Een aantal studieonderdelen van de Fontys-opleiding Technische Informatica, met name op het gebied van de Industriële Automatisering worden nader toegelicht. In het begin van de opleiding zijn er oriënterende eenheden, zoals de module Productiesystemen (PRS) en het project Industriële Automatisering (ProIA). Bij PRS wordt het onderwijs uitgevoerd in de vorm van theorie- en practicumopdrachten, respectievelijk individueel en in groepen. Bij ProIA wordt een praktijkproject nagebootst. In het vierde jaar zijn er voor studenten die de afstudeervariant Industriële Automatisering hebben gekozen specialisatiemodulen en een project op dit gebied. Er wordt vooral aandacht besteed aan de onderwijsvormen, die in het eerste deel van de opleiding worden toegepast. In de loop der jaren is een lesmodule op gebied van Industriële Automatisering "uitgeëvolueerd" tot zijn huidige vorm. Sinds IA een afstudeervariant is geworden binnen de opleiding Technische Informatica zijn daar nog een aantal onderwijsvormen bij gekomen met name in de vorm van practica en projecten op dit gebied.
Al jaren lang klaagt de industrie steen en been over de teloorgang van het vakgebied Industriële Automatisering. In het algemeen verstaat men hieronder de softwarematige (maar deels ook hardwarematige) oplossingen die nodig zijn voor het besturen en monitoren van industriële processen. Te denken valt aan besturing van robots en transportsystemen, al of niet met gebruikmaking van PLC's en het bewaken van processen met SCADA-systemen. Daarnaast zijn er natuurlijk nog talloze andere voorbeelden aan te dragen. Het lijkt moeilijk te zijn om in deze gebieden voldoende hoog opgeleide mensen te vinden die de processen kunnen overzien.
CC-BY-NC-ND Smart Industry - de vierde industriële revolutie - gaat volgens veel publicaties de inhoud van werk razendsnel en drastisch veranderen. De veel geponeerde stelling is dat de samensmelting van allerlei technologische ontwikkelingen op het gebied van o.a. automatisering, optica en big data deze veranderingen in werk in een stroomversnelling brengen. In dit artikel maken we die veranderingen concreter door te beschrijven hoe volgens werkgevers uit de technische sector werk de komende vijf jaar gaat veranderen en wat dat voor gevolgen heeft voor de competenties van de medewerker van de toekomst. Ons onderzoek1 laat zien dat werkgevers in zowel de grote high-tech industry als het mkb veel en snelle veranderingen in werk zien aankomen. Zij beschrijven een toenemende complexiteit in machines en productieprocessen, toenemende onvoorspelbaarheid, een steeds verdergaande samenwerking binnen de keten, robotisering en automatisering van productielijnen, fors toegenomen mogelijkheden voor productie-op-maat, nieuwe manieren van organiseren en wijzigende businessmodellen. Volgens de werkgevers vereist dit werk een technicus die nog steeds een uitstekende kennisbasis heeft en expert is in zijn vakgebied, maar daarnaast een stevige bedrijfskundige blik heeft, in staat is om samen te werken met technici vanuit andere disciplines en zichzelf continu blijft ontwikkelen om te kunnen blijven omgaan met nieuwe technologie. Onderwijs en bedrijfsleven hebben samen de taak om deze technicus van de toekomst op te leiden.
MULTIFILE
Automatiseren en robotiseren bij maakbedrijven is noodzaak, juist bij mkb-ers. Mkb-ers willen dit ook, maar weten niet hoe en waar te beginnen. Complicerende factoren zijn: Een vertaalslag is nodig om te komen tot een technische implementatie in de bedrijfscontext van de mkb-er. Er is geen one-size-fits-all oplossing. Samenwerking met andere partijen is nodig, waarbij de mkb-er zelf de meeste kennis van de specifieke productieprocessen heeft en deze moet inbrengen. Veel mkb-ers produceren kleine series met veel variatie. Het toekomstige productportfolio (voor veelal externe klanten) en productiecapaciteit zijn moeilijk in te schatten. Dit vraagt flexibiliteit voor toekomstige product- en capaciteitsvariatie. De maakindustrie heeft kapitaalintensieve productiefaciliteiten. Herinrichten van de fabriek naar ‘smart industry’ mogelijkheden kan alleen stapsgewijs met een lange termijn doel aan de horizon. De uitdaging is met een juiste combinatie van bestaande oplossingen, State of the Art technologie en componenten te komen tot een processpecifieke oplossing. Samen met kennisinstellingen, machinebouwers en/of industriële dienstverleners moet de mkb-er stappen zetten om naar een lange termijn doel toe te werken. Vanuit de praktijkvraag van bedrijven is de volgende onderzoeksvraag onderkend: Op welke wijze kan een productiehandeling of -bewerking door industriële robots stapsgewijs geautomatiseerd, gedigitaliseerd maar ook flexibel én op een integrale wijze gerealiseerd worden, uitgaande van een bestaande productiefaciliteit? In dit project is het doel methoden te ontwikkelen voor de mkb-er om technische realisatie van automatiseringsoplossingen succesvol uit te voeren. Niet om de mkb-er op te leiden tot ‘machinebouwer’, maar om deze te voorzien van voldoende kennis, werkwijzen en tools om met partners een automatiseringsoplossing te kunnen plannen, realiseren en in bedrijf te houden. Het beoogde projectresultaat is een gevalideerde tool om mkb-bedrijven te helpen stappen te maken in productieautomatisering en -robotisering. Een demonstrator wordt gerealiseerd om het resultaat aan te tonen en bedrijven mee te nemen in hun mogelijke toekomst.
De transitie naar een gerobotiseerde industriële omgeving is in volle gang. Robots zijn zich aan het ontwikkelen tot collaboratieve robots (co-bots) en worden zo meer een collega dan een geïsoleerde machine in een kooi. Een goede co-bot-mens-samenwerking heeft positieve effecten op de werkbeleving, resulteert in minder stress, verzuim, minder ‘bijna-ongelukken’ en leidt tot hogere productiviteit en kwaliteit op de werkvloer. Onderling vertrouwen tussen medewerker en co-bot speelt een belangrijke rol in een goede samenwerking en voor effectieve teamprestaties. De interactie tussen medewerker en co-bot dient daartoe zo natuurlijk mogelijk, voorspelbaar en intuïtief te verlopen. Op dit terrein valt nog veel winst te boeken in het industriële MKB. Co-bots moeten leren anticiperen op wat in de directe omgeving komen gaat, zodat de medewerker nimmer in een onveilige situatie verkeert en zich comfortabel voelt in de samenwerking met de co-bot. Van de andere kant moeten medewerkers leren begrijpen hoe co-bots werken en wat ze van hen kunnen verwachten. Ambitie van het project “Close Encounters with Co-bots” is het verbeteren van de effectieve samenwerking tussen medewerker en co-bot op de industriële werkvloer en daarbij vertrouwen en beleefde veiligheid te borgen voor de medewerker. In het project wordt daartoe gewerkt aan begrip van de co-bot in de mens, begrip van de mens in de co-bot, het bouwen aan technische oplossingen voor effectieve communicatie, en prototyping en testing in relevante praktijkomgevingen in het MKB. Het bedrijfsleven kan met de resultaten van het project versneld de door hen gewenste leercurve doorlopen om samenwerkende industriële mens-co-bot-systemen substantieel te laten bijdragen aan operationele winst in economisch, (productie)technisch en sociaal opzicht. Het project is een interdisciplinair samenwerking tussen de vakgebieden psychologie, mechatronica en ICT binnen Fontys Hogescholen en Saxion Hogeschool. De negen participerende (MKB) bedrijven zijn actief als industrieel productiebedrijf, in robotica ontwikkeling, als systeem- en robotleverancier, in productieautomatisering en in de sociale werkvoorziening. Daarnaast zijn kennisinstelling TU/e, coöperatie Brainport Industries en samenwerkingsverband Holland Robotics nauw betrokken. In het project zal bestaande kennis toepasbaar worden gemaakt en zal nieuwe kennis worden ontwikkeld t.b.v. een natuurlijke, voorspelbare en intuïtieve samenwerking tussen medewerker en co-bot op de industriële werkvloer. Verder zal verankering van kennis en kunde in onderwijs en lectoraten plaatsvinden en een vergroting van de kwaliteit van docenten en afstudeerders. Er zullen circa 17 docent-onderzoekers van de hogescholen en circa 100 studenten betrokken worden, die in de vorm van studentenprojecten, stages en afstudeeronderzoeken werken aan interessante vraagstukken direct uit de beroepspraktijk.
In het project 'Data-Wood' willen projectpartners Fijnhout, Nijboer en Konijn samen met de Hogeschool van Amsterdam (HvA) de digitale opname van resthout onderzoeken met behulp van een industriële 6-assige robot voorzien van diverse grijpers en / of sensoren. Het onderzoek draagt bij aan de ontwikkeling van robotproductie met circulair hout (restanten of gebruikt). Uit eerdere projecten is duidelijk geworden dat het automatiseren van het proces voor het scannen, hanteren en identificeren van eigenschappen van stukken hout (van ongelijk grootte en type) een essentiële stap is op weg naar het gebruik ervan voor beoogde toepassingen. Zonder deze automatisering is de ontvangst van hout te arbeidsintensief om het gebruik ervan voor circulaire toepassingen te rechtvaardigen. Het onderzoek wordt uitgevoerd door de HvA Urban Technology Digital Production Research Group (DPRG), samen met bovengenoemde partners, die leveranciers zijn van resthout (Fijnhout, Konijn) en houtverwerkende industrie (Nijboer, Konijn). De resultaten van het onderzoek zullen een volledig geautomatiseerd proces zijn voor de ontvangst van resthout in een houtwerkfabriek, met behulp van een industriële robot, een 3D-scanner, een camera en specifieke gereedschappen voor het oppakken en wegen van het stuk hout. Hiervoor wordt een algoritme ontwikkeld en getest in een softwareoplossing. Het project leert de partners hoe hun materialen efficiënt kunnen worden gescand en gearchiveerd voor later gebruik in hout productie processen. Dit opent nieuwe toepassingen voor hun materialen, die anders zouden worden verbrand. Geautomatiseerde inname zal nieuwe, economisch levensvatbare toepassingen voor houtafval creëren. Bovendien leren de projectpartners via Data-Wood hoe ze 6-assige robots kunnen toepassen in hun productieprocessen. Het project is een belangrijke stap in de richting van industriële 3D-robotproductie met niet-standaard restmaterialen, die bijdraagt aan de ontwikkeling van ‘smart industry’ en de circulaire economie, beide relevant voor de maatschappelijke uitdagingen zoals vastgelegd in de nationale Kennis- en Innovatie-Agenda’s voor wetenschap en technologie.
