Artificiële intelligentie
Rondom artificial intelligence en digital twinning is er veel verwarring. Steven Latré is hoogleraar gedistribueerde intelligentie aan de Universiteit van Antwerpen en IMEC. Tijdens ABISS 2021 legde hij uit wat artificiële intelligentie (AI) wel én niet kan in een industriële omgeving.

‘Éen van de misverstanden is dat AI alles volledig automatiseert’, aldus Latré. ‘Klopt niet, AI ondersteunt de mens. Ook is het niet zo, dat AI altijd duur is.’

Populaire en soms een beetje verontrustende filmpjes op internet tonen robots van Boston Dynamics, die over allerlei obstakels lopen en springen, of dansen op muziek.

‘Dát is het beeld wat veel mensen nu van AI hebben. Wat die robots doen is echter juist hard gecodeerd. Elke stap verloopt voorspelbaar. Ze kunnen dus geen onbekend tracé afleggen, of dansen op ándere muziek.’

ABISS 2021 (foto Industrialfairs)

Hond of kat
Wat is dan wél AI? ‘In de kern gaat het om software die conclusies trekt op basis van nieuwe data’, vervolgt Latré. ‘Bij een willekeurige foto van een hond of een kat kan AI je bijvoorbeeld vertellen welk dier het is. Daartoe wordt de software vooraf getraind met een bekende dataset. Tijdens dat proces past de software zich aan, waardoor die steeds slimmer wordt.’

Om dit uit te leggen vraagt Latré aan de ABISS-deelnemers om voor een aantal foto’s aan ‘de computer’ te laten weten of het om een hond of kat gaat. Reeds na enkele honderden foto’s is de voorspelling die de computer doet voor een nieuwe afbeelding in 90% van de gevallen goed.

Op basis van data van één enkele sensor kun je al een AI-oplossing bouwen. In het voorbeeld volstaat de camera van een smartphone. ‘AI staat nog in de kinderschoenen. Met het topje van de ijsberg dat nu beschikbaar is, kun je echter al heel veel. Je hebt enkel data nodig, waar een bepaald patroon in zit.’

Computer Vision
Het hond/kat voorbeeld is een eenvoudige vorm van computer vision. ‘Een industriële toepassing, bij recyclingbedrijf Recupel, is elektronische apparaten herkennen. Die passeren daar op een lopende band. Het vision-systeem kan er bijvoorbeeld mobiele telefoons uitpikken, waar nuttige metalen inzitten zoals lithium, goud en zilver. Urban mining heeft dat, de maatschappij als delfstoffenbron.’

Een heel andere AI toepassing is ‘voelen’ of een tros van een schip in de Antwerpse haven een buitensporige kracht uitoefent op een bolder. De mogelijkheden zijn eindeloos. Latré is bijvoorbeeld betrokken bij een project om binnenvaartschepen zelfsturend te maken, op basis van relatief eenvoudige sensoren.

Steven Latré: ‘Je kunt nog niet met Artificial Intelligence praten zoals met een collega’

Causale verbanden
Toch kan AI ook nog heel veel niét. ‘Je wilt graag met zo’n systeem praten als met een collega. Ook herkent AI wel patronen, maar wordt niet begrepen waarom iets gebeurt. Een slapende kat met een streepjespatroon kan daarom worden aangezien voor een brood.’

Verder is AI nog slecht in het leggen van causale verbanden. ‘Het oplopen van zonnebrand kan bijvoorbeeld worden gecorreleerd aan een hogere verkoop van ijsjes.’

Toch kán het wel, AI logisch laten redeneren. ’Voor Jumbo Visma ontwikkelden we een applicatie die aangeeft of fietsers meer of minder moeten trainen.’

Naast het intuïtiever en menselijker maken van AI, zijn er nog meer interessante onderzoeksdoelen voor het komende decennium. ‘Het energieverbruik door AI neemt exponentieel toe. Een mogelijke oplossing is tiny machine learning: hard- en software op één chip. Bijkomend voordeel is dat privacygevoelige data dan lokaal blijven.’

MES 4.0 dicht de digitale Kloof
Manufacturing Execution Systems (MES), tegenwoordig aangeduid als Manufacturing Operations Management Systems (MOMS), moeten de digitale kloof dichten tussen administratie en fabriek. Al zeker twintig jaar is dit echter meer een belofte dan werkelijkheid! De toenemende bezorgdheid over cyber security is daar debet aan.

Eén slecht beveiligd apparaat kan al een toegangspoort zijn tot je hele bedrijfsnetwerk. Zelfs cloud diensten van grote bedrijven zoals Sony (Playstation) bleken niet veilig voor hackers.

Johannes Cottyn: ‘Ik ben positief gestemd over MES 4.0: modulaire, schaalbare en flexibele oplossingen’

Schaalbaar en flexibel
Johannes Cottyn ziet de toekomst voor MES niettemin zonnig in. Hij is professor industriële automatisering aan Universiteit Gent, en core lab manager van Industrial Systems Engineering (ISyE) bij Flanders Make.

Cottyn: ‘Ik ben positief gestemd over MES 4.0: modulaire, schaalbare en flexibele oplossingen. In één van de industrie 4.0 proeftuinen, gesubsidieerd door Vlaio, onderzoeken we de mogelijkheden. Dat project heet MES4SME, MES voor het midden- en kleinbedrijf.’

‘Vroeger stelden bedrijven meestal de volgende vraag: moet ik mijn ERP-systeem beter benutten, of kan ik beter een apart MES aanschaffen. Nu is het meest prominente dilemma: moet het één MES-oplossing worden, of een mix van best-of-breed software, met elkaar verbonden via het industriële internet of things. Anders geformuleerd: wordt het een intergrale MES-oplossing met licenties voor gebruik en vendor lock-in, of stel je een mengsel samen van open en decentrale MES-oplossingen, op abonnementsbasis.’

Uitstellen
Cottyn’s antwoord is niet éénduidig. ‘Waarschijnlijk ben je het beste af met een mix. Je kunt dan sectorspecifieke modules die zich hebben bewezen, bijvoorbeeld een scheduling- of een dashboardsysteem, met elkaar koppelen via een flexibel en schaalbaar IIoT platform. Bedrijven die al een MES oplossing hebben, kunnen die op dezelfde manier eenvoudig en kostenefficiënt moderniseren.’

Wat je in elk geval níet moet doen is processen die nu goed verlopen, aanpassen om ze binnen een MES te laten passen.

‘Inventariseer eerst welke software je nu al hebt, en bepaal dan wat het meest dringend nodig is. Je moet de keuze voor nieuwe software zo lang mogelijk uitstellen, want het gaat om een beslissing voor een hele lange periode. Zodra je meer dan vrijblijvend contact hebt met leveranciers word je blind voor alternatieven. Eigenlijk moet je eerst een visie ontwikkelen voor 30 jaar vooruit, en dan bedenken welk IT-landschap daarbij past. Begin met een wensenlijstje, met daarop functionaliteit die je moet hebben, en dingen die daarnaast nuttig kunnen zijn. En kijk ook naar zachte factoren. Hoe goed katalyseert een oplossing bijvoorbeeld procesverbetering door beslissingsondersteuning, en hoe gebruiksvriendelijk is het. Vlaamse bedrijven kunnen twee dagen gratis deelnemen aan ons living lab, om een begin te maken met hun MOMS-strategie.’ 

Digital Twin
Michael Rademaker is AI-manager bij onderzoekscentrum IMEC-Idlab. Hij zoomt in op een ándere vaak onbegrepen component van Smart Industry: de Digital Twin. Dit betreft een digitale kopie van een fabriek of machine.

Michael Rademaker: ‘Een digital twin gebruik je om de prestaties van industriële assets, zoals bijvoorbeeld een windturbine, te monitoren, te simuleren, te voorspellen en/of te verbeteren’

Een digital twin toont je in realtime diagnostische informatie. Je kunt hem ook loskoppelen, om er experimenten mee te doen. ‘Een digital twin gebruik je om de prestaties van industriële assets, zoals bijvoorbeeld een windturbine, te monitoren, te simuleren, te voorspellen en/of te verbeteren’, aldus Rademaker.

Wij danken onze partners/adverteerders, door hen kunnen wij onafhankelijke artikelen maken!
Ontdek bijvoorbeeld hoe onderstaande partij Smart Industry in de praktijk helpt brengen!

Kepner-Tregoe

Kepner-Tregoe (KT) helpt bij het achterhalen van oorzaken van complexe problemen in productie, zodat de productkwaliteit, productiviteit en de operationele resultaten zichtbaar verbeteren. De kosten van downtime en producten die niet voldoen aan kwaliteitseisen, hebben een cruciale impact op winstgevendheid en klanttevredenheid.

Met het KT model voor Problem Solving in Operations, zorgen we er voor dat onze klanten hun processen stroomlijnen, equipment efficiënt benutten en dat de producten voldoen aan de klanteisen.

> Naar website

> Toon andere adviseurs categorie Smart Industry

Inzicht
Formeel is een digital twin een digitale representatie van een fysiek object. De tweeling geeft je inzicht in het huidige gedrag van een object, én je kunt onderzoeken wat er waarschijnlijk gebeurt bij fictieve omstandigheden. ‘Om dat mogelijk the maken moet er communicatie zijn in twee richtingen tussen het fysieke object en de representatie daarvan.’

Verbetering van de doorstroom van verkeer via simulaties met een Digital Twin. Op dezelfde manier kun je taken ook beter over een werkvloer verdelen.

Verkeer regelen
Met een digital twin kun je verkeer op een kruispunt met stoplichten regelen, opdat de doorstroom maximaal wordt. ‘Je kunt er op soortgelijke wijze het scheepvaartverkeer in de Antwerpse haven mee sturen, zodat dit optimaal gebruik maakt van de infrastructuur. En je kunt er productieplanningen en routings mee optimaliseren, op basis van historische én actuele data.’

Rademaker geeft echter ook een waarschuwing af. ‘Begin pas met een digital twin als je bedrijf daar qua digitalisering klaar voor is. Ook moet helder zijn welke voordelen het je concreet op moet leveren, en hoe je dit meetbaar maakt. Houd elke oplossing zo eenvoudig mogelijk. Is een vraag simpel te beantwoorden, of kun je met een paar simpele sensoren een machine monitoren, dan is een digital twin vermoedelijk niet nodig. Het werkt daarentegen wél goed bij gecompliceerde problemen. Dan zijn er weliswaar veel bekende oorzaak-gevolg relaties, maar ziet een mens door de bomen het bos niet meer. Een digital twin geeft dan helderheid.’

Tenneco paste Artifical Intelligence aanvankelijk toe om de variatie in álle cyclustijden van een productielijn te monitoren. Daar kwamen fraaie plaatjes uit, waar je echter niet veel mee kon! In deel 2 van dit artikel een oplossing die wél werkt.

Complexe problemen
Het lijkt aantrekkelijk om Digital Twins of AI ook los te laten op complexe problemen. Dat is de categorie vraagstukken, waarbij je echt helemaal geen idee hebt van oorzaak en gevolg.

Daar moet je echter mee oppassen. Tenneco paste Artifical Intelligence toe, met als doel een hogere Overall Equipment Effectiveness (OEE). Hiertoe werden de variaties in álle cyclustijden van een complete productielijn gemonitord. Daar kwamen fraaie plaatjes uit, waar je verder niet veel mee kon. Dit veranderde pas, toen ze veel gerichter gingen monitoren. Meer daarover en nog twee andere cases in deel twee van dit artikel!