons, kratten, tapijten en plastic draagtassen. Een leven zonder kunststoffen is in onze huidige maatschappij vrijwel ondenkbaar geworden. In 2014 werd er volgens Plastics Europe [1] wereldwijd maar liefst 311.000.000 ton aan kunststoffen geproduceerd, in 1950 was dit nog slechts 1.700.000 ton. Vanaf 1950 stijgt de wereldwijde productie van kunststoffen met gemiddeld 9% per jaar. Bij de huidige productiecapaciteit komt dit volgens Plastics Europe neer op gemiddeld 40 kg/jaar per hoofd van de wereldbevolking! Naar verwachting zal het gebruik van plastics verder toenemen naar gemiddeld 87 kg/jaar per hoofd van de wereldbevolking in het jaar 2050. In Nederland ligt het verbruik momenteel op gemiddeld 126 kg per inwoner. Maar volgens prognoses van VLEEM (Very Long Term Energy Environment Model) [2] zal dit groeien naar gemiddeld 220 kg per inwoner in 2050!! De toenemende vraag naar plastics wordt mede veroorzaakt omdat plastics op zich een gemakkelijk te verwerken materiaal is. Plastics zijn relatief goedkoop, hebben een lage specifieke dichtheid (t.o.v. bijvoorbeeld metalen), en zijn snel en gemakkelijk verwerkbaar.
DOCUMENT
Toeleverende bedrijven in de Brainport regio zijn veelal te typeren als high mix low volume (HMLV) productieomgevingen. Deze bedrijven kenmerken zich door een breed aanbod aan mogelijke producten (grote variëteit in producten), die veelal in lage volumes geproduceerd worden. Vaak zijn dit klantspecifieke producten die eenmalig, of incidenteel geproduceerd worden. Deze bedrijven focussen zich traditioneel op efficiënt gebruik van resources, waarbij bezettingsgraad en kostendekking relevant zijn. De toenemende klantvraag in de regio leidt tot druk op de productiecapaciteit. Een eerste intuïtieve reactie van deze bedrijven is om de bezettingsgraad van machines verder te verhogen. Om de kosten (Cost) beheersbaar te houden, wordt niet direct geïnvesteerd in extra capaciteit. Een ongewenst neveneffect is dat tijdigheid (Delivery, zoals levertijden, leverbetrouwbaarheid, flexibiliteit) en kwaliteit (Quality) verder onder druk komen te staan. De ogenschijnlijke tegenstrijdigheid tussen kosten en tijdigheid in deze HMLV-productieomgevingen, is een vaak terugkomend vraagstuk bij praktijkgerichte onderzoeken die door Fontys Technische Bedrijfskunde studenten uitgevoerd worden. Dit resulteert in de volgende onderzoeksvraag: Welke subaspecten zijn mogelijk relevant voor de prestatie met betrekking tot Quality, Delivery en Cost (QDC) van een HMLV-productieomgeving?
DOCUMENT
Automatiseren en robotiseren bij maakbedrijven is noodzaak, juist bij mkb-ers. Mkb-ers willen dit ook, maar weten niet hoe en waar te beginnen. Complicerende factoren zijn: Een vertaalslag is nodig om te komen tot een technische implementatie in de bedrijfscontext van de mkb-er. Er is geen one-size-fits-all oplossing. Samenwerking met andere partijen is nodig, waarbij de mkb-er zelf de meeste kennis van de specifieke productieprocessen heeft en deze moet inbrengen. Veel mkb-ers produceren kleine series met veel variatie. Het toekomstige productportfolio (voor veelal externe klanten) en productiecapaciteit zijn moeilijk in te schatten. Dit vraagt flexibiliteit voor toekomstige product- en capaciteitsvariatie. De maakindustrie heeft kapitaalintensieve productiefaciliteiten. Herinrichten van de fabriek naar ‘smart industry’ mogelijkheden kan alleen stapsgewijs met een lange termijn doel aan de horizon. De uitdaging is met een juiste combinatie van bestaande oplossingen, State of the Art technologie en componenten te komen tot een processpecifieke oplossing. Samen met kennisinstellingen, machinebouwers en/of industriële dienstverleners moet de mkb-er stappen zetten om naar een lange termijn doel toe te werken. Vanuit de praktijkvraag van bedrijven is de volgende onderzoeksvraag onderkend: Op welke wijze kan een productiehandeling of -bewerking door industriële robots stapsgewijs geautomatiseerd, gedigitaliseerd maar ook flexibel én op een integrale wijze gerealiseerd worden, uitgaande van een bestaande productiefaciliteit? In dit project is het doel methoden te ontwikkelen voor de mkb-er om technische realisatie van automatiseringsoplossingen succesvol uit te voeren. Niet om de mkb-er op te leiden tot ‘machinebouwer’, maar om deze te voorzien van voldoende kennis, werkwijzen en tools om met partners een automatiseringsoplossing te kunnen plannen, realiseren en in bedrijf te houden. Het beoogde projectresultaat is een gevalideerde tool om mkb-bedrijven te helpen stappen te maken in productieautomatisering en -robotisering. Een demonstrator wordt gerealiseerd om het resultaat aan te tonen en bedrijven mee te nemen in hun mogelijke toekomst.
De energietransitie van fossiele naar duurzame energie krijgt brede maatschappelijk aandacht. Er zijn projecten voor het plaatsen van zonnepanelen en windturbines. Dit betreft zowel nationale projecten (zoals windparken op de Noordzee en de discussies over waterstof) als kleinere lokale projecten in huizen in woonwijken en bedrijfsgebouwen op bedrijventerreinen. Netcongestie is een recente ontwikkeling, wat betekent dat het elektriciteitsnet niet meer genoeg transportcapaciteit heeft om afspraken te kunnen maken voor nieuwe aansluitingen. Netcongestie beperkt de uitbreiding en vestiging van nieuwe bedrijven in sterke mate. De opschaling van de installatie van duurzame bronnen zoals zon- en windenergie wordt er door onmogelijk. Dit leidt tot een sterke vermindering van de toekomstige economische activiteiten en brengt het halen van duurzame-energiedoelstellingen in gevaar. Op korte termijn is volledig fysieke versterking van het net onmogelijk door gebrek aan mankracht en trage vergunningsprocedures. Een tussentijdse oplossing is het optimaal benutten van de netcapaciteit door de werkelijke vraag en aanbod te meten en beter op elkaar af te stemmen. In deze aanvraag stellen wij een onderzoeksaanpak voor om op lokaal bedrijventerreinenniveau deze sturing, vanuit een nauwe samenwerking tussen de netbeheerder, de parkorganisatie en de lokale (MKB) bedrijven op een bedrijvenpark, vorm te geven. Dit verkennend onderzoek begint met het in kaart te brengen van lokale (energie-)behoeftes en oplossingsmogelijkheden op laagspanningsniveau. Dit gebeurt door de informatie van slimme meters en de laagspanningstrafo’s momentaan uit te lezen en met AI de te verwachtte belasting te bepalen. Als bekend is wat de lokale regelmogelijkheden zijn, kan er met de bedrijven worden nagegaan hoe het huidige laagspanningsnet beter kan worden benut voorafgaand aan grote netverzwaring. Wij inventariseren hoe de opties en de voordelen voor de ondernemers op een begrijpelijke manier kunnen worden gepresenteerd, bijvoorbeeld met behulp van een dashboard.
Veel MKB-maakbedrijven investeren momenteel in robotisering om personeelstekorten te compenseren en hun concurrentiepositie te behouden. Echter, de flexibiliteit van productieprocessen vormt een uitdaging. Robots zijn vaak geoptimaliseerd voor repetitief werk en grote volumes, terwijl het Nederlandse MKB juist gekenmerkt wordt door productie in hoge variëteit en lage aantallen (HVLV). Een onderdeel van de robot wat frequente aanpassingen vereist om flexibel te kunnen produceren, is de gripper. De gripper moet vaak worden aangepast aan de hand van de taak die de robot uit moet voeren of het product wat gehanteerd moet worden. Huidige praktijken vereisen vaak externe ontwikkeltijd en kosten voor het aanpassen van grippers, wat de snelheid en concurrentiepositie van bedrijven beperkt. Het onderzoek stelt voor dat bedrijven zelf grip kunnen krijgen op gripperontwerp om hun HVLV-productiecapaciteit en concurrentievermogen te vergroten. De centrale vraag van het onderzoek richt zich op het verkennen van mogelijkheden om bedrijven zelfstandig grippers te laten ontwerpen. Door een tool te ontwikkelen waarmee medewerkers het ontwerpproces kunnen doorlopen, wordt interne kennis benut en ontwikkeld. Stakeholders, zoals operations managers, ingenieurs en productiemedewerkers, dragen impliciete kennis bij aan het ontwerpproces. Het beoogde resultaat van het onderzoek is een tool waarmee organisaties zelfstandig grippers kunnen ontwerpen, wat de flexibiliteit en concurrentiepositie verbetert. Dit kan worden gerealiseerd via DIY-kits, instructies of trainingen die de benodigde kennis overdragen.
