Wat houdt 'Slim werken' in?
De digitale fabriek. Machines worden digitaler en zijn digitaal met elkaar verbonden. In de transformatie naar Industry 4.0 gaat het in eerste instantie om digitaliseringen van alle interne administratieve en engineering-/werkvoorbereidingsprocessen. Parallel hieraan gaat het om de automatisering en digitalisering van productieprocessen en het logistieke proces op de werkvloer. In de laatste stap van de transformatie naar een digitale fabriek gaat het over de digitale koppeling met toeleveranciers en met klanten (IndustrieVandaag, 2023a).
“De fabriek wordt digitaler, wat betekent dat het gehele proces, van offerte tot eindproduct, steeds meer digitaal zal verlopen. Medewerkers zullen steeds meer digitale kennis nodig hebben: hoe ze een product correct maken, hoe ze een programma maken, welk gereedschap nodig is en hoe dit gereedschap in de computer staat.”
Kevin Tieltjes, Tieltjes Precision Parts B.V.
Slimme technologieën en gekoppelde softwaresystemen
Er wordt steeds meer geïnvesteerd in slimme technologieën zoals augmented reality en pick to-by light systemen voor het aanduiden van onderdelen. Ook camera’s en sensoren worden vaker ingezet en zijn ondersteunend in het maakproces.
"Een voorbeeld van continu verbeteren is de ontwikkeling van onze eigen Pick to light, of pick by light module, dit is simpel gezegd een systeem met een beamer die boven het hoofd hangt en precies aangeeft uit welk bakje een onderdeel op dat moment gepakt moet worden. Een lampje brandt rood om aan te geven dat er iets uit dat bakje gepakt moet worden. Nadat het juiste aantal items is gepakt, verandert het lampje naar groen, wat aangeeft dat de taak voltooid is. Dit helpt medewerkers om foutloos te werken en voorkomt het zoeken op een tekening."
Manfred Krooshof, Bronkhorst High-Tech B.V.
Aansturen van machines gebeurt steeds meer via programmeerbare software, bijvoorbeeld aansturen van CNC-machines. De beginnende beroepsbeoefenaar moet de machine door en door kennen om het goede product eruit te krijgen en dat is niet altijd makkelijk. De complexiteit van de machine staat 1-op-1 met de complexiteit van programmeren. Ook simpele handelingen worden steeds vaker geautomatiseerd. Fabrikanten komen met eigen softwaresystemen, meestal gebaseerd op CAD/CAM-principes.
Koplopers in de Metaal & Metalektro experimenteren, vaak binnen R&D-afdelingen, met nieuwe technologieën zoals (explainable) AI / kunstmatige intelligentie, distributed ledger technology (bijvoorbeeld blockchain en advanced data analytics). Een aantal organisaties zet de stap naar ChatGPT. ChatGPT kan een rol spelen in het optimaliseren van kwaliteitsprocessen, analyseren van data en het voorspellen van eventuele problemen (Zewe, 2023).
“Eerder maakten tekenaars een tekening voor elk afzonderlijk item. Nu maken ze templates voor een productreeks, die parametrisch worden opgebouwd. De tekeningen worden automatisch gegenereerd, zodat alles al klaarstaat bij een nieuwe order. Normaal gesproken kan het direct naar productie. De focus ligt dus meer op het parametrisch voorbereiden van routers en dergelijke zaken aan de voorkant.”
Jeroen Huijs, Seco Tools
Digital twins
Digital twins worden steeds prominenter in het marktsegment Metaal & Metalektro. Digitale voorstellingen van een fysieke fabriek kunnen worden gebruikt om productieprocessen te verbeteren. Ze worden gebruikt voor het modelleren en simuleren van productieprocessen. Stel dat de medewerker wil weten wat de impact is van het veranderen van het onderhoudsschema van de lasersnijmachines. Met een digital twin kun je uittesten wat de invloed is van deze wijziging op de productie.
Systems engineering
Model based systems engineering (MBSE) is een methodiek die is gericht op het creëren en exploiteren van complete digitale systeem- en engineeringmodellen. Het dient als het primaire middel voor het delen van informatie, vereisten en feedback, in tegenstelling tot de traditionele manier van systems engineering, gebaseerd op het delen van documenten. Systems engineering wordt al jarenlang toegepast in de auto- en vliegtuigindustrie, de ruimtevaartsector, zoals het Extremely Large Telescope-project (ELT), en voor grote infrastructurele (spoor)wegprojecten, maar moet zijn weg nog vinden in de maakindustrie. MBSE biedt als voordelen het kunnen engineeren van complexe multidisciplinaire systemen, het verbeteren van de communicatie tussen engineers en andere betrokkenen, een betere traceerbaarheid en kleinere faalkans (IndustrieVandaag, 2023b).
Cybersecurity
Volgens onderzoek (Cyberdefense, 2024) was de maakindustrie in 2023 het grootste doelwit van cyberaanvallen: bijna 33 procent trof deze sector. Al jaren is deze industrie het vaakst getroffen. Doordat steeds meer systemen onderling met elkaar verbonden zijn door internet of things, wordt de noodzaak van cybersecurity steeds belangrijker. Organisaties zijn zich hier steeds meer van bewust, maar ondernemen nog niet altijd de juiste acties om cybersecurity op orde te hebben.
Wat is de impact van 'Slim werken' op dossierniveau?
In de komende jaren zal digitalisering alleen maar toenemen, waardoor werkprocessen steeds complexer worden, met name vanwege het groeiende gebruik en de afhankelijkheid van data. Dit creëert een grotere behoefte aan medewerkers die in staat zijn het overzicht te behouden over deze processen en deze effectief kunnen coördineren (Maas et al., 2024).
Vision- en pick-by-light-systemen ondersteunen de handelingen die de beginnende beroepsbeoefenaar doet. Bij visionsystemen bijvoorbeeld, gaat het om precies en meer efficiënt kunnen werken. Softwaresystemen koppelen apparaten aan elkaar en dat maakt dat een operator het hele productieproces kan overzien en de beslissing baseert op de informatie verkregen uit systemen. De kennis over softwaresystemen is essentieel en onmisbaar. Organisaties binnen Metaal & Metalektro halen deze specialistische kennis vaak binnen door langetermijncontracten af te sluiten met specialistische softwarebedrijven. Zij hebben kennis van software, automatisering en specifieke machinekennis. Dit kent ook z’n nadelen, want het maakt organisaties kwetsbaar en strategisch afhankelijk. De samenwerking met deze bedrijven is belangrijk en in veel dossiers zichtbaar. Ook de vraag naar software in producten groeit. Programmeren is een wezenlijk onderdeel hiervan en wordt steeds belangrijker om productkwaliteit te kunnen (blijven) leveren.
Door digitalisering en automatisering van werk- en productieprocessen groeit de afstand tussen engineering en de werkvloer. Deze groeiende afstand maakt dat engineering niet goed kan inschatten of tekeningen in machines ook daadwerkelijk produceerbaar zijn. Daarnaast wordt materiaalkennis ook belangrijker. Soms is een brugfunctie tussen beide disciplines nodig om deze vertaalslag te kunnen maken en faalkosten te verminderen. Er is zodoende meer oog voor reverse engineering.
De innovaties volgen elkaar in hoog tempo op en dat betekent dat je leven lang ontwikkelen van belang is. Fabrikanten komen met verschillende softwaresystemen, vaak gebaseerd op CAD/CAM, maar vragen wel om kennis en vaardigheden om die correct te kunnen gebruiken. Ook wordt er meer geëxperimenteerd met nieuwe technologieën zoals AI, distributed ledger technology, etc. en dat vraagt om een nieuwsgierige, open houding van beginnende beroepsbeoefenaars binnen alle dossiers.
In een steeds meer gedigitaliseerde omgeving wordt cybersecurity van vitaal belang. Het is essentieel dat alle beginnende beroepsbeoefenaars beschikken over basisvaardigheden op het gebied van cybersecurity (Maas et al., 2024).
-
Wat verandert er?
Steeds meer machines en producten zijn voorzien van slimme software, en machines zijn met elkaar verbonden door deze software. De industrie wordt als zodanig steeds digitaler en dat heeft invloed op de kennis en vaardigheden van de beginnende beroepsbeoefenaar. Zo wordt materiaal- en machinekennis steeds belangrijker om de producten op de juiste manier te produceren en tot het gewenste eindproduct te komen. Deze (verregaande) digitalisering vindt met name plaats bij de grotere organisaties binnen de maakindustrie (producenten van onderdelen, gereedschappen, etc.). Bij kleinere bedrijven, die met name stukwerk maken, vindt digitalisering en automatisering minder plaats. Wel werken de meeste organisaties met ERP-systemen.
(Grotere) geautomatiseerde organisaties passen steeds meer slimme technologieën in het maakproces toe. Vision- en pick-by-light-systemen ondersteunen de beginnende beroepsbeoefenaar in productietechniek in efficiënt en foutloos werken. Repetitieve taken worden overgenomen of ondersteund door robots (zie Trend Robotisering).Naast dat machines en het maakproces van slimme software zijn voorzien, neemt de software in producten ook toe. Andere technologieën, zoals kunstmatige intelligentie, krijgen meer voet aan de grond.
Uitdagingen in de weg naar automatisering en digitalisering worden gevormd door verouderde machines en beperkte mogelijkheden voor vernieuwing vanwege hardware-afhankelijkheid. Een aantal mkb-bedrijven vindt het moeilijk om automatiseringsprocessen te synchroniseren met verouderde hardware, waardoor de ontwikkeling van nieuwe technische vaardigheden binnen deze bedrijven beperkt blijft (Bartsch et al., 2020).
Wat is de invloed op de werkzaamheden?
Voor de beginnende beroepsbeoefenaar is het belangrijk om 3D-tekeningen te kunnen lezen, kennis te hebben van CAD/CAM-tekenpakketten en met deze software te kunnen werken om machines in te stellen en aan te sturen. Programmeren is een belangrijke vaardigheid voor de beginnende beroepsbeoefenaar in productietechniek en vraagt om meer georganiseerd werken. Het werk wordt meer in ‘hokjes’ verdeeld. Van beginnende beroepsbeoefenaars wordt verwacht dat zij meedenken en adviseren over de maakbaarheid van het product en afstemmen, zich laten inlichten of hulp inschakelen wanneer zij vragen hebben over de instellingen van machines en (te schrijven) software. Om een goed beeld te kunnen vormen van de maakbaarheid van het product is naast digitale kennis en machinekennis ook materiaalkennis belangrijk. Aluminium bijvoorbeeld, heeft hele andere eigenschappen en een manier van bewerken dan nikkel. Dit vraagt om andere snijgereedschappen en boren. De beginnende beroepsbeoefenaar moet weten welk gereedschap hij moet gebruiken voor een specifiek materiaal. Ook met de komst van nieuwe materialen en innovaties, wordt materiaalkennis complexer.
ICT-kennis wordt steeds belangrijker, omdat er steeds meer software in producten wordt toegepast. Dit vraagt van de beginnende beroepsbeoefenaar om afstemming met partners/collega’s die kennis van deze software hebben. Zo wordt ook het schrijven van programma’s voor geautomatiseerde productie een belangrijkere vaardigheid. Alle gereedschappen moeten in de ‘digitale machine’ voorkomen om ermee te kunnen werken. Daarnaast wordt de vaardigheid belangrijker om een digital twin te interpreteren en bij te stellen.
In het algemeen is het voor de beginnende beroepsbeoefenaar belangrijk om een open houding te hebben ten aanzien van je een leven lang ontwikkelen.
-
Wat verandert er?
De steeds verdergaande integratie van internet of things (IoT) in mechatronische systemen maakt het mogelijk om apparaten en componenten met elkaar te laten communiceren. Dit opent de deur naar slimme mechatronische systemen die realtime gegevens kunnen verzamelen, analyseren en reageren op veranderende omstandigheden. Ook machinelearning en kunstmatige intelligentie worden steeds vaker toegepast in mechatronische systemen voor patroonherkenning, voorspellend onderhoud, adaptieve controle en autonome besluitvorming.
Grotere maakbedrijven werken steeds meer met digital twins van hun productieprocessen. Binnen mechatronica worden digital twins gebruikt voor simulatie, monitoring en optimalisatie van apparaten en processen. Dit draagt bij aan een beter begrip van prestaties en onderhoudsbehoeften.
Met de toename van connectiviteit en digitalisering is het belangrijk om aandacht te besteden aan de veiligheid en beveiliging van mechatronische systemen. Er zijn namelijk steeds meer (IndustrieVandaag, 2023a) aanwijzingen dat de huidige programma’s voor digitale transformatie en het verplaatsen van applicaties naar de edge nog grotere beveiligingsrisico’s met zich meebrengen en uiteindelijk organisaties duur kunnen komen te staan.
Wat is de invloed op de werkzaamheden?
De beginnende beroepsbeoefenaar moet een goed begrip hebben van de integratie van IoT in mechatronische systemen. Naast de fysieke toepassing van bijvoorbeeld sensoren in systemen gaat het ook over het omgaan met realtimedata.
Digital twins stellen beginnende beroepsbeoefenaars in staat om virtuele simulaties en tests uit te voeren voordat ze fysieke interventies doen. Hierdoor kunnen ze verschillende scenario's evalueren, potentiële problemen identificeren en met oplossingen komen.
In mechatronica spelen software-updates een steeds grotere rol. Beginnende beroepsbeoefenaars moeten in staat zijn om firmware en software van mechatronische systemen bij te werken, om nieuwe functies toe te voegen, beveiligingsproblemen op te lossen en prestatieverbeteringen te implementeren.
-
Wat verandert er?
Werken in de cloud wordt steeds meer de norm. Deze manier van werken maakt het makkelijker om tekeningen te delen met andere belanghebbenden en op afstand samen te werken aan projecten. Werken in digitale ontwerptools en computer-aided design (CAD)-software is niets nieuws, maar het is wel steeds meer gewild omdat CAD-programma’s onder andere 3D-modellering en simulaties mogelijk maken.
Wat is de invloed op de werkzaamheden?
Beginnende beroepsbeoefenaars krijgen meer te maken met 3D-tekeningen en 3D-visualisaties. Het is van belang om deze vaardigheid goed onder de knie te krijgen om ontwerpfouten te minimaliseren – en nog liever: te voorkomen. Ontwerpfouten hebben namelijk veel impact op de productie en er is veel geld mee gemoeid.
-
Wat verandert er?
Digitalisering in de industrie verhoogt de efficiency in de hele operatie. Naast kortere doorlooptijden, foutreductie en kwaliteitsverbetering geven digitalisering en ICT de mogelijkheid om innovatieve producten te ontwikkelen en vernieuwende servicemodellen te introduceren (ING, 2024). Daarnaast kunnen door digitalisering en automatisering routinematige taken worden geautomatiseerd, waardoor engineers zich meer kunnen richten op complexere en creatievere aspecten van hun werk, zoals ontwerp, en optimalisatie van het productie- en werkproces.
In de maakindustrie spelen augmented reality en virtual reality een steeds belangrijkere rol bij onderhoud en reparaties, productvisualisatie, assemblage en trainingen (FasterCapital, 2024). VR-technologie wordt bijvoorbeeld steeds meer gebruikt bij het visualiseren van complexe machines en werkprocessen. De opkomst van 5G-technologie speelt een belangrijke rol in de versnelling van de toepassing van VR, doordat het met 5G makkelijker en goedkoper wordt om VR op de werkvloer te integreren.
Kunstmatige intelligentie wordt ook ingezet voor het virtueel simuleren van een proces, product of fysieke omgeving. Digital twins zorgen ervoor dat diagnostische handelingen op afstand gedaan kunnen worden doordat een medewerker een virtueel model bekijkt. Of dat een hele productielijn kan worden gevirtualiseerd, om te analyseren waar die efficiënter kan worden gemaakt. Met behulp van IoT-sensoren in de fysieke lijn gebruikt zo’n digital twin informatie uit de fysieke wereld om de nabootsing te verbeteren en aan te passen aan de daadwerkelijke omgeving.
Wat is de invloed op de werkzaamheden?
Voor de beginnende beroepsbeoefenaar is het belangrijk om zich continu te blijven ontwikkelen op het gebied van nieuwe software. Dit vraagt om andere vaardigheden en een andere manier van communiceren. De beginnende beroepsbeoefenaar moet zich bekwamen in het werken met deze software. Bijvoorbeeld goed inzicht hebben in de consequenties van ontwerpaanpassingen is van belang voor de productie.
In de maakindustrie groeit de vraag naar engineers die actief op de productievloer participeren, betrokken zijn bij implementatie en oplossingen bieden voor productiemedewerkers. De toenemende rol van software in productieprocessen vraagt om meer software-engineers met een technische achtergrond, terwijl elektro- en werktuigbouwkundige engineers op hun beurt ook meer softwarekennis moeten hebben (Bartsch et al., 2020).
Ook andere technologieën zoals VR en AR zijn van belang om kennis van te hebben en die te integreren in de werkzaamheden. Organisaties investeren namelijk voortdurend in nieuwe productiemachines, waardoor beginnende beroepsbeoefenaars ook bijgeschoold moeten worden in het gebruik van de nieuwe machines. Met behulp van 5G-technologie en augmented reality kan een groot deel van de training plaatsvinden in een virtuele omgeving, waarbij beginnende beroepsbeoefenaars op afstand getraind worden.
-
Wat verandert er?
De werkvoorbereider fabricage heeft een sleutelrol in de planning en coördinatie van de productie. Werken met digitale systemen is in deze functie van groot belang, omdat er veel moet worden afgestemd. Veel systemen zijn nog opzichzelfstaand, maar de verwachting is dat deze systemen steeds meer integreren.
Kunstmatige intelligentie, in combinatie met sensortechnologie, wordt steeds vaker toegepast bij CNC-machines, om die autonoom te kunnen laten draaien. Het vakmanschap verschuift naar digitale systemen, waarmee maakbedrijven hun onbemande productie bewaken én minder afhankelijk worden van schaarse vakmensen. De beginnende beroepsbeoefenaar verlegt de aandacht naar het optimaliseren van het proces, bijvoorbeeld met behulp van robots en cobots. Hierbij is de ontwikkeling gericht op eenvoudiger programmeren, zonder specifieke robotkennis, flexibele grijpersystemen én het gebruik van visionsystemen. Camera’s zorgen er in combinatie met machinelearning voor dat de robot zelf producten herkent en weet hoe ze vast te pakken.
Wat is de invloed op de werkzaamheden?
Voor de beginnende beroepsbeoefenaar verandert er niet noemenswaardig veel als het gaat om het werken met digitale systemen, want dit doen zij al jaren. Wel veranderen de systemen en worden ze geavanceerder en meer met elkaar gekoppeld. Internet of things (IoT) doet hier een duit in het zakje en zorgt voor slimme connecties en data-uitwisseling. Voor de beginnende beroepsbeoefenaar is het met name van belang om goed op de hoogte te zijn van deze ontwikkelingen en software-updates te blijven volgen.
-
Wat verandert er?
Digitalisering maakt het mogelijk om machines en apparatuur in de werkplaats te verbinden via het internet of things (IoT). Hierdoor kunnen beginnende beroepsbeoefenaars realtime gegevens verzamelen over machineprestaties en onderhoudsbehoeften, waardoor de uptime van machines wordt gemaximaliseerd en de operationele efficiëntie verbetert. Er wordt steeds meer CAD/CAM-software gebruikt en deze software stuurt CNC-machines aan.
Wat is de invloed op de werkzaamheden?
Digitalisering vereist dat beginnende beroepsbeoefenaars nieuwe vaardigheden verwerven, zoals het kunnen werken met CAD/CAM-software, het begrijpen van CNC-programmering en het omgaan met geautomatiseerde machines. Het is belangrijk dat beginnende beroepsbeoefenaars zich blijven bijscholen om bij te blijven met deze veranderingen in het vakgebied.
De essentiële vaardigheden voor de kernactiviteiten in verspaning en plaatbewerking blijven grotendeels ongewijzigd, terwijl automatisering en mechanisering uitdagender zijn voor metaalbewerking op kleine schaal of bij gespecialiseerde producten (Bartsch et al., 2020).
-
Wat verandert er?
Het construeren van gereedschap gebeurt steeds meer in een digitale omgeving, waarbij CAD/CAM-software onmisbaar is. In de 3D-tekening van het werkstuk wordt bijvoorbeeld bepaald waar de gaten moeten komen. Deze software is nodig om CNC-machines aan te sturen. De CNC-machines worden steeds geavanceerder en stellen beginnende beroepsbeoefenaars in staat om met extreme nauwkeurigheid te produceren. Ook hebben digitale technologieën de herhaalbaarheid van productieprocessen binnen de precisietechniek aanzienlijk verbeterd. CNC-machines kunnen complexe bewerkingen uitvoeren met minimale toleranties, waardoor componenten geproduceerd kunnen worden die voldoen aan de meest veeleisende specificaties.
Wat is de invloed op de werkzaamheden?
Ontwikkelingen in software stellen beginnende beroepsbeoefenaars beter in staat om complexe componenten te ontwerpen en te produceren. Digitale modellen worden steeds geavanceerder en verbeteren de automatisering van processen. Voor de beginnende beroepsbeoefenaar is het in het kader van je een leven lang ontwikkelen van belang om digitale vaardigheden te blijven ontwikkelen. Denk bijvoorbeeld aan het programmeren van CNC-machines en het interpreteren van digitale ontwerpen.
-
Wat verandert er?
De Nederlandse industrie digitaliseert en automatiseert. First time right van productie en het product met inzet van ICT, simulatiegereedschappen in software en nieuwe fabricagetechnologieën (bijvoorbeeld 3D-printen), maakt produceren en de gemaakte producten efficiënter, goedkoper, duurzamer en kwalitatief hoogwaardiger.
Wat is de invloed op de werkzaamheden?
De beginnende beroepsbeoefenaar krijgt steeds meer te maken met digitalisering en automatisering. Slimme software die meer inzichten geeft en digitale tools voor planning, administratie en samenwerking. Voor de beginnende beroepsbeoefenaar is het van belang om kennis van deze tools te hebben en ermee te kunnen werken.
