Digitalisering van de onderhoudsketen

Het belang voor hightech-equipmentupdates

Een specifieke doelstelling van industriële digitalisering is de mogelijkheid om data te genereren die kan worden gebruikt om hard- en software-updates te ontwikkelen ter verbetering van het gebruik en onderhoud ervan. In deze tijd waarin hightechsystemen steeds sneller op de markt (moeten) komen, is dit een thema dat industriebreed zou moeten worden omarmd. De praktijk wijst echter uit dat digitalisering hiervoor nog nauwelijks wordt ingezet, voornamelijk omdat de onderhoudsketen nog niet voldoende gedigitaliseerd is. Om dat te verbeteren startte World Class Maintenance met een breed industrieel consortium het project RAMSES waarbinnen een zestal onderzoeksdoelen zijn opgenomen.

OEM'ers ontkomen er niet aan om nieuwe hightechequipment op een bepaald moment op de markt te brengen. De betreffende machine en installatie zijn op dat moment nog niet optimaal uitontwikkeld, maar de enige manier om tot dat stadium te komen, is de machine in de praktijk in te zetten en simpelweg te gaan gebruiken en onderhouden. Pas dan komt aan het licht waar verbeteringen mogelijk zijn en kan de producent met deze ervaringen aan de slag voor het ontwikkelen van updates en upgrades.

Terugkoppeling gegevens

De praktijk leert dat de terugkoppeling van deze ervaringen en bevindingen een bottleneck is in het proces naar optimalisatie. Zowel vanuit de gebruiker als vanuit de onderhoudsafdeling wordt er pas teruggekoppeld wanneer er écht problemen zijn. Ondertussen lopen dezelfde afdelingen wel aan tegen de 'problematiek' bij het uitkomen van (steeds weer) nieuwe updates: het kost tijd om deze te implementeren, het gaat niet altijd goed en de verbeteringen zijn voor de eindgebruiker ook niet altijd duidelijk, wat irritatie kan opwekken. In het ergste geval leidt een update tot nieuwe gebruikers- en onderhoudsproblemen, wat de irritatie alleen maar doet toenemen.

Pas bij effectief gebruik komt aan het licht waar verbeteringen en upgrades mogelijk zijn

Paul van Kempen is operationeel directeur van World Class Maintenance en legt uit: "Upgrades en updates zijn van groot belang voor zowel de gebruiker als de onderhoudsafdeling. Het maakt de machine veiliger en efficiënter en in het kader van het onderhoud zijn ze belangrijk om de machine zo goed mogelijk in topconditie te houden en de onderhoudsintervallen en levensduur te maximaliseren. Terugkoppeling is daarbij van groot belang gedurende de hele levenscyclus van een machine en niet alleen in het beginstadium direct na de introductie."

"Het zou zelfs een trigger kunnen zijn om tijdens de ontwerpfase van een volgende versie meer en beter rekening te houden met de betrouwbaarheid en onderhoudbaarheid van een machine; of zoals dat vaak in Engelse termen wordt uitgedrukt: design for reliability en design for maintainability. Het is noodzakelijk om de onderhoudsuitdagingen tijdens het gebruik aan te kunnen, zeker wanneer tijdens de levensduur de operationele omstandigheden, het product, de wet- en regelgeving of de eisen van de klant veranderen."

Digitalisering

Een mogelijke oplossing om de terugkoppeling op gang te krijgen, is te vinden in de digitalisering. Dit betekent dat uiteenlopende informatie over de werking van een machine of installatie digitaal beschikbaar komt, waardoor het kan worden verzonden naar elektronische apparaten zoals een computer maar ook een tablet of smartphone.

Door consequent gegevens te verzamelen – bij voorkeur automatisch – en deze aan de OEM'er beschikbaar te stellen, wordt een waardevolle historie opgebouwd. Deze historie is weer een uitstekende basis voor het vaststellen van trends, het ontwikkelen van updates en hiermee het verbeteren van de efficiëntie, betrouwbaarheid en beschikbaarheid van de machine.

Van Kempen: "Bij digitalisering denken we al snel aan het plaatsen van sensoren op machines om bijvoorbeeld druk, temperatuur, trillingen en snelheid te meten. Dat is precies wat er binnen Smart Industry of Industrie 4.0 gebeurt. Het verzamelen van data in het kader van updates houdt echter meer in. Ook gegevens over onderhoudsintervallen, onverwachte stilstand en procesdata zoals aantal draaiuren leveren waardevolle informatie op. Dit geldt zelfs voor data afkomstig van virtual en augmented reality tools voor het gestuurd uitvoeren en trainen van onderhoudswerkzaamheden."

"Vanuit WCM hebben we een visie ontwikkeld waarin we streven naar een zogenaamde 'Service Control Tower' (SCT): een plek waar ál deze data samenkomt en waarvan de OEM'er gebruikmaakt voor het (sneller) optimaliseren van zijn hightechequipment via upgrades. Hiermee zou het zelfs mogelijk moeten zijn om de bijbehorende processen, zoals diagnostiek voor een root-cause analyse van problemen te laten functioneren in de totale keten tijdens de gehele levenscyclus, van ontwerp tot aan afstoting en recycling."

RAMSES

Om alle mogelijkheden te onderzoeken om zo snel en goed mogelijk tot een SCT te komen, is het initiatief genomen voor project RAMSES. Dit project is onderdeel van het Nationaal Groeifonds project NXTGEN Hightech (zie ook kader) en wordt geleid door WCM samen met een breed industrieel consortium van zowel bedrijven als kennis- en onderwijsinstituten. WCM gaat daarbij uit van de driehoek: OEM'er, onderhouds- en servicebedrijven en de eindgebruiker (asset owner).

Het project onderscheidt zich door de optimalisatie van machines over hun hele levenscyclus te beschouwen. Voor het ontwerpen, produceren en onderhouden van deze machines betekent dit enerzijds het integreren van technische oplossingen zoals de eerdergenoemde sensoren maar ook software, dataopslag en connectiviteit. Daarnaast is er aandacht voor de randvoorwaarden die het mogelijk moeten maken en te vinden zijn in de bedrijfscultuur en organisatorische aspecten.

Door consequent gegevens te verzamelen wordt een waardevolle historie opgebouwd

In het project zijn een zestal onderzoeksvragen geformuleerd waar het consortium sinds eind 2023 mee aan de slag is gegaan. Deze luiden als volgt:

1. Hoe kan onderhoudskennis van de bestaande assets toegepast worden in vereiste systeem upgrades? Hoe kan informatie over storingen en fouten van systemen leiden tot de aanpassing in het design ervan?
2. Hoe kunnen updates een rol spelen in het versnellen van betrouwbaarheid met het oog op de toename en versnelling van upgrades?
3. Hoe zijn de 'design for maintenance'- en 'design for reliability'-cycli te versnellen door digitalisering en organisatorische integratie?
4. Hoe zijn VR/AR-tools te integreren in de gedigitaliseerde uitvoering van servicewerkzaamheden met het oog op het genereren van data?
5. Hoe kunnen AI machine learning-technieken onderhoudsgegevens en -ervaring, gebruiksdata en systeem-/engineeringdata analyseren en zo bijdragen aan versnelde eliminatie van ontwerpfouten of -volkomenheden tijdens de introductiefase van nieuw equipment?
6. Hoe kan een overkoepelende Service Control Tower een rol spelen in het coördineren en versnellen van bovengenoemde processen?

NXTGEN Hightech
Het Nationaal Groeifonds programma NXTGEN Hightech omvat een programma waarin ruim 330 partners in meer dan 60 projecten werken binnen zes essentiële domeinen. Hiermee leveren ze een bijdrage aan de structurele en duurzame economische groei in Nederland én bieden oplossingen voor de grote maatschappelijke uitdagingen op het gebied van onder andere de energietransitie, gezondheid, veiligheid en voeding.
Inclusief de bijdrage van € 450 miljoen uit het Nationaal Groeifonds, gaat NXTGEN Hightech tot 2030 ongeveer € 1 miljard investeren om zo in Nederland een internationaal toonaangevend ecosysteem voor hightechequipment te realiseren. Dit moet in ieder geval tot de top drie van Europa behoren en een extra bijdrage leveren aan het Nederlandse BNP van € 6 tot 11 miljard per jaar.
www.nxtgenhightech.nl

Start

In 2023 is het project officieel van start gegaan. Van Kempen: "Pragmatisme is een groot goed. Bepaalde onderzoeksvragen vereisen eerst nog meer onderzoek door de kennis- en onderwijsinstituten, maar bij andere vraagstukken kunnen bedrijven al aan de slag door het inbrengen van use cases en deze te analyseren. Daarbij hebben we onverwacht al een conclusie kunnen trekken. Uit de vele gesprekken en interviews die ik de afgelopen maanden heb gehad, blijkt specifiek het energiemanagement van hightechequipment een hoge prioriteit te hebben. Dit heeft logischerwijs enerzijds te maken met de stijgende energieprijzen, maar aan de andere kant met de hang naar verduurzamen."

Met dit laatste doelt Van Kempen op het feit dat er qua stroomafname steeds meer wordt gewerkt met groene energiebronnen waarvan de aanvoer varieert. En dat terwijl de industrie traditioneel technisch en organisatorisch is geoptimaliseerd op basis van een constante stroom. Fabrieken die bijvoorbeeld overtollige zonnestroom gebruiken voor de productie van waterstof werken op basis van het aanbod van deze groene stroom en schakelen dus in verschillende frequenties en tijdstippen. De praktijk leert dat dit leidt tot andere faalmechanismen die een andere aanpak van het onderhoud vereisen om deze hightechapparatuur efficiënt en betrouwbaar te kunnen blijven gebruiken.

Van Kempen besluit: "NEXTGEN Hightech loopt officieel tot 2029, maar uiteraard zullen we in de tussenliggende tijd regelmatig met onze bevindingen naar buiten komen. Zeker omdat het de bedoeling is om van de ingebrachte use cases veel te leren en deze kennis beschikbaar te stellen voor een brede toepassing in de hele industrie waar hightechequipment wordt ingezet."

"Voor bedrijven die zelf mogelijk al een begin willen maken met het digitaliseren van de onderhoudsketen raad ik aan: ga vooral eerst eens kijken welke data al beschikbaar zijn. Dat is vaak meer dan je denkt. Componenten als frequentieregelaars genereren automatisch bruikbare data. Meetsensoren zijn vaak ook al beschikbaar om processen in goede banen te leiden en laatst hadden we een prachtig voorbeeld van een productieafdeling die veel data genereerde maar zich niet bewust was van het feit dat de onderhoudsafdeling daar zijn voordeel mee kon doen. Door bezig te zijn met de materie, te kijken bij andere bedrijven en ervaringen te delen is al snel laaghangend fruit te plukken."