U-Shaped assembly cell Informatie stroomlijnen in de USAC

Academie Engineering Automotive van de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (AEA van de HAN) bouwt samen met bedrijven en studenten een Smart U-Shaped Assembly Cell (USAC). Het doel is om een leer- en experimenteeromgeving te maken voor bedrijven, studenten en onderzoekers waarin verschillende smart technologieën worden uitgeprobeerd en ervaren.

Twee voorbeelden van toepassingen van het lectoraat bij USAC nu aan werkt, zijn: (1) digitale werkinstructies inzetten via Augmented Reality (AR) als ondersteuning bij assemblage en (2) het opstellen van een digitaal simulatiemodel (Digital Shadow als stap richting een Digital Twin) van de assemblageproces waarmee de output wordt geoptimaliseerd.

Om de implementatie van deze smart technologieën te realiseren, is inzicht nodig in hoe de informatie door het assemblageproces stroomt. Om dit inzicht te krijgen, wordt de informatiearchitectuur in kaart gebracht waarbij dit begrip wordt gedefinieerd als: ‘Een consistent geheel van principes en modellen dat richting geeft aan ontwerp en realisatie van processen, organisatorische inrichting, informatievoorziening en technische infrastructuur van een organisatie (Rijn, Driel, Gils, Oord, & Santema, 2013, p. 10).

Dit artikel gaat in op het nut van een goede informatiearchitectuur. Informatiearchitectuur is niet alleen iets voor IT, maar ook heel relevant voor de operations manager bij het implementeren van smart technologieën.

Vanuit het lectoraat merken we dat het voor mkb-bedrijven een uitdaging is om nieuwe technologieën te implementeren. Het is niet gemakkelijk om nieuwe technologische oplossingen te laten aansluiten op de processen. Het is daarom noodzakelijk om de juiste afstemming tussen business en ICT te vinden. Zeker wanneer integratie complexer wordt omdat de nieuwe technologieën geïntegreerd moeten worden met bestaande systemen zoals Enterprise Resource Planning (ERP) en Manufacturing Execution Systems (MES). Een informatiearchitectuur vormt hierbij een belangrijke communicatie- en hulpmiddel in het realiseren van afstemming tussen de verschillende stakeholders bij mkb-bedrijven.

Deze uitdaging zien we ook bij smart technologieën die we implementeren bij de USAC. Bijvoorbeeld bij het opstellen van een simulatiemodel van de assemblageproces waarbij informatie uit het ERP-systeem met informatie vanuit de sensoren gecombineerd wordt.

Informatiearchitectuur is een belangrijk hulpmiddel om ontwerp- en productieprocessen met elkaar in lijn te brengen. Het gaat hierbij over het verbinden van meerdere partijen. In de eerste plaats dus tussen de business (de operations manager) en ICT (de IT-manager). De impact van nieuwe technologieën vraagt dat stakeholders uit deze twee domeinen zich meer (en meer) verdiepen in elkaars ‘wereld’. Het opstellen van een passende informatiearchitectuur bij de te implementeren technologie of ICT-oplossing helpt hierbij.

Met deze informatiearchitectuur, én vooral het proces waarin deze tot stand komt, wordt een belangrijke voedingsbodem gecreëerd om te slagen bij het implementeren van nieuwe technologieën in assemblageprocessen, zoals AR en Digital Twin.

Een belangrijke standaard die al in de jaren 90 van de vorige eeuw is ontwikkeld, is ISA-95 (als standaard bekend onder IEC 62264). De ISA-95 indeling voor de enterprise-architectuur is een bruikbaar kader om van globaal niveau toe te werken naar het gewenste detailniveau. Dit kader helpt om de informatiearchitectuur van de assemblageprocessen uit te werken. Vragen waar onder andere op ingegaan wordt, zijn: Welke activiteiten worden ondersteund en welke applicaties ondersteunen de processen?  (Rissewijck, 2008).

Voor de USAC zijn in eerste instantie een aantal ‘ouderwetse’ modellen uitgewerkt. Dit is hieronder in figuur 1 conceptueel weergegeven.

Voor de informatiearchitectuur van de USAC is de Business Process Modeling notatie (BMPn) gebruikt om de processen op hoofdniveau uit te werken (zie Figuur 2). Voor meer inzicht in de informatiestromen zijn Dataflow Diagrammen (DFD) opgesteld zoals weergegeven in Figuur 3.

De uitgewerkte BPMn en DFD-modellen vormen een goede eerste stap om de informatie van de verschillende smart technologieën in de USAC in kaart te brengen. Echter, nieuwe smart technologieën vragen ook om nieuwe en aanvullende inzichten in de informatiestroom. Deze zullen ook in kaart gebracht moeten worden. Denk bijvoorbeeld aan Internet of Things (IoT) toepassingen door toevoegen van sensors in de USAC. Hiervoor zullen ook de allernieuwste architectuurmodellen toegepast worden. In welke mate? Dat zal de praktijk en onderzoek verder uitwijzen.

Vanuit de ontwikkeling van standaarden zie je deze doorontwikkeling al. Zo is recent de ISO standaard over Digital Twinning (ISO 23247) gepubliceerd. Hierin zie je ook belangrijke koppelingen met de ISA-95 standaard weer terugkomen. Ook in andere (relatief) nieuwe architectuurmodellen zie je dat terug. Denk hierbij aan Reference Architectural Model Industrie 4.0 (RAMI 4.0) en de Industrial Internet Reference Architecture (IIRA).  Voor de ontwikkeling van de USAC wordt naast ‘oude’ architectuurmodellen dan ook zeker gekeken naar de allernieuwste architectuurmodellen, in het bijzonder naar de IIRA. In toekomstige blogs wordt hier verder op ingegaan.

Informatiearchitectuur is zoals aangegeven in deze blog niet alleen iets voor de IT-manager. Als operations manager kan je nu al beginnen om de productie- en assemblageprocessen uit te werken. Gebruik hierbij processchema’s die al in de organisatie beschikbaar zijn (bijvoorbeeld vanuit ISO 9001 handboeken). Breng vervolgens in kaart welke IT-systemen in de processen worden gebruikt en waar er knelpunten zijn in de informatievoorziening. Ga als operations manager in gesprek met de IT-manager om te overleggen welke kansen zij zien om de informatie in de productie- en assemblageprocessen verder te stroomlijnen. Maak van het inzetten van smart technologieën een gezamenlijk inspanning en gebruik informatiearchitectuur als hulmiddel voor het realiseren van succesvolle implementaties.

Auteur: Gerben Muller

• Rijn, R. v., Driel, M., Gils, B. v., Oord, E., & Santema, A. (2013). Wegwijzer voor methoden bij enterprise-architectuur (2e druk ed.). (R. v. Rijn, & H. Ousen, Red.) Zaltbommel: Van Haren Publishing.
• Rissewijck, A. E. (2008). Automatisering van productieprocessen op basis van ISA-95. Zaltbommel: Van Haren Publishing.
• Scholten, B. (2007). The road to integration - a guide to applying the ISA-95 standard in manufacturing. International Society of Automation.