Kornelis in transitie naar smart factory

Kornelis in Steenwijk vormt momenteel haar fabriek om tot één van de modernste fabrieken voor sluitingen in Europa. Geheel volgens de Industy 4.0-gedachte registeren sensoren het spuitgietproces en alle variabelen daaromheen. De beheersing van de informatiestroom die hieruit voortkomt, is essentieel, aldus projectleiders Ytsen de Boer en Marco Dubbelman.

‘Het ideaalbeeld voor de toekomst is dat onze klanten hun caps and closures kunnen bestellen zoals consumenten nu artikelen bestellen bij bijvoorbeeld Wehkamp en BOL.com’, zegt Ytsen de Boer. ‘Klanten kunnen online de prijzen zien en aan de groene bolletjes op de site checken of er voorraad is. Na betaling gaat het hele proces lopen en ligt de bestelling de volgende dag op de mat.’  Het intelligente besturingssysteem achter de website dat hiervoor nodig is, weet exact wat er allemaal moet gebeuren om de bestelling te realiseren. Het plant de orders in en stuurt de productielijnen aan met de nodige recepturen en machine-instellingen. Het besturingssysteem krijgt ook informatie terug afkomstig uit de productie. Een smart factory met machines die volhangen met sensoren die de productiviteit meten. Zij houden alles bij: proceswaarden, alarmen, vision control-beelden, temperatuur, luchtvochtigheid, energieverbruik, uitval, storingen, logboeken, controlelijsten, et cetera. Al die informatie gaat het systeem in en draagt er aan bij dat de klant weet wat een bestelling kost en wanneer die gereed is en wordt bezorgd. De hypermoderne spuitgietfabriek die Kornelis nu bouwt, is geheel ontwikkeld volgens de Industry 4.0-gedachte (ook wel Smart Industry genoemd). Een fabriek die constant de conditie monitort van de machines, onderhoud voorspelt en de big data genereert waarmee het efficiënter kan produceren. Ytsen de Boer, projectleider bij Kornelis, en Marco Dubbelman, directeur van adviesbureau GotoGemba, zijn het brein achter de nieuwe opzet van de fabriek. Zij sturen samen de ingehuurde ICT-specialisten aan.

Organisatorische gevolgen
De planner speelt momenteel een cruciale rol binnen Kornelis. Als die een order binnenkrijgt via verkoop kijkt hij welke machines en mensen er beschikbaar zijn en hij controleert of er voldoende grondstoffen aanwezig zijn. ‘Als de planner er niet is, hebben we een uitdaging’, zegt De Boer. ‘Die heeft zoveel kennis van het proces. Hij weet welke machines beschikbaar zijn en welke operators je het beste kunt inzetten voor een bepaalde klus. Die kennis zit allemaal in zijn hoofd. Om het proces te automatiseren, moeten we die kennis boven water zien te krijgen en in het systeem stoppen. Dat geldt voor de machines, maar ook voor de mensen. Zo kwalificeren we de operators op hun ervaring en definiëren dat in het systeem. Als je een productieteam samenstelt, moeten er bijvoorbeeld minimaal twee ervaren krachten in en mag er maximaal één onervaren medewerker in zitten.’
‘Momenteel gaat er heel veel tijd zitten in de interviews met de medewerkers’, zegt Dubbelman. ‘Je moet wel selectief zijn in de informatie die je van hen krijgt, want je kunt namelijk heel veel informatie in het systeem stoppen, maar dat wil niet zeggen dat alle info belangrijk is. Je streeft er naar om het systeem zo eenvoudig mogelijk te maken voor de gebruikers. De beheersbare intelligentie moet in de software zitten. Het systeem moet intuïtief werken en het is niet van belang of een medewerker wel of niet ervaring met computers heeft. Ook het opleidingsniveau is niet bepalend voor het toepassen van nieuwe technologie. Iedereen zit in de pauze met een smartphone in de hand. Daarom is in overleg met de medewerkers de hele fabrieksbesturing als een smartphone gebouwd.’

Piramide
Het intelligente besturingssysteem is schematisch samen te vatten in de automatiseringspiramide. Bovenin de piramide zit het ERP-systeem, dat alle financiële en klantgerichte processen binnen het bedrijf ondersteunt. In het midden zit het MES-systeem (manufacturing execution system) voor het monitoren en aansturen van de productieprocessen en onderin zitten de werkelijke productieactiviteiten van mensen en machines. Het MES-systeem is conform een internationale standaard, het zogenoemde ISA 95-model, opgezet. Binnen het systeem zijn acht functies gedefinieerd, waaronder het plannen, vrijgeven en uitvoeren van de productie en ook de beschikbare materialen, machines en arbeid. Het tracken & tracen van producten is ook een van de ‘acht bolletjes’, zoals Dubbelman de functies voor het gemak noemt (zie schema). 
‘Om succesvol te zijn in een markt moet je als producent steeds de juiste beslissingen nemen en daarvoor heb je goede informatie nodig op het juiste moment. Dit schema laat zien welke processen er spelen en geeft richting waar je de informatie kan verzamelen, zodat je snel kunt schakelen’, legt Dubbelman uit.
Het ISA 95-model is ook toepasbaar op de toeleveranciers en klanten van de doppenproducent. Het voordeel hiervan is dat de bedrijven onderling beter kunnen communiceren, omdat de modellen gelijk zijn. ‘Toeleveranciers kunnen op afstand zien hoe onze machines presteren en of er problemen zijn. De leverancier van het luchtbehandelingssysteem bijvoorbeeld, kan nu actueel meekijken en op afstand het nieuwe systeem inregelen als de luchtvochtigheid te hoog wordt, iets wat onder andere elangrijk is voor de kunststof inlayers in sluitingen.’

Tablet
Dubbelman toont op een pc-scherm een overzicht van de productielijnen. De groene balken in het schema laten ziet dat de machines in productie zijn. De gaten ertussen duiden op stilstand. ‘In de oude situatie konden de operators op grote schermen zien hoe de productie verliep. De machines waren ook uitgerust met allerlei hmi-schermen. In de nieuwe fabriek zijn de meeste schermen verdwenen en vervangen door tablets. Met behulp van die tablets kunnen de operators alles besturen en krijgen ze informatie binnen over de status van de lijn.’
De processen en belangrijke functies zijn terug te vinden via icoontjes op de tablet. Dubbelman: ‘Als het icoontje “perslucht” rood kleurt, weet de operator dat er iets fout is met de persluchtinstallatie. Inspecteert hij de machine en ziet hij bijvoorbeeld dat er olielekkage is, dan kan hij met de tablet een foto maken. Het logboek wordt ingesproken in plaats van ingetypt en de storingsmonteur ontvangt direct een SMS-bericht en ziet gelijk wat het probleem is.’

Logisch nadenken
‘Complexiteit is mislukte eenvoud’, is een uitspraak die aan het prikbord hangt in het kantoor van de projectleiders. ‘Het draait om slim definiëren’, legt Dubbelman uit. ‘Je kunt een product, een rode dop bijvoorbeeld, in verschillende variaties uitvoeren en iedere keer de rode dop omschrijven of je omschrijft één keer de rode dop en voegt voor iedere variant een item toe in de softwareomschrijving. Verandert er iets in de rode dop, dan hoef je niet alle varianten aan te passen.’
‘Hetzelfde geldt voor logistieke trajecten’, vult De Boer aan. ‘Je kunt een krat gereed product dat naar het magazijn gaat en later weer teruggaat voor een assemblage overal met sensoren detecteren, of je kunt beredeneren dat de krat een bepaalde weg aflegt en daaruit vaststellen dat die op de gewenste positie staat. Dat bespaart extra sensoren en dus kosten.’

4.0 Pilots
Om in het kader van Industry 4.0 de machine intelligenter te maken, lopen er binnen Kornelis een aantal pilotprojecten. Een daarvan is het automatiseren van de matrijstemperatuur. Operators kunnen per element de temperatuur bijregelen. Dit is onder andere handig als een matrijs verstopt raakt. Door de temperatuur tijdelijk te verhogen, kan de operator dit probleem verhelpen. Samen met de leverancier van deze regelaar kan Kornelis de real time-data van deze sensoren in de database brengen, zodat deze geanalyseerd kunnen worden en eventuele trends vastgesteld kunnen worden. Desgewenst kunnen ze ook op afstand bediend worden.
De Boer: ‘Operators bedienen vaak meerdere machines. Daardoor ontstaat de kans dat ze zo’n probleem niet zien, maar op deze wijze kan de operator wel op tijd geïnformeerd worden en de juiste acties ondernemen. Wij kijken nu of dit haalbaar is en rollen het dan verder uit.’

Vakmanschap
Zijn operators nu overbodig? ‘Nee’, zegt Dubbelman, ‘juist niet. De functie van de operator verandert wel. Momenteel is de operator veel tijd kwijt aan het verpakken en transporteren van gereed product en allerlei papierwerk. Die taken verdwijnen. We gaan het verpakken automatiseren en in de toekomst zullen agv’s de dozen gereed product automatisch naar het nog nieuw te bouwen magazijn transporteren. Er zal tijd vrijkomen voor optimalisatie van de productie. In een smart factory neemt het vakmanschap juist toe.’
Kornelis verhuist dit jaar haar machines van het oude naar het nieuwe deel van de fabriek. In het oude deel komt dan plek vrij voor het automatische magazijn met agv’s, zodat in 2019 de bouw van de spuitgietfabriek 4.0 is voltooid. ‘Smart Industry is prachtig, maar het fundament moet goed zijn’, zegt Dubbelman tot slot. ‘De eerste stap is je informatiestroom goed beheersen. Daar werken we nu hard aan.’

www.kornelis.com