Hyundai WIA smart factory: Koreaans Industrie 4.0 concept
Metaal Magazine 3, 2017 Lees hier
"Behzad Jalizi, Dennis Korff en Dal Ho Lee (v.l.n.r.) van het Europees design- en ontwikkelcentrum van Hyundai WIA in Duitsland (afbeeldingen: Hyundai WIA)."

Industrie 4.0 is niet alleen een Europese aangelegenheid. Aziatische machinebouwers zijn er net zo mee bezig. Het ultieme doel is de autonome machine, die zichzelf met één muisklik instelt. Dat is nog een flinke stap en voorlopig toekomstmuziek, zegt Dennis Korff, hoofd R&D bij het Europese ontwikkelcentrum van Hyundai WIA. Realiteit van vandaag is dat Hyundai WIA met de nieuwste iTrol + besturing het bedieningsgemak vereenvoudigt en met het Machine Monitoring System de verspaners inzicht geeft in de efficiency van de verspanende machines en de onderhoudsstatus.

Wie ooit Zuid-Korea heeft bezocht, vraagt zich misschien af waarom het thema Industrie 4.0 – de connected machine – niet in dit Aziatisch land is uitgevonden. Onder invloed van wereldconcerns als Samsung, LG maar ook Hyundai zelf, zijn internet en digitale communicatie in het land zeer wijd verspreid. “Dat zie je alleen al aan het smartphonegebruik. Zelfs de oudere generatie gebruikt deze massaal,” schetst Dennis Korff de dagelijkse praktijk in het Aziatische land. De infrastructuur is daarvoor optimaal. “Men is er veel sterker digitaal georiënteerd dan wij hier in West-Europa.” Begrijpelijk dus dat ook de machinebouwers hiermee aan de slag zijn gegaan.

Leidende positie

Hyundai WIA wil in de Koreaanse machinebouw leidend zijn als het om smart industry gaat. Daarom werkt een team software engineers samen met de ontwikkelaars al jaren aan wat de fabrikant het smart factory concept noemt. Begin dit jaar werd op de Koreaanse machinebeurs Intermould de nieuwe iTrol + getoond. Dit is de nieuwe generatie machinebesturing uit eigen huis, ontwikkeld in nauwe samenwerking met Siemens. Onderhuids draait dan ook een Sinumerik 840 d solutions line besturing.
Hyundai WIA heeft er echter voor gekozen om zowel de software als de hardware van een eigen look and feel te voorzien en eigen features toe te voegen. Zo komt iTrol + met een 19 inch breedbeeldscherm. Het is een touchscreen beeldscherm, met een virtueel
toetsenbord in het scherm (Sinumerik 840 D sl heeft nog een fysiek toetsenbord). Vijf quick function knoppen kunnen door de operator geprogrammeerd worden. Daarmee kan hij direct bepaalde functies of schermen oproepen. Manuals van de machine zijn digitaal direct binnen handbereik. De afloop van een bewerking wordt gevisualiseerd voor de operator.

Apps vergroten bedieningsgemak

"De automatiseringspiramide volgens Hyundai WIA. Met iTrol + begeeft de machinebouwer zich op de twee onderste niveaus."

Wat echter vooral opvalt, zijn de apps. Ook Hyundai WIA kiest ervoor om via apps de CNC-operator toegang te bieden tot  specifieke functies. “De operator kan via de apps heel gemakkelijk de machine bedienen, ook de normale processen op een CNC-machine,” zegt Behzad Jalizi, groepsleider besturingen bij het Europees ontwikkelcentrum. Bedieningsgemak staat voorop. Plus de aansluiting zoeken bij de jonge generatie, die gewend is met apps te werken. Met deze nieuwe besturing kan de machine straks met een smartphone of tablet vanaf afstand gevolgd en bediend worden. Met remote CAM vraagt de operator een CAM-programma op en kan hij direct de machine starten. De stap richting de smart factory die Hyundai in de toekomst wil realiseren, komt vooral in de verschillende apps tot uitdrukking. In de toekomst wordt iTrol + verbonden met een appstore. Via deze appstore kan iedereen waardevolle kennis delen in de vorm van een app. Andere operators kunnen deze downloaden. Ook de sterkere koppeling met het Hyundai WIA Machine Monitoring System en iTrol + zal de efficiency verbeteren. Jalizi: “Je kunt in één keer de totale fabriek monitoren of je zoomt in op een enkele machine. Dan kun je in detail zien welke processen goed lopen en waar eventueel storingen zijn.”

Testfase met 160 machines

"HW-MMS geeft inzicht in de productie, tot op onderdeelniveau."

Monitoren of de spindels die efficiënt worden ingezet, is leuk. Hyundai Machine Monitoring System (HW-MMS) gaat echter een stap verder. Met de remote monitoring en remote diagnostics app worden alle relevante data uitgelezen. In minder dan elke 2 seconden stuurt de machine de data naar de cloudserver van Hyundai WIA. Daar worden de gegevens geanalyseerd, waardoor predictive maintenance mogelijk wordt. Vooralsnog kunnen hiermee alleen specifieke modellen Hyundai WIA-machines worden gevolgd. Korff zegt wel dat er in Korea momenteel gediscussieerd wordt over de vraag of het monitoringsysteem moet worden opengesteld voor andere besturingssystemen. “Dat zal een opgave voor de toekomst worden. Want klanten willen één systeem hebben, niet meerdere.” Momenteel staan de servers in Korea, maar de machinebouwer wil in de toekomst op meerdere locaties in de wereld deze servers opstellen. Momenteel bevindt dit systeem zich in de eerste testfase. Zo’n 160 CNC-machines in het veld worden online bewaakt en hun gebruiksdata worden geanalyseerd. De maintenance engineers in Korea willen nog voordat een storing zich voordoet deze herkennen en ingrijpen. Predictive maintenance is voor veel machinebouwers één van de speerpunten in de smart factory concepten, ook voor Hyundai WIA. Ongeplande stilstand van machines kun je immers beter voorkomen. “Hoe eerder wij weten dat er iets gaat gebeuren met een machine, des te eerder kunnen we ingrijpen. Onze serviceafdeling neemt dan al zelf contact op met de klant,” schetst Dal Ho Lee, chief manager bij het Europees ontwikkel- en designcentrum in Raunheim. Van de 160 machines in de pilotfase staan er veel in de autofabrieken van Hyundai zelf. “Dat is een belangrijk voordeel voor ons: we hebben eigen fabrieken waar we nieuwe technologie kunnen testen in echte praktijkomstandigheden,” aldus Korff. Voor de klanten biedt dit meer zekerheid: een nieuwe technologie komt pas voor derden beschikbaarna uitgebreide praktijktesten in de eigen productie van het moederconcern. Ho Lee verwacht dat de remote monitoring en remote diagnostics apps in eerste instantie beschikbaar zullen komen voor de grote fabrieken, zoals autofabrieken. Uiteindelijk komt de technologie ook voor middelgrote en kleinere bedrijven beschikbaar.

De cloud is veilig

"In de toekomst wordt iTrol + gekoppeld aan een appstore, zodat ook apps van derden beschikbaar komen. De app launcher gaat er dan zo uitzien."
"De operator heeft direct inzicht in de efficiency van de machine."

Een discussiepunt dat telkens opduikt in gesprekken over Industrie 4.0 is dataveiligheid. Zijn de cloudservers wel veilig? Korff zegt dat dit ook in het ontwikkelcentrum van Hyundai WIA in Korea een aandachtspunt is. Hij vindt dat de risico’s niet vertrokken moeten worden. “We kijken zeker hoe we data veilig kunnen gebruiken. Cloudoplossingen hebben dezelfde voordelen en ook risico’s als in andere sectoren waar systemen en bedrijven digitaal verbonden worden.”

"Monitoring van de complete verspanende fabriek met HW-MMS, zoals Hyundai WIA dat op CIMT 2017 toonde."
"Zelfs de onderdeelproductie over een langere periode kan opgevraagd worden."

Vijf niveaus

Hyundai WIA onderscheidt in de automatiseringspiramide vijf niveaus. Het basisniveau wordt gevormd door de sensoren en actuatoren in de machine. Dan volgt de CNC-besturing. En als derde niveau is er data acquisitie. MESsystemen voor productieplanning zijn de vierde laag en ERP-systemen en productieplanning op bedrijfsniveau, soms zelfs via de cloud op concernniveau, vormen het vijfde automatiseringsniveau. iTrol + begeeft zich op de eerste twee niveaus. Monitoring en remote diagnostics zitten duidelijk op het derde level. Of Hyundai WIA straks ook met apps komt op MES-niveau, om de productie te plannen en aan te sturen, is nog niet bekend. Korff zegt dat er in de toekomst in ieder geval een interface naar andere MES-systemen zal komen. Op dit moment zoekt de machinebouwer het meer in apps waarmee de productie direct ondersteund wordt. Zo zijn er speciale apps voor de productie van complexe werkstukken, zoals turbinecomponenten. Met dergelijke apps kunnen dit soort werkstukken eenvoudiger geprogrammeerd worden. Ook speciale freesstrategieën zullen steeds vaker in apps worden verpakt. Jalizi: “De operator heeft steeds minder parate kennis nodig. Via specifieke apps kan hij snel de machine in bedrijf stellen.” Volgens hem blijft de koppeling naar externe CAM-programma’s zeker voor complexe 5-assige bewerkingen noodzakelijk.

"En via het monitoringsysteem kan de chef werkplaats op machineniveau inzoomen of heeft hij direct een overzicht van alle machines, eenvoudig met de kleuren groen, geel en rood."
"Het breedbeeldscherm met aan de rechterkant de sneltoetsen die de operator kan programmeren."
"Hyundai WIA geeft de operator via het bedieningsscherm toegang tot veel informatie die nodig kan zijn voor het uitvoeren van de bewerking."
"De iTrol + console blijft ook beschikbaar in een uitvoering met een gescheiden bedieningsunit."

Mechanica blijft basis

Neemt met de komst van de smart factory de software het stokje over van de hardware? Zullen toekomstige innovaties vooral van de softwarekant komen en minder van de hardwarezijde? Korff wil hard- en software niet los van elkaar zien. “De mechanische kant van een machine en de software moeten in dezelfde richting ontwikkelen. De basis blijft een goed functionerende machine. Dat is ons kernproduct. Software kan dat bijsturen waar nodig. Als je geen focus hebt op de mechanische kant van een machine, kun je de beste software erbij doen maar zul je de machine niet verkopen.” Bij Hyundai WIA blijft ook in het smart factory tijdperk het mechanisch concept van de machines de basis onder het succes.

Uitrol iTrol + nog onduidelijk

iTrol + is voorlopig nog niet seriematig leverbaar. Dal Ho Lee verwacht dat de besturing en het HW-MMS systeem in september op de EMO gedemonstreerd zullen worden. Over de levering is echter nog niets bekend, evenmin als over de prijzen. Ook houdt Hyundai WIA het nieuwe platform voorlopig enkel voor de 5-assige machines. Alle 3-assige bewerkingscentra worden nog met de standaard iTrol uitgeleverd. Hierin zitten ook al de eerste aanzetten naar Industrie 4.0-achtige toepassingen.

Auteur: Franc Coenen