11/30/2017 - Posted in  Supply Chain Management

Industry 4.0 thanks to IoT

Our expert's opinion

"Today, we are facing industry 4.0 thanks to the internet of things. The internet is everywhere and used by all. This changes a lot for production as well, when machines are connected and communicating, when there is wisdom of things thanks to big data and when there is individual traceability for everything, it results in a growth in capacity and productivity."

- Lien Vertommen, Senior Associate

In een wereld waar alle apparaten met elkaar verbonden zijn …

Internet of things. Het internet der dingen. Internet is overal en iedereen maakt er gebruik van. Wanneer ook machines met het internet en met elkaar verbonden zijn, kan dit resulteren in een significante productiviteitsverbetering.
Over de hele wereld maken mensen gebruik van internet om informatie te zoeken en met anderen te communiceren, zowel professioneel als in privé sfeer. Mensen zijn echter niet de enigen die gebruik maken van het internet, ook apparaten kunnen dit doen. In productieomgevingen vertaalt dit zich naar machine-to-machine-communicatie (m2m), waarbij machines automatisch informatie binnenkrijgen over technische functies en zelf fouten kunnen melden of kunnen aangeven wanneer zij onderhoud nodig hebben.

Internet of things?

Het internet of things (iot) of ook wel het internet der dingen genoemd zal ervoor zorgen dat miljarden apparaten een constante stroom aan data kunnen aanleveren, dewelke ons zullen helpen betere beslissingen te nemen. Dit is reeds het geval bij alledaagse apparaten die in verbinding staan met de cloud. Er zijn vandaag al zo'n 2 miljard apparaten verbonden met het internet der dingen.

Dit netwerk van verbonden apparaten neemt ontzettend snel toe en tegen 2020 zullen tussen 30 en 75 miljard apparaten deel uit zullen maken van het iot netwerk, van intelligente armbanden tot medische apparatuur, maar ook wagens, meteorologische sensoren en productiemachines. 

Het project ‘internet of food and farm 2020’ stimuleert grootschalige introductie van iot-technologie in de europese landbouw- en voedingssector. Met een budget van 30 miljoen euro wil het project het potentieel van de landbouw- en voedingsproductie drastisch verbeteren, waarbij de toegevoegde waarde van slimme netwerken van verbonden apparaten wordt aangetoond.

Waar wordt IoT vandaag al toegepast?

Vandaag de dag wordt internet of things al veelvuldig toegepast bij pakjesdiensten voor de real-time opvolging van verzendingen. Elk pakket krijgt een unieke barcode of rfid (radio-frequency identification) tag die bij elke tussenstop wordt ingescand en dus geregistreerd.

Ook voor voeding is de opvolging van de logistieke (koude)keten een belangrijke toepassing. Via het monitoren, controleren en optimaliseren van transport van op afstand en real-time via het internet, kan men snel ingrijpen op momenten dat er iets misloopt. Hierbij wordt gebruik gemaakt van sensoren om product- en omgevingseigenschappen, bvb temperatuur, vocht, licht en ethyleen op te volgen. Er bestaan vandaag de dag ook al oplossingen die voorspellende analyse toevoegen aan de kwaliteitsmonitoring om houdbaarheid of rijpheidsprocessen op te volgen.

Contact met de consument wordt vandaag reeds gemonitord en verbeterd door het gebruik van iot. We zien bvb reeds mogelijkheden bij verkoopsautomaten. Zij hebben de intelligentie om zelf aan te geven wanneer ze moeten bijgevuld worden of onderhoud nodig hebben.

Dankzij het gebruik van geconnecteerde draagbare toestellen zoals een smartwatch, kunnen consumenten o.a. Advies verkrijgen over gepersonaliseerde voeding, traceerbaarheid en recepten. 

Wat zijn hiervan de voordelen?

De belangrijkste voordelen om iot toe te passen in de bedrijfsvoering, kunnen als volgt samengevat worden:
systemen en apparaten gaan steeds meer autonoom functioneren, waardoor wendbare producties ontstaan
bedrijfsvoering wordt meer data en vraaggedreven, waardoor meer resultaatgerichte diensten kunnen verleend worden
dankzij virtuele voedselketens zullen meer en nieuwe samenwerkingen ontstaan, met een circulaire economie tot gevolg.

Wendbare voedingsproducties dankzij autonome machines

Machines kunnen autonoom werken en zichzelf aanpassen zonder humane interventie. Dankzij het toevoegen van intelligentie en connectiviteit met andere productiemachines zal dit leiden tot gedecentraliseerde en flexiebele controleconcepten voor voedselproductie.

Gepersonaliseerde voeding dankzij vraaggedreven business

Via een vraaggedreven bedrijfsvoering waarin voldoende aandacht is voor communicatie met de consument, zal het mogelijk zijn om de noden van die consument te voorspellen. Hierdoor gaan we van een management op gevoel naar een management gebaseerd op feiten. Communicatie met de consument kan op verschillende manieren plaatsvinden, waarbij voedingsopname gemonitord wordt en gepersonaliseerde adviezen via een app aangeboden wordt.

Circulaire economie via een geconnecteerd voedingssysteem

Door het virtualiseren van voedselketens zal er meer transparantie ontstaan en zal samenwerking tussen verschillende industrieën gestimuleerd worden. Bijgevolg kunnen bedrijven sneller op elkaar inspelen, wat resulteert in minder nevenstromen en een eindproduct dat voldoet aan de verwachtingen van de klant.
 

Wat kunnen we in de toekomst nog van IoT verwachten?

Traceerbaarheid tot op individueel niveau

Ook in de voedingssector zal een real-time opvolging tot op individueel niveau mogelijk worden dankzij het meer en meer integreren van producten met slimme sensorsystemen waaraan producteigenschappen, productiemethodes en omgevingscondities kunnen toegevoegd worden.

Houdbaarheid voorspellen

Dankzij een proactieve aanpak zullen voedingsproducten in de keten kunnen gemonitord, gecontroleerd en geoptimaliseerd worden van op afstand op basis van real-time informatie van een brede range aan relevante parameters.

Voedingsproducties worden wendbaarder

Machines zullen in de toekomst systemen worden met ingebouwde intelligentie. Zij zijn dan in staat onmiddellijk lokale data te verwerken en die direct te communiceren naar andere machines. Hierdoor zijn machines autonoom en kunnen ze hun eigen onderhoud inplannen en zich snel aanpassen aan nieuwe productienoden.

De geconnecteerde consument

De toekomst zal een aanpak nastreven waar de consument centraal staat. Niet enkel een smart home, smart shopping en smart health, maar ook smart food production. Hierdoor zal het vertrouwen van de consumenten stijgen en zal er bewustzijn gecreëerd worden over onderwerpen waarin zij geïnteresseerd zijn, zoals veiligheid en kwaliteit van producten en processen.

‘Wisdom of things’ 

Het internet of things zal evolueren in een zogenaamd ‘wisdom of things’ waarin geconnecteerde toestellen de context van zichzelf en hun gebruikers aanwenden om intelligente, autonome beslissingen te nemen. 

Maar … eerst nog enkele uitdagingen wegwerken

Om het internet of things toegang te geven tot het dagelijks werk in een voedingsproductie, moeten er eerst een paar uitdagingen aangepakt worden.

Data beveiliging en betrouwbaarheid

Veel gebruikers zijn bezorgd over het eigenaarschap van de data, privacy en beveiliging. Zij willen zekerheid dat hun individuele data goed beveiligd zijn. Hoe maken we van het iot een intelligent systeem zonder dat onze privacy en veiligheid in het gedrang komen?
Ook de integriteit en authenticiteit van de gegenereerde en gestockeerde data moet gegarandeerd worden. Hoe kunnen we de betrouwbaarheid van iot-diensten optimaliseren, zonder draadloze netwerken te overbelasten?

Goedkoper maken van tags om individuele producten te labelen

De vandaag gebruikte rfid tags zijn nog te duur om op individueel producten te gebruiken. Er moet dus gezocht worden naar goedkopere alternatieven om ervoor te zorgen dat het rendabel is. Directe koppeling van iot met verse producten is vandaag nog niet mogelijk behalve als een extra verpakking aangebracht wordt. 

Voorspellend modelleren toegankelijk maken

Bij het genereren van veel data (zie artikel big data), is het belangrijk om ervoor te zorgen dat waarde uit de data kan gehaald worden in de vorm van betekenisvolle en actiegerichte informatie voor de gebruiker. Er is meer kennis nodig over geavanceerde data-analyse die de gebruiker toelaat om aan voorspellend modelleren te doen en productieplanning te maken die gebaseerd is op de vraag van de klant. 

Nood aan standaardisatie

Het is belangrijk om een aantal zaken vast te leggen in nieuwe wereldwijde, open standaarden om ervoor te zorgen dat communicatie tussen machines op een veilige manier kan gebeuren.
Hierbij zijn reeds een aantal initiatieven in europa opgestart waaronder de all seen alliance, een iot consortium dat ervoor wil zorgen dat apparaten van verschillende fabrikanten op een veilige en transparante manier met elkaar interageren, onafhankelijk van hun karakteristieken. In duitsland wordt er reeds werk gemaakt van een opc ua standaard, een veilig communicatieprotocol voor machine-to-machine communicatie.

Enkele mooie voorbeelden

Communicatie van machines tussen verschillende productiesites

Bij nestlé in duitsland zijn de productiesites verspreid over het land. Het is een verzameling van machines van meer dan 20 jaar oud in combinatie met nieuwe automatiseringsoplossingen. Om het versnipperde machinepark verder te gaan automatiseren vond nestlé een oplossing die ze de orange box noemen. Deze orange box, een industriële pc, connecteert naar de productiemachines, haalt machinegegevens op en verzamelt ook energie-informatie. Dat stelt hen in staat om nieuwe producten en nieuwe samenstellingen die in één fabriek worden ontwikkeld, makkelijker te reproduceren in de andere productie-omgevingen. Operatoren dienen geen it-specialisten te zijn om de orange box te beheren, en kunnen makkelijker instructies en functionaliteiten doorgeven aan andere operatoren over heel het land.

Automatische aansturing van de aanvoer van grondstoffen

Bij mars chocolates werd een nieuwe, volledig geautomatiseerde, just-in-time snoepproductie fabriek gebouwd in de vs. De flow van materialen, mensen en producten werd van tevoren uitgetekend in een digital twin. De chocolade-aanvoer wordt volledig automatisch aangestuurd en is geïntegreerd met alle andere automatiseringssystemen in de waardeketen. In andere fabrieksomgevingen van mars wordt er nog een stap verder gegaan en een deel van de productie uitbesteed. De belangrijkste output wordt de productie van snoeprepen, die mars bestelt bij haar automatisatieleverancier. Verschillende sensoren en gegevens worden in beide gevallen niet alleen gebruikt voor de productie, maar eveneens voor het beheren van de fabrieksomgeving.

Nieuwe inzichten verwerven voor een gezonder leven

Data uit slimme apparaten uit ons dagelijks leven zoals smartphones, wearables en slimme koelkasten kunnen ons helpen om onze voeding en activiteiten beter te beheren en ons te gidsen naar een gezondere levensstijl.

Nestlé en samsung slaan de handen in elkaar voor de ontwikkeling van een apparaat om de consument nieuwe inzichten te laten verwerven in hun levensstijl. Hierdoor kunnen individuen hun eigen gezondheid en levensstijl beter beheren en kunnen zij rekenen op relevante en contextuele adviezen over voeding en beweging.

 

Source: Flanders' Food

Other insights in Supply Chain Management