En vigtigt del af Innovation Factory North, er de Ph.D-studerende der er tilkoblet projektet, og forsker i særlige emner indenfor Industri 4.0. Desuden spiller de en stor rolle i udførelsen af de individuelle IFN forløb, og har en tæt kontakt til de deltagende virksomheder.

Innovationsprocesser til Industri 4.0

Af Maria Støttrup Schiønning Larsen, Innovation Factory North, Ph.D.-studerende

Den fjerde industrielle revolution, også kendt som Industri 4.0, fokuserer på digitalisering af produktionen ved at anvende teknologier såsom sensorer, kollaborative robotter, 3D print og kunstig intelligens. I den digitale transformation af produktionen ligger Industri 4.0 særligt vægt på at udnytte systemiske relationer mellem teknologier for derved at opnå større fordele. Men på trods af at Industri 4.0 forventes at bibringe markante fordele til dansk produktion, er det fulde potentiale stadig ikke fuldt udnyttet i industrien. En af årsagerne til dette er, at produktionsvirksomhederne mangler viden om og kompetencer i, hvordan de skal udnytte teknologierne i systemiske løsninger og skabe innovative Industri 4.0 løsninger, som kan bidrage til en stærkere konkurrenceposition i markedet.

Netop på grund af de systemiske relationer i Industri 4.0 løsninger er disse ofte præget af høj kompleksitet, hvilket besværliggør en hurtig implementering af Industri 4.0 i industrien, og fra et akademisk synspunkt betyder det, at eksisterende metoder, modeller og tankegange omkring udvikling af produktionssystemer ikke passer til en Industri 4.0 kontekst. Den almindelige udbredelse af LEAN i produktionen har fx taget mere end 30 år at implementere i industrien, men hvis danske produktionsvirksomheder skal fastholde eller øge deres konkurrenceposition i et internationalt marked, kan indførelsen af Industri 4.0 ikke vente så længe. Det giver derfor anledning til at udvikle nye, hurtigere udviklings- og innovationsprocesser, som kan støtte danske produktionsvirksomheder i deres Industri 4.0 rejse.

I mit ph.d.-projekt fokuserer jeg derfor på at udvikle processer, som kan støtte produktionsvirksomheder i at definere, udvikle og implementere Industri 4.0 løsninger i deres produktion. Min forskning tager udgangspunkt i de tre forløb Awareness – Demonstrator – Forankring i Innovation Factory North. Jeg studerer og evaluerer processen efter hvert forløb samt deltager i eventuelle redesigns af processen, så den passer bedre til virksomhedernes behov.

Digitalisering og Cirkulær Økonomi

Af Jonas Nygaard, Innovation Factory North, Ph.D.-studerende

Bæredygtighed har i de seneste år fået en større rolle i vores samfund, herunder også ved virksomheder der opsætter ambitiøse mål for blandt andet reduktion af CO2, bedre udnyttelse af ressourcer og genanvendelse af materialer. Cirkulær økonomi repræsenterer økonomiske modeller hvis formål er at afkoble økonomisk vækst med materialeforbrug. Cirkulær økonomi beskriver hvordan produkter og materialer kan, og bør, forblive aktiver i økonomien, fremfor at blive til affald eller brændes for energi. Ifølge miljø- og fødevarestyrelsen vil Danmark kunne opnå en stigning på 0,8%-1,4% i 2035 alene på baggrund af anvendelse af principperne bag cirkulær økonomi.

Cirkulær økonomi indeholder adskillelige elementer der kræver større systematiske ændringer, for eksisterende virksomheder, så som forretningsmodeller, produkt design og samarbejde på tværs af forsyningskæden. Dette gør forandringen fra den traditionelle lineære økonomi til en cirkulær økonomi kompleks.

Den fjerde industrielle revolution (industri 4.0) bliver anset som en katalysator for omstillingen til en cirkulær økonomi. Blandt andet, dens evne til at forbinde organisationer, personer og objekter digitalt, giver et data-baseret beslutningsgrundlag hvilket tillader for en mere effektiv proces i organisationen.

I mit Ph.D.-projekt fokuserer jeg derfor på sammenspillet mellem digitalisering og cirkulær økonomi. Jeg afdækker faktorer med specifik økonomisk indflydelse på take-back aktiviteter for den enkelte virksomhed, samt digitaliseringens indflydelse på identificerede faktorer. Dernæst, med et specifikt fokus på forsyningskæden, udvikler jeg processer som kan guide den enkelte virksomhed i af afdække potentialer og designe løsninger for brug af sensorteknologi i deres specifikke kontekst.

Vertikal DataIntegration for Smart Produktion i SMV'er

Af Dan Palade, Innovation Factory North, Ph.D.-studerende

Den digitale verden er ved at overtage ikke bare vores private personaer, men også essensen af organisationer. Egenskaben til at samle og anvende data transformeres fra en konkurrencefordel til en nødvendig evne for virksomheder. Brugen af virksomhedssystemer som ERP (Enterprise Ressource Planning), CRM (Customer Relation Management), og BA (Business Analytics) forøges med enorm fart, og produktionsdelen af virksomheder får også en digital dimension med brugen af Internet of Things og Cyber Physical Systems. På trods af det forholder disse systemer sig primært afkoblet fra hinanden, og i sær afkoblet fra produktionens digitale fingeraftryk. Specielt mindre virksomheder kæmper med at anvende de tilgængelige teknologier og forbedre deres digitale kompetencer grundet manglende viden og kapital.

Open Source Software bliver mere og mere populært, og har nu nået et punkt hvor deres egenskaber i flere tilfælde overstiger proprietære løsning. Dermed er de egnede til mindre virksomheder, og medvirker til at adressere problemet med manglende kapital.

For at adressere problemet med den manglende viden, er dette PhD projekt strategisk opdelt i to. Den første del af projektet omhandler systemarkitektur, mens den anden del går på implementeringsstrategi. Projektet udføres i et økosystem der understøtter åben innovation og bruger design-baserede metoder til systemudvikling og akademisk forskning.

Systemarkitektur

Da Industri 4.0 konceptet blev introduceret i Tyskland i 2012, satte det et vigtigt emne på dagsordenen; hvordan den, for det meste afkoblede, digitale verden integreres for at skabe en holistisk enhed. Mange forsøgte at adressere og løse dette problem, hvilket ledte til fødslen af adskillige rapporter og standarder som RAMI4.0 (Reference Architecture for Industri 4.0), IIRA (Industrial Internet Reference Architecture) og ISA-95 (International Standard for Integration of Enterprise and Control systems. Disse dokumenter præsenterer alle en kompliceret arkitektur og flertydige guidelines, som mange mindre virksomheder ikke kan tyde. Dette bringer os til projektets første mål: Skab en simplificeret systemarkitektur for vertikal integration, egnet til små og mellemstore virksomheder.

Implementeringsstrategi

Eksistensen teknologi garanterer ikke altid at alle kan bruge det, hvilket i høj grad er tilfældet med smarte teknologier, da de repræsenterer et massivt opgør med de kendte arbejdsmetoder og processer. Implementeringen af mange teknologier fejler grundet modstand fra organisationens interessenter, hvilket bringer os til projektets andet mål: Skab en metode for smart technology implementeringsprojekter egnet til små og mellemstore virksomheder.

Kunstig intelligens og Internet of Things for produktionsdataanalyse i SMV’er

Af Emil Blixt Hansen, Innovation Factory North, Ph.D.-studerende

Dette Ph.D. project udforsker emnerne AI (artificial intelligence) og IoT (internet of things), og hvordan de kan anvendes i SMV’er. Projektets mål er at udvikle nye prædiktive analyser der kan anvendes af SMV’er, samt operatør værktøjer der bringer produktionen til det næste niveau. Procesinnovation og forbedring gennem eftermontering af sensorer og enheder på eksisterende maskineri er hovedfokus. Brugeroplevelsen er essentiel, da SMV’er typisk ikke har ressourcer og viden til at investere i AI og IoT applikationer. Derfor vil dette projekt, ved hjælp af brugervenlige interfaces og maskinbeslutninger, bringe disse nye teknologier til SMV’erne, uden at gøre det nødvendigt at have dataspecialister og -ingeniører. Som en del af Innovation Factory North, er forskningen stærkt influeret af de deltagende virksomhederne, som bringer adskillige ideer og overvejelser til bordet.

Derudover udføres små demonstratorer med udvalgte SMV’er for at forbedre anvendeligheden af forskningen, og bringe ny vidne til SMV’erne. Et eksempel på igangværende forskning er en såkaldt ”AI-Box”, som anvender maskinlæring til pt. at klassificere et billede korrekt. Dette gøres gennem et brugervenligt web interface, hvor operatøren kun behøver at sætte nogle basale ting op, uden at det er nødvendigt at have dataspecialist viden. I fremtiden vil denne løsning også kunne håndtere andre typer af essentiel produktionsdata, så som tidsserier af vibrationsdata og lyd. Gennem eftermontering på eksisterende maskineri, kan dette hjælpe SMV’er til at reducere falske alarmer og derved forbedre effektiviteten af deres produktion, eller detektere udstyrsfejl før de finder sted.

Labour 4.0: Kompetencer for smart produktion

Af Andreas Kornmaaler Hansen, Innovation Factory North, Ph.D.-studerende

Produktionsindustrien i dag bevæger sig konstant mod digitale teknologier. Denne digitalisering af industrien, og de teknologier og muligheder digitaliseringen medbringer, har fået det generelle navn ”Industri 4.0” – man siger, at det er den 4. industrielle revolution. Visionen indeholder ”smarte fabrikker”, som betyder, at alle led i produktionen er koblet på internettet og er i stand til at kommunikere med hinanden, og ved hjælp af denne enorme mængde realtime data træffe beslutninger, som en medarbejder ikke ville være i stand til at overskue på samme måde. Disse smarte fabrikker betyder ikke kun optimering af nuværende processer, men åbner dørene for innovation og helt nye måder at fremstille produkter på. 

Digitaliseringen og industri 4.0 er ikke kun drevet af teknologien. Man bliver nødt til at inddrage menneske, teknologi og organisation i samspil med hinanden.

Det er efterhånden anerkendt, at der bliver nødt til at ske store organisatoriske ændringer før visionen om fremtidens Industri 4.0 kommer til at fungere. Dette berør også en fladere hierarkisk tilgang til information, hvor man bevæger sig væk fra et top-down hierarki med ledelsen i top, og ender med et langt mere fleksibelt arbejdsmiljø, hvori der er brug for multidisciplinære kompetencer for at indgå effektivt på arbejdspladsen.

Min PhD er en del af Innovationsfabrikken (Innovation Factory North – IFN), som er et samarbejde mellem uddannelse, forskning og industri.  IFN skaber et ideelt miljø til at forske i disse dynamikker samt også mulighed for at dykke ned i de enkelte teknologier og på case basis få skabt ny viden omkring, hvordan en ny teknologi påvirker nuværende medarbejdere i en produktionsvirksomhed.  F.eks. I takt med at robotter bevæger sig ud af beskyttende bure og indgår i produktionen side om side med mennesker, skaber det også udfordringer omkring etik, accept, og om hvorvidt man stoler på teknologien. Hvordan håndteres dette bedst muligt? University College Nordjylland (UCN) er også en vigtig samarbejdspartner og er med til at danne rammerne for at eksperimentere med didaktik i forbindelse med undervisning, og hvordan man bedst muligt kan understøtte bæredygtige kompetencer til fremtidens industri og dermed bringe vision tættere på realitet.

Learning Factories for upskilling the workforce at SMEs towards Industry 4.0

Af Helge Glinvad Grøn, Innovation Factory North, Ph.D.-studerende

Dette projekt vil med fokus på SMV'ernes industrielle arbejdsstyrke og de kompetencer der er nødvendige at have i værktøjskassen for at kunne bevæge sig mod en Industry 4.0 verden. Et af de koncepter der vil blive brugt til at arbejde med denne problemstilling, er Learning Factories som en metode. Fokus for dette bliver, overførsel af viden om både teknologier og smat tekniske kompetencer. Endvidere vil projektet præsentere en måde at måle effekten af en læringsfabrik session med fokus på SMV’er.

Learning Factory som koncept, beskæftiger sig med ideen om at overføre og skabe viden til branchen - dette er fokuseret på både nye spillere såvel som etablerede. I skrivende stund er industriens fokus rettet mod den 4. industrielle revolution – den forbundne industri – oftest omtalt som Industry 4.0 – og ideen om Industry 5.0/Labour 4.0, den menneskelige centrerede avancerede produktion, begynder at dukke op i det akademisk. Industry 4.0 byder på en bred vifte af muligheder - men hvor der er muligheder, er der også udfordringer.

Gennem de sidste år har seminarer og workshops sat fokus på de visionære, strategiske og økonomiske dele af industrisektoren – alt sammen med til at hjælpe virksomhedsleder med at få en forståelse for det der omtales som Industry 4.0. Men at gå fra et Industry 2.0/3.0 niveau til et Industry 4.0/5.0 kræver både investeringsvilje, mod til at forlade de velkendte og flere medarbejdere, der deler visionen om en ny industri– baseret på den gamle. Industri 4.0 implementering vil kræve en specialiseret arbejdsstyrke med et tværfagligt mindset og en evne til at arbejde med et bredere mindset end den specialisering, der er blevet uddannet gennem de sidste mange år - en T-profil med både generelt fokus på Industry 4.0 færdigheder og et opdateret fokus på deres speciale. Disse medarbejdere har brug for at få viden om Industry 4.0 såvel som deres ledere - det er denne fælles skabelsen og overførslen af denne viden, der er i fokus i dette projekt.

Fokus for projektet vil være at skabe en bred forståelse inden for Industry 4.0 til den industrielle arbejdsstyrke både på operatør- og integratorniveau i SMV’erne i Nordjylland.  Dette vil blive understøttet af Learning Factory som en metode til overførsel af viden for at opnå de tekniske færdigheder, der er nødvendige for implementeringen af Industry 4.0 og for at skabe ny tværfaglig viden i den nordjyske industri. Fokus på operatøren af Industry 4.0 teknologiske produktionssystemer vil kræve fokus på læring (L), Træning (T) og Assistance (A) når de anvendes - dette kan forkortes til en LTA-metode. Derfor vil LTA-metoden blive undersøgt for at understøtte, at en Learning Factory-session i opgaven med at opkvalificere operatørniveauet til en tilfreds overgang til Industry 4.0 hos de nordjyske SMV'er.

Projektet er en del af Innovation Factory North (IFN), som vil fokusere SMV’er i Nordjylland gennem Awareness, Demonstrator og Forankrings seminarer mod en Industry 4.0 verden.