Project ALICIA van de EU wil een circulaire economie voor productiemiddelen als robops scheppen om voortijdige sloop van die productiemiddelen tot een minimum te beperken. Dankzij de ontwikkeling van vijf digitale tools als AI matching worden industriële bedrijven en de markt voor gebruikte machines efficiënt met elkaar verbonden, waardoor activa tot 100% opnieuw worden gebruikt.
De meeste machineonderdelen in de productie ‒ bijvoorbeeld robotarmen of transportbanden ‒ bereiken nooit de maximale levensduur, maar worden voortijdig vervangen. Volgens schattingen wordt in de autosector tot 70% van de productiemiddelen voortijdig buiten gebruik genomen, gesloopt of in het beste geval als reserveonderdelen verkocht. Dat is niet alleen oneconomisch, maar ook niet-duurzaam. En daarom is het dan ook een punt dat in het kader van de Europese Green Deals, met als doel in 2050 klimaatneutraal te zijn, moet worden aangepakt.
Circulaire economie in productielijnen
Als er namelijk een circulaire economie voor productiemiddelen zou zijn, een zogeheten Circular Manufacturing Ecosystem (CME), dan kunnen geld en grondstoffen worden bespaard. Tot nu toe is er echter geen efficiënte koppeling tussen enerzijds de industriële bedrijven onderling en anderzijds tussen deze bedrijven en de markt voor gebruikte machines, zodat verkopers en kopers kunnen handelen met machines en machineonderdelen.
Het EU-project ALICIA gaat dit nu veranderen. ALICIA staat voor assembly lines in circulation, ofwel montagelijnen in kringloop. Twaalf partners uit de wetenschap en industrie ontwikkelen binnen drie jaar verschillende slimme, digitale tools voor duurzaam gebruik van productiemiddelen. Het project wordt gecoördineerd door de Technische Universiteit München (TUM).
Door het ontwikkelen van innovatieve digitale hulpmiddelen probeert het project om efficiënte economische verbindingen tussen industriële partijen en de markt voor gebruikte machines tot stand te brengen. Dankzij deze strategische koppeling kunnen activa voor 100% opnieuw worden gebruikt. Dit draagt bij aan meer duurzaamheid en optimaal gebruik van grondstoffen. Deze digitale hulpmiddelen scheppen een nieuw type circulaire economie ‒ het CME.
De visie van ALICIA: Over vijf tot tien jaar worden productiehulpmiddelen – bijvoorbeeld volledige productielijnen, afzonderlijke machines en reserveonderdelen – zo lang verhandeld tussen afzonderlijke fabrieken in Europa en hergebruikt, dat hun gebruiksduur optimaal benut wordt. Doel van het online ALICIA-platform is om kopers en aanbieders van productiemiddelen bij elkaar te brengen. Daarnaast worden dienstverleners geïntegreerd, bijvoorbeeld mkb-bedrijven die reparatiediensten aanbieden of recyclingbedrijven die hun diensten aan fabrikanten kunnen aanbieden. Het platform wordt ondersteund door een reeks innovatieve digitale tools, die het identificatie- en selectieproces van geschikte montage-installaties voor nieuwe productielijnen vereenvoudigen en de integratie van deze gebruikte installaties in moderne productiesystemen mogelijk maken.
Vijf digitale tools
Een fabrikant of bedrijfsleider heeft een nieuwe productie-installatie nodig. Met behulp van een voor machines leesbare ontologie worden zijn eisen aan een tweedehands installatie digitaal weergegeven. Daarbij wordt behalve met productietechnische factoren ook rekening gehouden met sociale, economische en milieutechnische aspecten. Want als de medewerkers niet kunnen werken met de gekochte machine of als de resterende levensduur niet economisch zinvol is, dan is de aankoop van een tweedehands machine weinig zinvol. Door een op de mens gerichte benadering moet het project ook de omscholing en opleiding van medewerkers faciliteren. Bovendien moet de machineleesbare ontologie ervoor zorgen dat vrouwen dezelfde kansen krijgen om te participeren in de circulaire economie en ervan te profiteren.
De Online Marketplace koppelt de partijen van de second-hand handel. Dat zijn niet alleen kopers, verkopers en handelaren in gebruikte machines, maar ook dienstverleners op het gebied van reparatie of recycling. De Marketplace wordt in het CME zowel gebruikt om een voor de klant passende machine te vinden als om zijn eigen afgeschreven installaties aan andere fabrikanten aan te kunnen bieden. Een al bestaande online marktplaats, de Market 4.0, wordt tijdens het project onder andere uitgebreid met de reële gegevens van Surplex, industrieel veilinghuis voor gebruikte machines. Surplex zal de spilfunctie vervullen en het bemiddelingsproces tussen bestaande en gebruikte fabrieksinstallaties vereenvoudigen. Naast een eigen database voor gebruikte installaties zal Surplex de know-how voor een vergelijkbaar platform voor de verkoop van gebruikte installaties, met inbegrip van de interne gegevensstructuren en processen, ter beschikking stellen.
Een AI Matchmaking Engine vergelijkt op de Marketplace het aanbod van beschikbare fabrieksinterne productiemachines, andere second-hand installaties en machines en mogelijk passende nieuwe machines (om eventuele leemten in het ontwerp van de montagelijn te vullen daar waar geen tweedehands machines kunnen worden ingezet) met de eisen van de klant in de machineleesbare ontologie. Deze kiest de beste combinatie van middelen voor de gewenste montagelijn.
Om de fabrikant te overtuigen, wordt een Digital Shadow (DS) van de voor hem gematchte productie-installatie gemaakt. De DS is een model van een toekomstige Second-Hand serie. ALICIA zal de grenzen van de huidige techniek oprekken door het ontwikkelen van een “halfautomatische DS”, die gegevens over beschikbare productiemiddelen, die automatisch vanuit Marketplace worden ingevoerd, combineert met handmatig ingevoerde CAD-modelgegevens. Deze digitale blauwdruk van een mogelijke gebruikte montagelijn simuleert de productieprestaties door de gegevens van de afzonderlijke machines met elkaar te combineren. Zodra de echte tweedehands montagelijn opgebouwd is, wordt de Digital Shadow doorontwikkeld tot Digital Twin (DT). De DT wordt in realtime gevoed met de productiegegevens van de machinesensoren en andere bronnen. De DT is dus de digitale kopie van een echt systeem, bijv. de productielijn.
Voor een soepele opbouw en ingebruikname van de gebruikte productielijn zonder vertragingen wordt een Plug & Produce Middleware ingezet. Plug-and-Produce concepten werken vanuit het idee, dat elk apparaat van een administratieve mantel (administration shell) is voorzien. Deze bevat alle machinegegevens, waaronder de eigenschappen, parameters en interfaces. In de Industry 4.0 moeten alle productiecomponenten storingsvrij onderling kunnen communiceren. Daarvoor vormt de geautomatiseerd leesbare documentatie in de administratieve mantel de basis. Omdat de productie nu bestaat uit een mix van nieuwe en gebruikte machines van verschillende fabrikanten, zorgt de Plug & Produce Middleware voor maximale interoperabiliteit.
Ter bescherming van gebruikersgegevens zal ALICIA zowel oplossing in de cloud als op locatie aanbieden, waardoor gebruikers de volledige controle over het gebruik van hun gegevens kunnen krijgen. De oplossingen kunnen desgewenst lokaal worden geïnstalleerd en uitgevoerd.
Wat betekent ALICIA voor de Europese industrie?
Productieverantwoordelijken kunnen een gebruikte productielijn tot 40% sneller en voor minder dan de helft van de prijs van een nieuwe aanschaffen. Door het maximaal benutten van de levensduur van machines kan het materiaal- en energieverbruik tot 80% worden verminderd in vergelijking met een nieuwe machine. Met een gesloten ALICIA kringloop kunnen activa tot 100% worden hergebruikt.
Samenvattend loopt het EU-project ALICIA voorop op het gebied van duurzame productie. Het maakt gebruik van digitale innovaties om efficiënter en milieuvriendelijker gebruik te maken van productiemiddelen. Door de strategische initiatieven en inspanningen op het gebied van samenwerking effent ALICIA de weg voor een toekomst, waarin de principes van de circulaire economie de ontwikkeling van de verwerkende industrie naar meer duurzaamheid en efficiënter gebruik van productiemiddelen bevordert. Daarmee draagt ALICIA bij aan een verhoging van de bestendigheid van de EU tegen storingen in wereldwijde leveringsketens en levert het project een wezenlijke bijdrage aan het verwerkelijken van een circulaire economie.
Over het project
ALICIA wordt door de Europese Unie met bijna 5,86 miljoen euro gesubsidieerd, onder het projectnummer 101091577 in het kader van het programma Horizon. Het project begon officieel in januari 2023 en heeft een looptijd van drie jaar. De twaalf projectpartners zijn:
- Instituut voor werktuigmachines en bedrijfskunde (iwb) aan de Technische Universiteit München (Duitsland) (projectcoördinator)
- Comau S.p.A., Grugliasco (Italië)
- Conti Temic microelectronic GmbH, Ingolstadt (Duitsland)
- DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlijn (Duitsland)
- ECI-Mechatronics GmbH, Schwaz (Oostenrijk)
- INTRASOFT International S.A. (Luxemburg)
- Institut Mines-Télécom (IMT), Palaiseau (Frankrijk)
- Laboratory for Manufacturing Systems & Automation (LMS) aan de Patras University (Griekenland)
- mts Consulting & Engineering GmbH, Fürstenbeck (Duitsland)
- Surplex Iberica SLU, Barcelona (Spanje)
- Instituut voor machinebouw en bedrijfsinformatie (mbi) aan de Technische Universitei Graz (Oostenrijk)
- YAGHMA B.V., Delft (Nederland)
ALICIA is gesubsidieerd met middelen uit het onderzoeks- en innovatieprogramma Horizon Europe van de Europese Unie (EU) onder projectnummer 101091577.
