De oorsprong van Industrie 4.0 ligt in Duitsland, waar de term voor het eerst opdook in 2011 op de Hannover Messe. De term refereert aan de vierde industriële revolutie. Na de eerste industriële revolutie waar de omschakeling van handmatig naar machinaal vervaardigde goederen centraal stond, volgde een tweede, technologische revolutie richting massaproductie en productielijnen dankzij het gebruik van elektriciteit. De derde industriële revolutie heeft communicatie, globalisatie en digitalisering van de productieprocessen als kernbegrippen. Nu breekt een nieuwe periode aan: de zogenoemde vierde industriële revolutie waarin systemen met elkaar worden verbonden en met elkaar communiceren. Fabrieken worden slim (smart) en Internet of Things, waarbij apparaten door het internet met elkaar zijn verbonden, neemt een belangrijke positie in. Bondskanselier Merkel gaf tijdens het Wereld Economisch Forum in januari 2015 een treffende definitie voor Industrie 4.0: die Verschmelzung der Welt des Internets mit der Welt der industriellen Produktion, oftewel: De versmelting van de wereld van het internet met de wereld van de industriële productie. In Nederland spreken we doorgaans over Smart Industry terwijl in Amerika vooral de term Internet of Things de ronde doet.

Combinaties

Maar wat houdt dit nu concreet in? Het komt er in principe op neer dat producten data generen. Door deze data op een juiste manier te analyseren en met andere producten die data genereren te koppelen, kan dit leiden tot een beter inzicht en nieuwe toepassingsmogelijkheden, met een hogere efficiency en een sterkere concurrentiepositie tot gevolg. Data zijn met andere woorden van onschatbare waarde, mits ze juist worden gebruikt.
Maar er is meer. Naast intelligentie die aan producten, machines of systemen wordt toegevoegd, zijn meerdere technologieën aan een opmars bezig: 3D-printing, Augmented reality, Virtual reality, customer profiling, deep learning,… Door een combinatie van intelligente producten én nieuwe technologieën, is er een verschuiving naar vergevorderde automatisering en Industrie 4.0.
Een van de gevolgen is dat de conventionele data-analyses die vaak resulteerden in spreadsheets met staafjes, prognoses en tabellen, niet langer voldoen om met het “datameer” op een goede manier te kunnen omspringen. Een goede interface is nodig om de data inzichtelijk te maken. Meer data en nieuwe tools betekent vaak ook een andere indeling van businessprocessen en functies.

Praktijk

Nog steeds te theoretisch? Om de theorie beter te begrijpen, leggen Michael Porter, professor aan de Harvard Business School en James Heppelman, CEO van IoT softwareleverancier PTC in een uitgave van Harvard Business Review uit wat dit in de praktijk kan betekenen. Ze doen dit aan de hand van een voorbeeld uit de landbouwindustrie. In het verleden was een tractor louter een fysieke machine die het werk deed dat op het veld moest gebeuren. Gaandeweg werden er sensoren, microprocessoren en data-opslag aan toegevoegd zodat in de cockpit met digitale displays de gebruiker de machine optimaal kon gebruiken. Het werd een slim product. In een derde stap werd de landbouwmachine voorzien van een IP-adres waardoor op afstand met een tablet of ander slim apparaat data kon worden uitgelezen en geanalyseerd. Het aantal gewerkte uren gaf een indicatie wanneer onderhoud nodig was en ook de hoeveelheid geoogst product werd inzichtelijk gemaakt. In een volgende fase worden diverse landbouwmachines op het erf met elkaar verbonden. Een landbouwer kan door een koppeling van de data van de zaaimachine aan de hoeveelheid gebruikte voedings- of bemestingsstoffen en de uiteindelijke opbrengst van het veld veel beter inschatten welke en hoeveel voedingsstoffen zijn gewassen nodig hebben. De juiste conclusies zorgen voor een betere oogst en dus toegevoegde waarde. Als je dit systeem vervolgens verbindt met andere systemen, kom je tot een soort systeem der systemen. Naast het machinepark is er ook een weerdatasysteem (weersvoorspellingen, regen-, vochtigheids- en temperatuursensoren), een zaadoptimalisatiesysteem (performance database, zaaddatabase en optimalisatietoepassingen) en een irrigatiesysteem (veldsensoren, irrigatietoepassingen, irrigatiedatabase). Door de data die dit systeem der systemen oplevert op een juiste manier te gebruiken, kunnen landbouwprestaties aanzienlijk verbeteren.

Inspelen op wensen van klant

Ook ABN AMRO geeft in een recent rapport over Industrial Internet of Things een voorbeeld uit de praktijk: Een industriële machine bewerkt grondstoffen of halffabricaten tot nieuwe halffabricaten of eindproducten. In het apparaat zorgen sensoren, actuatoren en software voor de monitoring, uitvoering en aansturing van het productieproces. Een actuator is een apparaat dat iets in beweging zet, zoals een pomp of elektromotor. Veel machines kunnen momenteel al hun actuatoren bijsturen op basis van de data die sensoren genereren. Wanneer dit vermogen vervolgens breder wordt getrokken naar de hele machinestraat of zelfs daarbuiten, ontstaat een uitgebreid netwerk van sensoren, actuatoren en industriële software die automatisch met elkaar
communiceren en op elkaar reageren. Zo’n netwerk maakt het voor producenten makkelijker om in te spelen op de wensen van klanten. Willen die plotseling rogge in plaats van tarwebrood, dan kan door één kleine aanpassing in het systeem de hele machineketen worden aangepakt en wordt een ander type brood gebakken. Machines communiceren onderling. Eén verandering aan het begin van de keten, brengt het hele systeem in werking.

Potentie IoT

In de praktijk zijn veel bedrijven nog niet in dit stadium beland. Echter, volgens een onderzoek van Hewlett Packard Enterprise, gehouden eind 2016, blijkt dat meer dan de helft van de ondervraagde bedrijven (3100 bedrijfsbesluitvormers en IT-werknemers werden ondervraagd) aangeeft IoT-technologie te gebruiken en dat percentage zal in 2019 naar verwachting zijn opgelopen naar 85 procent. Het gaat dan om het efficiënter inrichten van slimme werkplekken waardoor de effectiviteit van teams wordt verhoogd, het verbeteren van klantervaring, het verminderen van risico’s en uitval in operationele processen door onder meer voorspellend onderhoud, het verlagen van de kosten door een verhoogde efficiency en bijvoorbeeld het op afstand volgen van producten op locatie, …

Industrie 4.0 is geen technologie

Het niveau van kennis over Industrie 4.0 is de afgelopen jaren in zowat alle sectoren gegroeid. Iedereen kan zich inmiddels een voorstelling maken wat het kan betekenen. Echter, een nog regelmatig gemaakte denkfout is dat men veronderstelt dat Industrie 4.0 in het bedrijf is te implementeren zoals dit met softwarepakketten of nieuwe technologieën gebeurt, stellen experts Michel Mulders, partner en sectorleider Industrial Manufacturing en Costas Vassiliadis, senior manager Supply Chain & Operations Industrial Products van accountants- en belastingadvies organisatie PwC. Vassiliadis hierover: ‘Bij Industrie 4.0 gaat het om het creëren van nieuwe businessmodellen. Enerzijds richting de klant door bijvoorbeeld nieuwe producten en diensten aan te bieden die leiden tot een verhoogde omzetgroei. Anderzijds door in de eigen bedrijfsvoering te zorgen voor een verhoogde operationele efficiëntie. Een combinatie van beide opties is natuurlijk ook mogelijk.’ De technologieën die dit kunnen bewerkstelligen (data analyse-systemen, locatie-detectietechnologieën, geavanceerde mens-machine interfaces, klanteninteractie en – profilering, 3D-printing, vingerprintauthentificatie, slimme sensortechnologie, AR, VR, IoT-platforms, cloud computing), bestaan allen al veel langer. Ze hebben allen data-analysecapaciteiten. Maar juist door technologieën die voor het bedrijf nuttig zijn te combineren, komt men tot nieuwe businessmodellen. Vassiliadis: ‘Belangrijk daarbij is juist helder voor ogen te hebben, welke voordelen het voor het bedrijf kan opleveren. Het moet bijdragen aan een vooropgesteld doel, wat bedrijfsuniek is. Je moet daarom mensen hebben die in staat zijn om met de Industrie 4.0 mindset te werken. Bedrijven die Industrie 4.0 belangrijk vinden, en investeren in het slimmer maken van producten zonder dat ze helder voor ogen hebben waarom ze dit nu juist doen, zullen niet ver komen. Het is daarom heel belangrijk om goed te begrijpen waar Industrie 4.0 de meeste toegevoegde waarde kan bieden voor het bedrijf. Een investeringsbudget kan tenslotte maar één keer worden uitgegeven, terwijl een mislukte poging aan het begin van het veranderingsproces kan leiden tot veel weerstand bij een nieuwe poging.’

Het gedachtegoed van Industrie 4.0 bij inkoop

Inkoop moet dit topic op eenzelfde manier benaderen. Industrie 4.0 kan bijdragen aan een verhoogde efficiency binnen de eigen inkooporganisatie. Neem multinationals. Bij veel grote internationale bedrijven schuift de inkooporganisatie op richting gecentraliseerde inkoop. Een centraal procurement-team krijgt de verantwoordelijkheid om de situatie in meerdere fabrieken of locaties te overzien, wereldwijd. Door meerdere IoT-technologieën te combineren, is de centrale inkooporganisatie in staat om volledige en onmiddellijke overzicht van de uitgaven, real time, te analyseren. Vassiliadis legt dit uit aan de hand van een voorbeeld. ‘Wanneer je verantwoordelijk bent voor de inkoop van spare parts en je bent in staat om te zien wat het exacte gebruik van bepaalde onderdelen is in verschillende systemen, over meerdere productielocaties, gedurende een langere periode en de leveranciers die spare parts verkopen maken hun levertijden, kostprijs en voorraad inzichtelijk, dan geeft dit je een bijzonder goede uitgangspositie om te onderhandelen. Hoe meer overzicht over de cijfers en je Total Cost of Ownership, hoe sterker je onderhandelingspositie. Bovendien wordt de uitvoering van contracten ook eenvoudiger aangezien afnamegaranties gemakkelijker zijn waar te maken.  Er is minder volatiliteit in je hele supply chain, de forecast is beter, capaciteit is sneller gegarandeerd,… Dit zijn een aantal kritische zaken die dankzij Industrie 4.0 stabieler worden. Ze versterken de relatie met de toeleverancier.’
Anderzijds kan Industrie 4.0 ook meer omzet genereren doordat je klanten een meerwaarde kunt bieden ten opzichte van concurrenten. ‘Omzetgroei is mogelijk door hen gedigitaliseerd (slimme) producten aan te bieden, en hen te overtuigen dat het gebruik van jouw producten hen kan helpen om hun organisatie een boost te geven. Bijvoorbeeld door hen een beter beeld te geven over de status van hun product, wanneer onderhoud nodig is, wanneer een nieuwe aankoop is aan te bevelen, et cetera. Door een beter overzicht zullen ze er mogelijk de voorkeur aan geven met jouw product en/of dienst in zee te gaan ten opzichte van een ander product/dienst van de concurrent zonder deze mogelijkheden.’

Bedrijfsvoering

De situatie en de impact die data en nieuwe technologieën op een bedrijf hebben, is voor ieder bedrijf anders. Het kan zorgen voor nieuwe configuraties en mogelijkheden. Tegelijkertijd kan dit ook leiden tot een noodzakelijke radicale herstructurering van de bedrijfsvoering en functies op diverse gebieden. Zo vereisen slimme connected apparaten bijvoorbeeld een nieuwe manier van ontwerpen. Er zal door een toenemend belang van software een verschuiving plaatsvinden van werktuigbouwkundigen naar software engineers. Ook bij de productie is mogelijk een andere aanpak nodig. Daar waar bijvoorbeeld de fysieke complexiteit van een product kan worden vereenvoudigd – slechts één interface is nodig waarin alle belangrijke gegevens van een product kunnen worden weergegeven – neemt het aantal sensoren toe en wordt de software complexer.
En wat betreft inkoop en supply chain zullen er mensen aanwezig moeten zijn die in staat zijn om met de Industrie 4.0 mindset te werken.
Een solide analytische organisatie die in staat is nieuwe data te analyseren en het bedrijf in de juiste richting te laten bewegen is cruciaal. Meerdere afdelingen zullen daarbij met elkaar moeten samenwerken. Het gaat niet alleen om inkoop of operations, maar om het kunnen leggen van de juiste links, over de afdelingen heen.

Plan van aanpak – Think big, act small

Als bedrijven overtuigd zijn van de strategische waarde die Industrie 4.0 kan brengen, is het aan te raden om groots te denken, maar klein te beginnen. Mulders van PwC hierover: ‘Je zou moeten beginnen op een slimme manier, bijvoorbeeld door pilots en workshops te werken aan een aantal kleine doelen die de meeste waarde toevoegen en weinig weerstand hebben. Het gaat om het winnen van concurrentievoordeel of het toevoegen van waarde in termen omzet of kostenoptimalisatie. Industrie 4.0 gaat vaak gepaard met een transformatie van het bedrijf en het creëren van buy-in met andere mensen in de organisatie en het managementniveau. Wanneer Industrie 4.0 als pilot vanuit één afdeling wordt opgepakt als een opzichzelfstaand project, dan heeft dit veel minder kans op slagen en een succesvol vervolg. Het draagt bij aan de weerstand tegen verandering.’
Afdelingsoverschrijdend aan een kleiner doel werken dat kan worden gezien als beginpunt van een grotere transformatie, heeft meer kans tot slagen. Veel communiceren en netwerken hoort daarbij.

—

BLOCKCHAIN

Ook de zogenoemde Blockchain-technologie zal in het kader van Industrie 4.0 naar verwachting een behoorlijke impact kunnen hebben op zowel de financiële als logistieke wereld. Blockchain is de techniek achter bitcoin, die kan bijdragen aan sneller, eenvoudiger, veiliger en voordeliger zaken doen. ‘Het is een (open dan wel gesloten) decentrale gedistribueerde database waarin transacties en eigendommen worden vastgelegd zonder tussenkomst van derden (trusted third party). De database wordt niet bij één centrale partij gehost, maar op een wereldwijd netwerk van computers. Iedereen in de (open/gesloten) keten beschikt daardoor op hetzelfde moment over dezelfde data, waardoor miscommunicatie veel minder snel aan de orde is. Het kan worden gezien als een soort gedeeld grootboek‘,  licht Martijn Siebrand toe. Hij is Specialist Transport & Logistiek bij Van Oers Accountancy & programmamanager Supply Chain Finance bij het TKI (Topconsortium voor Kennis en Innovatie)-Dinalog project.
Als er sprake is van een keten van toeleveranciers die een blockchain opzetten, dan communiceren de bedrijven in de keten via een gesloten, gezamenlijke database. Iedere partij in de keten heeft hiervan een kopie die altijd up-to-date is aangezien recentelijk voltooide transacties real time aan alle kopieën van het systeem worden toegevoegd. Alle deelnemende partijen hebben daardoor op ieder moment inzicht in de transacties. Voltooide transacties kunnen niet uit het systeem worden verwijderd, waardoor altijd de gehele historie van handelingen voor iedereen zichtbaar is. ‘Transacties kunnen autonoom plaatsvinden zonder tussenkomst van derden. Dit gaat met behulp van smart contracts, digitaal geprogrammeerde contracten waarin overeenkomsten tussen mensen en organisaties zijn vastgelegd. Deze kunnen alleen aan het grootboek worden toegevoegd als er consensus is onder 51 procent van de betrokken computers dat het smart contract is uitgevoerd zoals is voorgeprogrammeerd. Op die manier ontstaat een veilige methode om transacties uit te voeren en snel af te wikkelen zonder trusted third party.’
De inhoud van de smart contracts is vrij te bepalen en te programmeren, afhankelijk van het doel dat de keten voor ogen heeft.

Kansen voor de keten

De industriële sector ziet kansen in deze technologie. Op financieel en logistiek gebied kan de technologie bijvoorbeeld bijdragen aan ketenoptimalisatie. Siebrand. ‘In de logistiek vinden veel transacties plaats, waarbij veel partijen zijn betrokken.  Het TKI Dinalog-project onderzoekt bijvoorbeeld hoe de Rotterdamse haven het goederentransport verder kan optimaliseren. Binnenkomende containers worden doorgaans met papieren vrachtbrieven geregistreerd. Echter, sla je de benodigde documentatie voor controle en dergelijke op in een blockchain-database, dan kunnen containers wellicht sneller worden vrijgegeven door middel van compliance vooraf. Ook de vrachtwagen die met de geleverde producten van A naar B rijdt, kan gebruik maken van diezelfde blockchain-omgeving. Op het moment dat de producten goed zijn afgeleverd en de ontvanger tekent de digitale vrachtbrief, dan wordt meteen voor alle betrokken partijen duidelijk dat de rit volgens verwachting is gereden en kan de bank overgaan tot voorfinanciering. Alle partijen in de keten – van bank, logistieke dienstverlener, douane, verzender tot afnemer, hebben op ieder moment dezelfde hoeveelheid informatie tot hun beschikking. Ze weten waar de lading zich bevindt, hebben zicht op de verwachte levertijd, opgelopen vertraging, enzovoort.  Het zorgt voor minder e-mailverkeer, minder communicatiestoornissen en het geheel is minder fraudegevoelig. Bijkomend voordeel is dat actuele voorraadgegevens met de bank kunnen worden gedeeld, zodat het eenvoudiger wordt om bijvoorbeeld voorraad- of inkoopfinanciering te regelen.’ Dit is slechts één voorbeeld van hoe blockchain een positieve invloed kan hebben op de financiële en logistieke keten, maar de mogelijkheden zijn legio. ‘Ik verwacht dat toeleveringsketens in de toekomst veel inzichtelijker kunnen worden dankzij blockchain. We zitten momenteel nog maar aan het topje van de ijsberg.’