Met de toenemende vraag naar gepersonaliseerde producten en duurzamere productie met minder verspilling, groeit de behoefte aan flexibelere en kleinschaligere fabrieken. De ultieme fabriek van de toekomst kan individuele producten maken met een oplage van slechts één stuk. Door nieuwe innovaties in het produceren komt de belofte van betaalbare, gepersonaliseerde productie on demand dichterbij.
De kant is koning
In onze huidige on demand-economie draait alles om fulfilment, het vervullen van de klantwens. Dat betekent vaak: onmiddellijk én goedkoop. Achter de schermen vraagt het om topsport van producenten, verkopers en webwinkels als Amazon op het gebied van productie en logistiek, die zorgvuldig op elkaar worden afgestemd.
Op beide fronten gebeurt veel. Met de huidige enorme warenhuizen, slimme logistiek, robotisering en een fijnmazige bezorging, kan snel en flexibel ingespeeld worden veel klantwensen. Bezorging op de volgende dag is voor veel webwinkels de standaard geworden.
Op het gebied van productie gebeurt eveneens veel. Hier worden ook steeds vaker robots ingezet, die bovendien steeds vaardiger worden. Geavanceerde robotsystemen en nieuwe productietechnieken als 3D-printing maken het mogelijk om complexe bewerkingen te maken en ze kunnen heel afwisselend werken. Hiermee kunnen producten dus individueel in zijn geheel geproduceerd worden.
Sommige producten worden opnieuw ontworpen zodat ze door ‘robots’ kunnen worden gemaakt
Sommige producten worden volledig opnieuw ontworpen zodat ze door geavanceerde robots gemaakt kunnen worden, zoals sneakers die gebreid, geprint en gelijmd worden in plaats van in elkaar genaaid hoeven te worden door mensenhanden (zie de Speedfactory van Adidas).
Maar deze technieken zijn kostbaar en vaak een stuk trager dan grootschalige, gestandaardiseerde en seriematige productie. Herontwerpen is ook niet altijd mogelijk.
Flexibel produceren
In de praktijk wordt er daarom gezocht naar een balans tussen individuele productie met geavanceerde robots en serieproductie met eenvoudigere machines. Producten worden in verschillende bewerkingsstappen gemaakt: een mix van gemeenschappelijke, zoals vullen en verpakken, en individuele bewerkingen, bijvoorbeeld het drukken van een gepersonaliseerd etiket op een pot pindakaas (Calvé), een doosje chocolaatjes (Merci), of een colafles (CocaCola) of chocomelkpak (Chocomel).
Voor elke bewerkingsstap kan dan een gespecialiseerde machine ingezet worden die op grote snelheid kan werken. Zo blijft productie snel en kostenefficiënt. Dit betekent wel dat een product voortdurend tussen elke bewerkingsstap moet worden verplaatst naar de volgende machine.
Van lineaire naar multidimensionale productie
Op dit moment zijn de meeste productie-omgevingen lineair ingericht: alle producten ‘lopen over dezelfde band’ achter elkaar aan. Dit betekent dat het langzaamste product de snelheid van de gehele productie bepaalt. Heeft een product een extra bewerkingsstap nodig, of is het defect, dan vertraagt het hele productieproces of komt zelfs stil te liggen. Tegelijkertijd nemen de transportbanden veel ruimte in waardoor een grote productieruimte nodig is.
Om productie flexibeler te maken zijn intelligente transportbanden ontwikkeld waarbij productstromen voortdurend kunnen worden gesplitst en later weer in elkaar kunnen ritsen. Zo kunnen meerdere productstromen worden gecreëerd waarmee je verschillende varianten van een product kunt maken.
Elk product krijgt zijn eigen individuele route door de fabriek
Het productieproces wordt nog flexibeler als elk product of productonderdeel zijn eigen afzonderlijke route kan afleggen door de productiefabriek. Het Canadese bedrijf Planar Motor Incorporated heeft een transportsysteem ontwikkeld waarmee dit mogelijk wordt. Producten worden niet op een transportband geplaatst maar krijgen elk een eigen zogeheten shuttle, zie het als een soort dienblad. Dit dienblad kan in allerlei richtingen bewegen en ronddraaien, over een vlakke ondergrond (2D Stator geheten), een ‘grote tafel’.
Zie de afbeelding voor een impressie of bezoek de website voor een video. De shuttles zweven enkele millimeters boven de tafel en kunnen dus heel licht verplaatst worden. Hierbij wordt gebruik gemaakt van magnetische levitatie, een effect waarbij twee materialen in een magneetveld geplaatst, elkaar afstoten.
Zwevend kan elk product zo zijn eigen route afleggen, langs verschillende bewerkingsstappen die rond de ‘tafel’ of langs ‘de productieweg’ geplaatst kunnen worden. De computer berekent voor elk dienblad een eigen unieke route langs alle bewerkingsstappen en zorgt ervoor dat de dienbladen nooit botsen. Elk product kan individueel worden geïnspecteerd voor een laatste kwaliteitscontrole. Verderop kunnen de shuttles weer netjes in een rij geplaatst worden bijvoorbeeld als alle producten klaar zijn en naar dezelfde inpakmachine gaan.
De fabriek van de toekomst is een platform
De bedrijven die productiemachines en transportsystemen ontwikkelen werken in grote consortia aan het steeds flexibeler maken van de productie (zie onder andere dit grote meerjarige Europese onderzoeksprogramma). Hiervoor ontwikkelen ze onder andere standaarden.
In de zogeheten ‘factories of the future’ kunnen alle onderdelen van de fabriek, zowel de machine-onderdelen als de producten en de transportsystemen (de shuttles), met elkaar communiceren via een draadloos netwerk, dankzij een ingebouwde netwerkverbinding (ook wel Industrial Internet of Internet of Things gemoemd). Deze machine-to-machine communicatie vormt ook een belangrijk onderdeel van de nieuwe 5G-technologie. Eventuele storingen kunnen vroegtijdig worden opgespoord en de fabriek kan zelf een nieuwe route bedenken voor het product. Mensen en machines kunnen slim gecombineerd worden voor een optimaal productieproces.
In de fabriek van de toekomst werken alle onderdelen en componenten in de fabriek, en de mensen erin, optimaal samen.
Met intelligente computersystemen kan elke stap van de productie naadloos worden afgestemd op alle andere stappen van de customer fulfilment: van het oriënteren en bestellen door de klant, tot aan het bezorgen. (zie ook wat ik eerder hierover schreef).
Pas als het verkocht is produceren
En zo komt het toekomstbeeld dichterbij van productie op maat en on demand. Een product dat misschien pas (af)gemaakt wordt als de klant het gekocht heeft. Met een minimale verspilling aan grondstoffen lokaal geproduceerd in kleinere fabrieken. Dat zou enorme gevolgen kunnen hebben voor de wereldhandel en de huidige goederenstromen, de mega-productievestigingen, XXL-distributiecentra én de grote webwinkels…
Door: Maurits Kreijveld
Maurits Kreijveld is futuroloog, spreker en adviseur. Ook schreef hij de boeken De plug&play-organisatie, Samen slimmer en De kracht van platformen.
