Virtuele inbedrijfstelling: lagere kosten en betere machinevalidatie
Gepubliceerd op 1 oktober 2025 in Industry 4.0
Hoe kan virtuele inbedrijfstelling kostbare verwarring voorkomen en fabrikanten helpen om vol vertrouwen te innoveren?
"We hebben er niet over gesproken, omdat ik ervan uitging dat u het al wist" is een zin die ik de afgelopen jaren veel heb gehoord.
Slechte communicatie is de belangrijkste reden waarom industriële automatiseringsprojecten niet volgens plan verlopen tijdens de inbedrijfstellingsfase. Of het nu gaat om een nieuwe machine, een nieuwe cel of een hele lijn: er ontstaan vaak misverstanden tussen projectpartners over hoe het ontwerp eruit moet zien. Het raadplegen van de documentatie helpt niet altijd, omdat onnauwkeurige, vage of onvolledige informatie vaak de oorzaak is van het meningsverschil.
Miscommunicatie met betrekking tot ingangen, uitgangen en interfaces is een goed voorbeeld. Een systeemintegrator kan ervan uitgaan dat een apparaat EtherCAT gebruikt, terwijl de fabrikant Profinet verwacht. Of misschien vergeet een lijnintegrator om een sensor te noemen die extra informatie registreert die belangrijk is voor de machineveiligheid. In beide gevallen is het resultaat hetzelfde: extra kosten, tijdverspilling en toenemende frustratie voor alle betrokken partijen.
De oplossing is eenvoudig: laat mensen de specificatie niet alleen produceren. Virtuele inbedrijfstelling resulteert in veel nauwkeurigere specificaties.
Wat is virtuele inbedrijfstelling?
Het eerste punt om te benadrukken is dat virtuele inbedrijfstelling niet hetzelfde is als simulatie. Simulatie gaat over het testen van ideeën, het onderzoeken van 'wat als'-scenario's en het bepalen wat wel en niet mogelijk is. Virtuele inbedrijfstelling bouwt daarop voort door het testen van volledige productiesystemen in een virtuele omgeving mogelijk te maken.
Dit zorgt ervoor dat potentiële problemen worden geïdentificeerd en verholpen voordat de fysieke inbedrijfstelling begint. Het biedt ook een platform voor het genereren van nauwkeurige systeemspecificaties, waardoor veel van het giswerk van traditionele projectworkflows wordt geëlimineerd.
Het maakt gebruik van MiL (Model-in-the-Loop), SiL (Software-in-the-Loop), HiL (Hardware-in-the-Loop) en digital twins om de optimale machine- en lijnconfiguratie te creëren. Het resultaat is niet alleen een model, maar een robuuste basis voor fysieke implementatie.
Het geheim hier is eenvoudiger dan u zou verwachten: submeters installeren. Met submeters krijgt u inzicht in waar energie werkelijk naartoe gaat, of dit nu specifieke productielijnen, zones of zelfs afzonderlijke machines zijn. En hoewel het misschien te simpel lijkt, kunt u met submeters grote energieverbruikers isoleren, stand-by-verbruik vaststellen en uiteindelijk echte KPI's opstellen.
Naast alleen energie, moeten in productieomgevingen ook gerelateerde meetwaarden worden bewaakt, zoals luchtdebiet, koelsystemen en zelfs persluchtverbruik. U moet het hier hebben van debietsensoren, thermische sensoren en drukzenders. Deze vormen voordelige verzekeringen tegen verspilling en een sterke basis voor koolstofrapportage.
Stefan Jensen voegt hieraan toe dat steeds meer klanten zullen vragen om uw energievoetafdruk per onderdeel, en de harde waarheid is dat als u ze geen echte cijfers kunt geven, iemand anders dat wel kan.
Vier belangrijke toepassingen
1. Een digitale blauwdruk produceren
Virtuele inbedrijfstelling elimineert ambiguïteit door details over toleranties, prestaties, software-interfaces en meer te extraheren om nauwkeurige systeemspecificaties te genereren. De resulterende digitale blauwdruk voorkomt verwarring en stroomlijnt de installatie.
Nadat deze blauwdruk is gemaakt, kan deze opnieuw worden gebruikt als een hulpmiddel voor “kopiëren en plakken” voor het repliceren van lijnen op verschillende locaties. Fabrikanten profiteren van consistentie, snellere implementatie en een betrouwbare manier om de productiecapaciteit op te schalen zonder telkens opnieuw het wiel uit te moeten vinden.
2. Tijd- en kostenbesparing na de installatie
Een toonaangevende lijnbouwer vertelde me ooit dat bij het bouwen van een nieuwe lijn slechts 20% van de totale kosten in ontwerp, aankoop en installatie zit. De overige 80% komt daarna voort uit foutopsporing, integratie en het soepel laten lopen van de lijn. Het verhelpen van alle fouten na de installatie duurt gemiddeld 12 maanden.
Virtuele tests voorkomen dit door processtromen, machine-interacties en zelfs operator-interventies vooraf te testen. Deze digitale repetities bieden essentieel inzicht in potentiële knelpunten en storingsrisico’s. Door ze op te lossen in de virtuele wereld, voorkomen bedrijven uitvaltijd en kostbare verrassingen in de echte wereld.
3. Het bouwen van toekomstbestendige productielijnen
Met een uitgebreide digital twin kunnen bedrijven configuraties, afstellingen en schaalopties verkennen zonder de kosten van fysieke wijzigingen. Naarmate de vraag in de markt evolueert of de volumes fluctueren, kunnen lijnen met vertrouwen worden aangepast. Deze flexibiliteit is essentieel voor fabrikanten voor de omgang met onzekerheden, introducties van nieuwe producten of schommelingen in de toeleveringsketen.
4. Veiligheidssystemen testen
In omgevingen zoals de productie van EV-batterijen is het verschil tussen werkende en defecte veiligheidssystemen letterlijk van levensbelang. Elektrische schokken, blootstelling aan chemicaliën en zware belastingen vormen allemaal risico's. Het testen van dergelijke systemen onder werkelijke omstandigheden is lastig, vooral omdat de veiligheidsfuncties zelden beperkt zijn tot één machine.
Virtuele inbedrijfstelling maakt het grondig testen van veiligheidsstrategieën mogelijk in een gecontroleerde omgeving die de werkelijke productie nabootst. Bouwers krijgen een goed beeld van hoe machines en lijnen zullen reageren op veiligheidsschendingen, zonder dat operators aan risico's worden blootgesteld.
Uitdagingen om te overwinnen
De waarde van virtuele inbedrijfstelling is duidelijk, maar bedrijven moeten enkele praktische uitdagingen aanpakken.
1. Aan de slag
Veel bedrijven begrijpen de voordelen, maar hebben moeite om duidelijke doelstellingen te definiëren. Virtuele inbedrijfstelling werkt het beste met een stappenplan, overtuigd management en afstemming tussen software-, mechanische en elektrotechnische teams. Een gestructureerd pilotproject is vaak de slimste eerste stap.
2. Nauwkeurigheid van gegevens
Het hart van virtuele inbedrijfstelling is de digital twin. Als de achterliggende gegevens daarvan verouderd of onnauwkeurig zijn, zal het virtuele model niet overeenkomen met de werkelijke prestaties. Gegevensconsistentie en -validatie zijn daarom vanaf het begin essentieel.
3. Integratie en coördinatie
Virtuele inbedrijfstelling vereist nauwe samenwerking tussen technische disciplines, elk met eigen gereedschap en standaarden. Gedeelde omgevingen en vooraf gedefinieerde functieblokken helpen deze kloven te overbruggen. OMRON en Dassault Systèmes hebben bijvoorbeeld IT/OT-functieblokken ontwikkeld die zowel virtueel als fysiek kunnen worden gebruikt.
4. IT-infrastructuur
Het uitvoeren van complexe simulaties vereist voortdurend robuuste IT-systemen. Hardware, software, cyberbeveiliging en integratie met bestaande IT moeten allemaal aanwezig zijn om virtuele inbedrijfstelling te kunnen laten slagen.
AI als doorbraak
AI en machine learning maken virtuele inbedrijfstelling nog effectiever. Door te leren van historische en realtime gegevens, kunnen digital twins fysieke systemen beter dan ooit weerspiegelen.
AI-gestuurde modellen kunnen storingsmodi voorspellen, corrigerende acties voorstellen en processen automatisch verfijnen. Ze vereenvoudigen ook de samenwerking tussen technische teams door inzicht te bieden in mechanische, elektrische en softwaredomeinen. Het resultaat: hogere nauwkeurigheid, snellere optimalisatie en minder kostbare fouten.
Veel meer dan een digitale replica
Virtuele inbedrijfstelling is niet alleen het maken van een digitale kopie. Het is een geïntegreerde aanpak die bedrijven helpt om met vertrouwen te innoveren, stakeholders van projecten op één lijn te brengen en kostbare misverstanden te voorkomen. Het maakt gebruik van digitale hulpmiddelen om productieprocessen te optimaliseren vóór de fysieke installatie.
En met AI en machine learning in de mix verandert virtuele inbedrijfstelling van een validatiehulpmiddel in een proactieve drijfveer voor continue verbetering. De inzichten worden alleen maar dieper, de modellen robuuster en het proces meer gestroomlijnd.
