Vijf voordelen van de industrial metaverse

De industrial metaverse komt er aan. Nee, u hoeft straks uw productielijnen niet in een virtuele wereld te bouwen. Analisten zien echter wel kansen voor het trainen van medewerkers, remote maintenance, virtuele engineering teams en bijvoorbeeld audits op afstand. Maar wat is dat eigenlijk – de industrial metaverse?

Het definiëren van ‘de metaverse’ is best een uitdaging. Wikipedia heeft het over: ‘a hypothetical iteration of the internet as a single, universal and immersive virtual world that is facilitated by the use of virtual reality (VR) and augmented reality (AR) headsets’. Adviesbedrijf Accenture lijkt een net iets andere invalshoek te kiezen: ‘The metaverse is a continuum, a spectrum of digitally enhanced worlds, realities and business models’. Tech-tijdschrift Wired maakt het een stuk overzichtelijker: ‘The metaverse is the future of the internet’.

Geheel digitale wereld

De omschrijving van Wikipedia komen we het meeste tegen. Als we vandaag Zoom of Whatsapp gebruiken, maken we in feite al gebruik van de voorzieningen van virtuele werelden. We communiceren met elkaar met gebruik van digitale tools, al blijven we daarbij wel in onze normale wereld actief. Bij de metaverse passen we vergelijkbare tools toe, maar betreden we tegelijkertijd geheel of gedeeltelijk een digitale wereld. Sommige bedrijven – Facebook-moedermaatschappij Meta voorop – denken dat we die wereld vooral zullen betreden via virtual reality - brillen. Andere partijen - denk aan Apple, maar bijvoorbeeld ook Google en een firma als Epson - zien meer in augmented reality.

Een betere naam voort augmented reality is waarschijnlijk mixed reality. Wat deze bedrijven beogen is het gebruik van tools - een digitale bril of desnoods een smartphone - waarmee we naar onze normale omgeving kijken, maar waar we extra informatie aan toe kunnen voegen. Al wat langer bekende voorbeelden hiervan zijn apps waarmee we bijvoorbeeld woningen die te koop staan kunnen bekijken. Door de mixed reality - functionaliteit in te schakelen zien we ineens extra info. Bijvoorbeeld gegevens over de waarde van een woning, info over een bedrijf dat vlak naast de woning zit (wat doet dat bedrijf eigenlijk?), wellicht data van een energiebedrijf om de kosten voor elektriciteit en verwarming te kunnen inschatten, data over gemeentelijke en andere belastingen, noem maar op.

Facebook ziet het graag anders gaan. Dan zetten we een virtual reality-bril op. Daarmee verdwijnt de normale wereld en betreden we als een digitaal poppetje een geheel imaginaire wereld. Daarin kunnen we in principe alles doen wat we in het normale leven ook kunnen, maar dan in een geheel digitale wereld. Dat biedt natuurlijk fascinerende mogelijkheden voor een nieuwe of parallelle wereld, maar deze aanpak lijkt ondanks de vele miljarden die er al in zijn gepompt om de technologie breder geaccepteerd te krijgen niet echt van de grond te komen. De forse daling van het aandeel-Meta wordt onder meer aan de enorme investeringen van het concern in virtual reality geweten.

Mixed reality

Vooralsnog lijken Apple en andere voorstanders van mixed reality het bij het rechte einde te hebben. Ook een tech-gigant als Microsoft heeft inmiddels de nodige software ontwikkeld waarmee mixed reality mogelijk is. Van dit bedrijf is bijvoorbeeld bekend dat het klanten helpt om audits op afstand te doen (meer hierover later in dit artikel). Hierbij loopt een medewerker van bijvoorbeeld een fabriek langs een productielijn of bekijkt details van een specifieke machine, terwijl iemand op afstand mee kijkt en vraagt om bepaalde details beter in beeld te brengen. Dit is een aanpak die zeker bij ondernemingen die manufacturing plants op tal van locaties hebben een interessante manier om gespecialiseerde en dus dure medewerkers minder te laten reizen en dus productiever te maken.

Audit-op-afstand is maar een van de mogelijkheden die de industrial metaverse te bieden heeft. Er is echter meer mogelijk, denken veel analisten. Zij zien kansen op minstens vijf gebieden:

• - Training en opleiding
• - Simulaties en digital twins
• - Service en onderhoud
• - Samenwerken in virtuele teams
• - Virtuele audits

1. Training en opleiding

Medewerkers die complexe machines moeten bedienen of onderhouden, zullen zonder twijfel voordeel hebben van de industrial metaverse. Hierbij wordt dan in de regel gebruikt gemaakt van een digitaal model van deze machine en de omstandigheden waaronder deze functioneert. De medewerker krijgt hierbij de kans om via een digital twin van de machine te leren hoe de machine bediend moet worden en welke handelingen nodig zijn om het productieproces correct te laten verlopen.

Ook belangrijk: hoe kan een medewerker leren welke parameters relevant zijn en wat gedaan moet worden als een of meer parameters afwijkingen beginnen te vertonen? Het maken van een digitaal model van de productielijn is beduidend goedkoper dan het aanschaffen en installeren van de benodigde machines om een (of meer) trainingsomgeving te creëren. Bovendien kunnen medewerkers op hun eigen locatie de training volgen. Ook kunnen meerdere medewerkers tegelijkertijd dezelfde machine leren bedienen en beheren, terwijl bij een real-life situatie vaak maar één of slechts een handjevol medewerkers tegelijkertijd met een opleidingsmachine kunnen werken.

Tekst gaat verder onder de foto.

(© industrie)

Ook erg interessant is het gebruik van dit soort digitale modellen van productielijnen als er bijvoorbeeld software-updates in een machine worden doorgevoerd of de productielijn voor wat betreft functionaliteit of bijvoorbeeld opstelling gewijzigd dient te worden. Analisten wijzen ook op veiligheidsvoordelen. Sommige procesinstallaties of productielijnen kunnen risico’s opleveren voor operators als men onvoldoende getraind is. Om tot het gewenste niveau van kennis en vaardigheden te komen, past een visuele trainingsomgeving zeer goed. Zeker als ook nog eens bepaalde certificaten of diploma's vereist zijn voordat een medewerker een lijn mag bedienen of beheren.

Het kan voor training en opleiding echter ook eenvoudiger. Bijvoorbeeld door een operator een digitale bril te geven. Deze kijkt door de bril naar de machine en ziet een workflow van handelingen en taken verschijnen in de bril. Dan stuurt de mixed reality-toepassing dus als het ware de handelingen van de medewerker. Een interessante aanbieder van technologie voor dit doel is de startup Strivr (https://www.strivr.com)

2. Simulaties en digital twins

Het begrip werd hiervoor al even genoemd: digital twin. Hiermee bedoelen we een virtuele tweeling van een fysieke omgeving. Bijvoorbeeld: een digitale versie van een machine. In software wordt dan een exacte kopie van de fysieke machine nagebouwd. Kenmerkend voor digital twins is dat het niet enkel een 3D-model van de machine is, maar dat het digitale model zich ook – zeg maar – gedraagt als de fysieke omgeving. De virtuele machine functioneert dus in software, produceert producten, kent realistische temperaturen, snelheden en dergelijke.

Hierdoor ontstaan zeer interessante mogelijkheden. We kunnen nu in de machine sensoren opnemen die data over alle belangrijke kenmerken en gedragingen van de machine vastleggen. Denk aan temperaturen, trillingen, afstanden, snelheden en locatiegegevens, maar het kan bijvoorbeeld ook gaan om een camera die vaststelt of een sticker correct geplaatst is. Al dit soort data wordt vervolgens in realtime ingevoerd in de digital twin van deze machine. Hierdoor ontstaat dus de situatie dat de digitale versie van de machine zich hetzelfde gedraagt als de fysieke machine. Gaat er nu iets mis in de productie – bijvoorbeeld: die sticker wordt soms op de verkeerde plek geplaatst – dan wordt dit dus ook in de digital twin zichtbaar. Deze zal dus direct een alarm geven. Doordat ook tal van andere data over het gedrag van de machine in de digital twin beschikbaar is, kan snel een analyse worden gedaan om de oorzaak van de fout te achterhalen.

Ook bij bijvoorbeeld upgrades of aanpassingen van machines kan een digital twin uitstekende mogelijkheden bieden. We kunnen nu immers ‘in software’ simuleren wat de impact van een bepaalde wijziging zal zijn. Een recent verschenen rapport van Altair (https://altair.com) gaf bijvoorbeeld aan dat grote industriële ondernemingen digital twin-technologie onder meer toepassen om via simulaties meer grip te krijgen op het energieverbruik van een productielijn. Het digitale model leent zich er uitstekend voor om allerlei ideeën voor het omlaag brengen van het energiegebruik of voor het verder verkleinen van restafval te testen nog voordat er ook maar één fysieke maatregel genomen hoeft te worden.

Digital twins zijn ook geschikt om het ontwerp van een product of machine ‘in software’ te testen. Van autofabrikant BMW is bijvoorbeeld bekend dat maar liefst 30% van het ontwerp van sommige modellen wordt aangepast aan de hand van tests en simulaties via digital twins.

3. Service en onderhoud

Augmented en mixed reality lenen zich uitstekend voor service en onderhoud. Epson heeft hiervoor al menige digitale bril verkocht. De medewerker kan normaal door deze bril kijken, maar kan ook de mixed reality-functies aan zetten. Daarmee wordt een extra laag met informatie geprojecteerd in het beeld dat de servicemedewerker via de bril ziet. Hierdoor kunnen bepaalde componenten in een machine worden aangewezen of kunnen workflows voor het vervangen van onderdelen zichtbaar worden gemaakt.

Een andere belangrijke speler op dit gebied is Microsoft. Het concern past hierbij headsets toe, maar bijvoorbeeld ook Kinect. Dit is een tool die voortkomt uit de gaming-wereld en die het voor de servicemedewerker mogelijk maakt om op afstand een onderdeel van een machine te kunnen aanraken en voelen.

Bijvoorbeeld om vast te stellen of een bepaald onderdeel goed vast zit of juist los is getrild. Interessant bij de aanpak van Microsoft is dat er ook een integratie is gerealiseerd met de ERP-software van het concern. Hierdoor kan de servicemedewerker ook over informatie beschikken als de onderhoudshistorie van de machine, een overzicht van de onderdelen in de machine, draaiuren en dergelijke.

De industrial metaverse kan dus niet alleen helpen bij service en onderhoud op locatie, maar ook op afstand. Bijvoorbeeld door een lokale medewerker te voorzien van een headset, terwijl een specialist op afstand mee kijkt. Overigens is het zeker niet altijd nodig dat hierbij geavanceerde VR-headsets worden toegepast. Ook met een moderne smartphone of tablet waarop een mixed reality-app is geïnstalleerd zijn al veel van dit soort toepassingen haalbaar.

4. Samenwerken in virtuele teams

Door de ontwerp- en design-tools naar de cloud te brengen, kunnen veel geografisch verspreid werkende teams van engineers en constructeurs al veel beter samenwerken. Bijvoorbeeld door in de cloud modellen en data op te slaan die voor alle teamleden toegankelijk zijn. De industrial metaverse doet hier nog een flinke schep bovenop door het mogelijk te maken dat geografisch op andere locaties werkzame teamleden via virtual reality of mixed reality bepaalde ontwerpen kunnen bekijken en bespreken.

Van consultancyfirma McKinsey is bijvoorbeeld bekend dat zij tijdens de Covid-19 pandemie autofabrikanten hebben geholpen met het ontwikkelen van zogeheten ‘metaverse design rooms’. Hierin kunnen technici en bijvoorbeeld business managers gezamenlijk en op afstand naar ontwerpstudies kijken en deze bespreken, waarbij de beelden van zeer hoge kwaliteit zijn. Maar ook voor kleinere industriële bedrijven biedt de metaverse voordelen. Bijvoorbeeld door het bestuderen van 3D CAD-tekeningen toegankelijker te maken voor business managers. Business managers vinden het veel lastiger dan technici om goed te begrijpen wat 3D CAD nu precies weergeeft. Door extra info via een mixed reality -laag toe te voegen kan allerlei contextuele informatie aan het 3D-model worden toegevoegd.

5. Virtuele audits

Auditing wordt vaak gedefinieerd als een verificatieactiviteit ter plaatse van een proces of productielijn. Door middel van inspectie en onderzoek wordt dan vastgesteld of aan alle vereisten wordt voldaan. Tot voor kort betekende een audit vrijwel altijd dat een gespecialiseerde medewerker of ingehuurde consultant naar de locatie diende te reizen waar de installatie of machine is opgesteld. Dit is kostbaar en kost veel tijd, waardoor de gespecialiseerde medewerker vaak maar een beperkt aantal audits kan doen.

De industrial metaverse biedt uitstekende mogelijkheden om deze audits op afstand te gaan doen. Waarbij bovendien de kwaliteit van de audit omhoog kan, doordat via mixed reality veel relevante informatie direct zichtbaar wordt gemaakt tijdens de inspectie. Ook nu weer geldt dat de audit 'remote' kan plaats vinden door bijvoorbeeld de auditor op afstand te koppelen aan een lokaal aanwezige medewerker die via mixed reality en een headset de installatie ziet, evenals alle relevante data over die installatie. De auditor kan echter ook op locatie aanwezig zijn en zelf een headset gebruiken om extra informatie over de productielijn of installatie te combineren met de visuele inspectie.

Snelle adoptie mogelijk

Zoals zo vaak bij nieuwe ontwikkelingen is het niet altijd even eenvoudig om door het jargon heen te kijken en te zien wat de relevantie van de trend nu precies is. Bij de industrial metaverse is dat niet anders. Via de technology push vanuit de techbedrijven worden veel toepassingen geschetst, maar vergeet men nog wel eens aan te geven hoe we vanuit onze huidige productieomgeving kunnen doorgroeien naar die wereld waarin mixed reality en headsets dagelijks gebruikt worden. De in dit artikel genoemde mogelijkheden laten zien dat de industrial metaverse niets met science fiction heeft te maken en ook zeker niet alleen voor de grote vliegtuigfabrikanten en dergelijke haalbaar is. Sterker nog, juist kleinere productiebedrijven kunnen relatief snel dit soort technologie adopteren en daarmee hun positie als - bijvoorbeeld - toeleverancier verder versterken. Ook voor bedrijven die rechtstreeks aan de eindklant leveren, zal het duidelijk zijn dat de industrial metaverse grote kansen biedt. ●