artikel

Digital twin navigeert naar lagere kosten

Engineering

Om de lichtgewicht composietenmarkt te laten groeien, is vergaande automatisering en digitalisering van het productieproces nodig. Geen eenvoudige opgave, stelt CTO Marcus Kremers van Airborne, want composiet is een vrij fragiel materiaal waar robots het nog moeilijk mee hebben.

Digital twin navigeert naar lagere kosten
Automated Pick&Place oplossing: Omdat composiet zo’n fragiel materiaal is, is het oppakken en neerleggen op de gewenste positie zonder schade aan het materiaal nog niet heel eenvoudig. Voor de meeste soorten composiet zijn specifieke robotkoppen ontwikkeld. (Foto: Airborne)

‘Ons doel is de productie van lichtgewicht composietcomponenten volledig te automatiseren en te digitaliseren’, stelt Marcus Kremers, CTO van Airborne. Het bedrijf uit Den Haag produceert composiet (hoogwaardige vezelversterkte kunststoffen) componenten en ontwikkelt automatiseringsoplossingen waarmee grootschalige en flexibele industriële productie van composiet mogelijk wordt. ‘Dit is een heel andere focus dan in 1996, toen Airborne werd opgericht, zegt Kremers, die aan de wieg stond van het bedrijf. ‘We zijn begonnen als ingenieursbureau en gaven bedrijven advies over technologieën die in de luchtvaart vaak worden toegepast. Geleidelijk aan concentreerden we ons op de productie van composieten. Hoewel de toepassingen vaak hightech zijn, zoals bijvoorbeeld de vliegtuigbouw en ruimtevaart, zijn de productieprocessen nog voor een groot deel manueel.’

‘Composiet is een vrij fragiel materiaal waar mensen eenvoudig mee kunnen werken, maar waar robots het nog moeilijk mee hebben. Daarom hebben we een aantal jaren geleden de focus gelegd op het automatiseren en digitaliseren van onze eigen productieprocessen. Echter, uit voortschrijdend inzicht bleek dit voor ons niet de juiste business strategie. Waarom zouden we alleen onze eigen fabriek willen automatiseren en digitaliseren als heel de industrie hierbij gebaat is? Als we onze composieten-knowhow zouden kunnen inzetten om te automatiseren en digitaliseren, krijgt de volledige composietenmarkt een enorme groeispurt. Bedrijven die vroeger onze concurrenten waren, worden in dit scenario onze klanten of partners.’

Vier jaar geleden

‘Om de kosten drastisch omlaag te brengen moet je automatiseren en digitaliseren. Deze twee ontwikkelingen lopen parallel en pakken we tegelijkertijd op. Ik heb daarbij een aantal ‘building blocks’ (methode om complexe problemen op te lossen, red.) gedefinieerd. Zo richten we ons al een tijdje op de automatisering van productie-onderdelen en geautomatiseerd programmeren. Dit willen we nog verder uitbouwen. Een belangrijk tweede aspect is het creëren van een efficiënt databeheersysteem. Uit één machine data halen is nog eenvoudig, je kunt de data dan nog lokaal opslaan. Ons doel is data van al onze eigen machines en die van klanten, op één plek beschikbaar maken. Op die manier kunnen we bijvoorbeeld met machine learning trendanalyses uitvoeren. Samen met een aantal partners bouwen we momenteel aan een goed systeem dat we in de toekomst eenvoudig kunnen opschalen. Belangrijk daarbij is dat de data per klant zijn afgeschermd, dat het betaalbaar en betrouwbaar is en dat het kan worden aangesloten op een digital twin.’

Digital twin

Digital twin is nog zo’n building block waaraan Airborne intensief werkt. ‘Je kunt een digital twin op diverse manieren inzetten. Een eerste toepassing is de engineeringsfase verkorten. De grootste uitdaging is meerdere softwaretools waarmee verschillende afdelingen werken onder te brengen in één geheel. Denk aan het mechanisch ontwerp (3D CAD), de ontwikkeling van de besturing en het productieproces zelf (tijd, temperatuur, druk etc.). Door ze in één gemeenschappelijke omgeving onder te brengen, kun je door middel van een digital twin efficiënter ontwikkelen.’
Tijdens de productie zelf kan de digital twin advies geven richting operator en engineer om verbeterslagen te maken. ‘Ik vergelijk het wel eens met het navigatiesysteem in een auto. Er wordt aangegeven welke routes er zijn, welke weg daarbij wordt afgelegd en wat het verschil in aankomsttijd is.’

Klantenportaal

Een van de meest interessante building blocks waaraan Airborne momenteel samen met partners werkt, is de ontwikkeling van een klantenportaal, zegt Kremers. Dit Digital Client Portal is gebouwd als onderdeel van het Technology Park Ypenburg-programma. Een programma dat bijdraagt aan de ambitie om van Den Haag een internationale hotspot te maken voor de productie-industrie van producten op basis van hightech-materialen. ‘Op dit moment komt een klant bij ons met een idee om een onderdeel in composiet te produceren. De engineeringsfase, test- en productiefase duren een half jaar tot jaar om het goed te ontwikkelen. Dit willen we met behulp van een digitaal klantenportaal versnellen. Aan de hand van een gestructureerde vraagstelling bepaalt het klantenportaal welke machine(s) en welk materiaal nodig zijn en wordt de beste oplossing bedacht. Vervolgens stuurt het klantenportaal automatisch de productiemachines aan’.

De uitrol van zo’n portaal zal nog even op zich laten wachten. ‘Belangrijk is om je op meerdere gebieden te ontwikkelen en vervolgens weer kleine stappen voorwaarts te zetten. Tijdens de JEC, de grootste composietenbeurs ter wereld, (van 12-14 maart), lanceren we in een demonstratiefase een volledig gedigitaliseerde lamineerproductielijn waarbij we technisch alle processtappen aan elkaar hebben geknoopt en gedigitaliseerd. Dit is voor ons een belangrijke stap. Deze demonstratielijn laat zien wat mogelijk is. Van daaruit – de demonstratielijn zal in de eigen fabriek worden geplaatst – kunnen we verder ontwikkelen en geleidelijk het systeem verfijnen en uitbreiden. Op die manier komen we steeds dichter bij ons doel, een volledig gedigitaliseerde en geautomatiseerde productie van lichtgewicht composietcomponenten.’

 

Verschuiving businessmodel door automatisering

Volgens Marcus Kremers zal vergaande digitalisering en automatisering de waardeketen veranderen. ‘In de keten zijn er aan de ene kant materiaalleveranciers die materiaal leveren. In het midden zitten de producenten die kennis gebruiken om materialen te veranderen in producten, bestemd voor klanten. Op het moment dat de productie zodanig is gedigitaliseerd en geautomatiseerd, zullen er verschuivingen komen in de keten. De materiaalleverancier kan door automatisering en digitalisering rechtstreeks leveren aan de eindklant. De producerende industrie zal zich moeten herpositioneren: producenten worden zodanig efficiënt in de uitvoering dat ze kostenefficiënt kunnen blijven produceren. Of ze zullen hun knowhow op een andere manier moeten gaan inzetten. Wanneer producenten niets doen, stijgt de kostendruk en wordt het lastiger overeind te blijven.’

Over Marcus Kremers

Marcus Kremers (48) studeerde lucht- en ruimtevaarttechniek aan de TU Delft. In 1996, meteen na zijn afstuderen, begon hij bij Airborne als eerste werknemer. Airborne begon in dat jaar als ingenieursbureau en gaf advies over hoe je slimme technologie uit de lucht- en ruimtevaart zoals lichtgewicht materialen ook in andere markten kunt toepassen. Op een bepaald moment richtte het bedrijf zich voor honderd procent op composieten. Op kleine schaal startte Airborne met de productie. In 2005 groeide dit uit tot een fabriek in Ypenburg. Het bedrijf maakte een transitie door van engineersbureau naar composietenproducent. Inmiddels was Kremers CTO en aandeelhouder van het bedrijf. De ontwikkeling van composiet buizen voor de offshore industrie was één van de activiteiten. Hieruit ontstond in 2014 een zelfstandig bedrijf Airborne Oil&Gas waarin Kremers nog een aantal jaren als CTO betrokken bleef om de technologie nog verder te ontwikkelen.
In 2017 richtte Kremers zich weer volop op het moederbedrijf. De focus lag op dat moment op de automatisering en digitalisering van composiet. Geleidelijk aan was de focus van composietenproducent opgeschoven richting kennis van composieten. De knowhow van composietproductie wordt gebruikt om nieuwe concepten voor automatisering te ontwikkelen en te leveren. Bij Airborne werken momenteel ongeveer 130 werknemers. Kremers is als CTO verantwoordelijk voor de technologie en productontwikkeling.

 

Reageer op dit artikel