IMPLEMENTATIE NIEUWE TECHNOLOGIE VEREIST PERFORMANTE VALUE CHAIN

imec ontwikkelt vandaag de innovaties van morgen

Vlaanderen kan bogen op een keur aan kenniscentra waar schitterende dingen gebeuren. Een van de parels aan de technologische kroon is imec, dat al sinds de oprichting in 1984 baanbrekend onderzoek doet in sectoren als de micro-elektronica, nanotechnologie en technologie voor ICT-systemen. Die technologie zien we - onder de vleugels van Smart Industrie en Industrie 4.0 - ook volop terug in toepassingen in onze bedrijven. We hadden een dubbelgesprek met twee adviseurs van imec, Kris Van de Voorde en Stefan Vermeulen, over deze materie.

 

Over Kris Van de Voorde

Kris Van de Voorde is al 21 jaar werkzaam bij imec en kan ondertussen al terugkijken op een mooi palmares binnen het onderzoekscentrum. Na zijn studies als ingenieur in de sterkstroom belandde hij via een eindwerk in de vermogenselektronica bij de micro-elektronica van imec. In het begin was hij voornamelijk actief bij de opstart van start-ups in verschillende domeinen. Na het halen van een bijkomende MBA begon hij stilaan over de muren van de eigen sector te kijken. Sinds 2002 mondde dat uit in o.m. projecten voor de textiel-, PCB- en assemblage-industrie, de bouw, de maakindustrie alsook de landbouw- en voedingssector.

"Proeftuinen spelen een belangrijke rol, want daar kunnen bedrijven meteen zien wat er voor hen mogelijk is" 

 

ZES APPLICATIEDOMEINEN

Kunnen jullie kort even jullie benadering van imec toelichten?

Kris Van de Voorde: "Wij verdelen onze activiteiten in een zestal applicatiedomeinen: Smart Health, Smart Mobility, Smart Cities, Smart Industries, Smart Energy en Smart Education. Daaronder vind je de hardware- en softwareconcepten die dit ondersteunen: CMOS, sensortechnologie en flexibele chipstechnologie aan de ene kant, Networking, Digital Privacy & Security Software en Data Management Skills aan de andere kant. We werken daarbij samen met allerlei spelers uit de technologische sector. Bij Smart Industrie gaat dat bijvoorbeeld om kenniscentra als Flanders Make, Sirris en Flanders Food."

SMART INDUSTRIES

Smart Industries lijkt voor onze lezers het meest interessante domein. Wat is de benadering rond dit aspect?

Stefan Vermeulen: “Hier zien we een viertal belangrijke pijlers waarmee de productieafdelingen geconfronteerd worden: ten eerste efficiëntie in productie, energie en grondstoffen, ten tweede productkwaliteit en monitoring, als derde kleinere batches met aangepaste producten en tot slot de uptime van machines."

Van de Voorde pikt in: “Naast Smart Industries spreken we ook vaak over Industrie 4.0. Voor mij bestaat dit concept uit drie grote pijlers: twee verticale en één horizontale. Als verticale pijlers zie ik 'smart production' en 'smart products'. Daarboven zet ik een horizontale pijler met data modelling en algoritmes. Deze pijler is essentieel, daarom zet ik hem horizontaal overkoepelend boven de andere pijlers. 
Maar rond Industrie 4.0 geldt ook: 'What's in a name?' Ik ken bedrijven die al 20 jaar bezig zijn met de evoluties die nu als Industrie 4.0 aangemerkt worden. De stand van zaken is zeer divers over de bedrijven heen. Je data optimaal gaan gebruiken, slim gebruik van sensoren, dashboards, terugkoppeling via maintenance, op afstand monitoren: elk bedrijf zou moeten bekijken waar het vandaag staat en waar het heen wil. Niet elke bedrijf moet op alle facetten van Industrie 4.0 inzetten; dat kan voor elk bedrijf anders zijn.“

Jullie staan aan de ontwikkelingskant. Hebben jullie niet het gevoel dat de doorstroming richting de productievloer wat trager verloopt dan gewenst?

Van de Voorde: “De proeftuinen en Living Labs zijn hier zeer belangrijk, waarvan die rond smart maintenance, smart connectivity en de proeftuin van collaboratieve robots mooie voorbeelden zijn. Dat maakt alles tastbaar voor de bedrijven. Er zijn verschillende types van die proeftuinen: je hebt er die enkel bedoeld zijn om bedrijven te enthousiasmeren over technologie, anderen zijn erop gericht om echt de praktijk uit te testen. De Food Pilot (de proeftuin van ILVO & Flanders' Food) is hier een goed voorbeeld van: daar kunnen bedrijven echt hun operatoren aan de slag laten gaan in een reële setting. Een ander type is dan weer de trailer van de collaboratieve robots van Flanders Make, daar kan de bezoeker de mix van bestaande en toekomstige technologie ontdekken."

“Voor bedrijven die bezig zijn met machinebouw, is de stap naar het diepgaande onderzoek van imec vaak zeer groot. Zij willen vooral proof of concepts waarvan de implementeerbaarheid duidelijk is. Daarin spelen deze proeftuinen een belangrijke rol, want daar kunnen ze meteen zien wat er voor hen mogelijk is. We moeten ze verder proberen te motiveren om een hogere TRL (Technology Readiness Level) op te pikken en dit samen verder te stimuleren, om samen een roadbook uit te stippelen waaraan we kunnen werken.“Vermeulen: "De innovatiedrang scheelt ook veel van bedrijf tot bedrijf. In sommige bedrijven vindt zelfs nog heel wat handenarbeid plaats. En dan zijn er nog verschillen tussen de sectoren. Niet elk bedrijf zit dus even ver."

Van de Voorde: "'Smart' hoeft overigens niet enkel over produceren of digitaliseren te gaan. De textielsector is hier een mooi voorbeeld van. Ik sta er versteld van dat - ondanks de moordende prijsconcurrentie uit Azië - onze bedrijven er toch in slagen om een enorme innovatiedrift uit te dragen. Een bedrijf als Concordia lanceert bijvoorbeeld elke zes maanden een nieuw productgamma. De basis hier ligt in innovatie in het materiaalonderzoek, waarbij digitalisering de motor is die hun de broodnodige voorsprong geeft."

“Een ander voorbeeld is de assemblage-industrie voor PCB's (printed circuit boards). Daar werd men in 2005 geconfronteerd met een strengere milieuwetgeving waarbij het gebruik van lood in soldeerverbindingen verboden werd. Dat leidde tot expertise rond modelleren op PCB-niveau rond betrouwbaarheid en maakbaarheid. Die modellering leidde tot een 'first time right'-concept, dat toelaat om veel goedkoper te werken. Als je die ontwikkeling moet bekostigen door het telkens maken van en verbeteren van fysieke prototypes, dan is dat veel duurder dan een model te ontwikkelen. Zo worden onze bedrijven competitiever, en dat laat op zijn beurt toe om de productie terug te halen naar onze regio. In dit project gaat het niet enkel over de elektronicaproducenten zelf, maar ook en vooral om de machine- en toestelbouwers die elektronica in hun product hebben. Zij beseffen steeds meer dat 'low cost' vaak enkel op korte termijn lonend is."

Merken jullie een verschil in innovatiedrang tussen sectoren?

Van de Voorde: "Ik merk eerlijk gezegd weinig verschil in bereidwilligheid. Eens een technologisch concept rijp is voor invoering in de markt, zie je dat de meest innoverende bedrijven binnen elke sector die gaan gebruiken. Wat wél een verschil is, is de investeringsbereidheid. Sommige sectoren zijn meer kapitaalkrachtig dan andere. Ook marges staan in de ene sector meer onder druk dan in de andere. Dat leidt weleens tot een verschil in tempo. Technologie ontwikkelen is daarbij één zaak, maar we moeten ook oog hebben voor de implementatie in de markt. Een voorbeeld hiervan zijn de hyperspectrale camera's. De originele versies van die camera's zijn al een heel eind op de markt, maar wij hebben die toestellen volledig geminiaturiseerd door de optica op een chip te zetten via een filter. De prijs is hierdoor de dieperik ingegaan, wat het een pak betaalbaarder maakt voor bedrijven. Maar daar stop het verhaal niet: als je de implementatie van dit soort nieuwe technologie wil versnellen, moet je ook de complete value chain bekijken: je moet partners vinden in de industrie die daaraan willen meehelpen, zoals de fabrikanten van visioncamera's en de systeemintegratoren. Dat is een heel belangrijk punt in het Industrie 4.0-verhaal. Een andere valkuil is dat men bij het overschakelen naar nieuwe technologie te snel de leercurve wil afschrijven op de eerste klanten. Dat bemoeilijkt de verdere uitbouw van de technologie."

Over Stefan Vermeulen

Na zijn studies in een economische richting in Nederland startte de loopbaan van Stefan Vermeulen bij een aantal spelers uit de telecomsector. Naast enkele start-ups waren daar ook mastodonten bij, zoals KPN en T-Mobile. Tien jaar terug kwam hij via zijn partner in België terecht. Bij imec houdt hij zich nu onder meer bezig met de link tussen hard- en software bij concepten als Industry 4.0.

”De indoordekking van je draadloos netwerk is een basisvereiste om de meeste technologieen te kunnen gebruiken”

Welke onderliggende technologieën zien jullie opduiken als belangrijk voor het 'smart industries'-verhaal?

Stefan Vermeulen: "Voor de continue kwaliteits- en procesbewaking werken wij rond sensoren en actuatoren, flexibele technologie en visietechnologie."

Van de Voorde: “Alhoewel visietechnologie eigenlijk wat te eng is qua beschrijving. Ook spectrale technologie hoort hieronder. Die techniek passen we vaak toe in combinatie met gewone visiesystemen. Zo heb je niet enkel een beeld, maar ook veel informatie die voor de identificatie van je product kan zorgen. Zo hebben we hyperspectrale camera's in ontwikkeling die ingezet kunnen worden voor detectie van vreemde voorwerpen, kleurbepaling en productsamenstelling in de voedingssector. Wij ontwikkelen hier de nieuwe types sensoren die deze toepassingen naar een compleet ander niveau tillen."

Stefan Vermeulen: "Belangrijk is dat we de meerwaarde van deze technologie aanduiden. De controle gebeurt in dit geval in real time, het is geen momentopname door een labo-onderzoek, een alarm uit een sensor of een camerabeeld waarbij je pas een uur later op de hoogte wordt gebracht van een mankement in je productiekwaliteit."Van de Voorde: “Ook flexibele en zelfs 'stretchable' elektronica is in opkomst. Hier bekijken we toepassingen om de fysieke belasting van operatoren te meten met in hun kledij de ingewerkte flexibele elektronica.“

Vermeulen: “Het concept van de 'augmented operator' is eveneens een belangrijke pijler in onze visie op smart Industrie. Hierbij bekijken we de technieken die we de operatoren kunnen aanbieden om hun werk beter en veiliger te maken. Interessante concepten zijn bijvoorbeeld de positionering van werknemers in een grote plant, waarbij via polsbandjes de positie bepaald kan worden. Een ander zeer interessant onderzoek is dat rond samenwerking met de cobot, zodat we deze sneller en zonder hek kunnen laten werken. Je moet de robot bewust maken van zijn omgeving, maar daar heb je een combinatie van technieken voor nodig. Dat zijn we momenteel bijvoorbeeld samen met Flanders Make aan het bestuderen."

Wat kan imec concreet betekenen voor de industrie in België? Kunnen jullie nog een aantal voorbeelden geven van recente ontwikkelingen die leiden tot een real-lifeapplicatie?

Stefan Vermeulen: "We ontwikkelen bijvoorbeeld algoritmes in samenwerking met bedrijven, waarbij we het gebruik van grondstoffen optimaliseren. Het nesting - zoals dat officieel heet - wordt toegepast om het aantal zetels dat je uit één stuk koeienleer kunt maken, kunt maximaliseren. Die techniek kan ook in de aluminiumindustrie worden toegepast. Maar ook het optimaal stapelen van pallets of zelfs het verbeteren van logistieke processen kan hiermee gerealiseerd worden. Een andere voorbeeld van een toepassing is de AGV-technologie, waarbij we via de machines op basis van visual light positioning de exacte locatie van de voertuigen kunnen detecteren."

“Een andere interessante ontwikkeling van ons is een testtool voor het industrieel draadloos netwerk. De indoordekking van je netwerk is een basisvereiste om de meeste technologieën te kunnen gebruiken. Bij de traditionele manier van werken moet je vanuit alle hoeken gaan meten en vervolgens bijna op basis van de bouwplannen de ontvangst bepalen. Deze tool is getest bij grote bedrijven en werkt veel sneller en eenvoudiger."

“Aloxy is eveneens een zeer mooi voorbeeld. Die firma is een spin-off van imec die in de procesindustrie actief is. In die sector is veiligheid uiteraard zeer belangrijk. Na het technische onderhoud wil je dus weten of alle kleppen weer juist gepositioneerd zijn. Met een Aloxy tag kan je dat op afstand, draadloos en veilig monitoren." 

meer info op www.imec-int.com

 

WIE IS IMEC?

Imec is ondertussen een vertrouwde partner van bedrijven, start-ups en universiteiten, en brengt meer dan 4.000 topwetenschappers uit meer dan 88 landen samen.

imec heeft zijn hoofdzetel in Leuven en R&D-groepen die verspreid zijn over een aantal Vlaamse universiteiten, in Nederland, Taiwan, de VS, China, en kantoren in India en Japan.

De missie van imec ligt vandaag niet enkel op hardware, maar ook op het digitale aspect, het gaat een stuk verder dan de ontwikkeling van chips. De kracht van imec - voluit Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum - ligt ook in de infrastructuur, waarbij de cleanroom het absoluut neusje van de zalm is. Daar wordt de state-of-the-art chipstechnologie ontwikkeld en getest.

Motion Control: De vraag rijst hoe men omgaat met de verworven kennis. Van een partij die haar funding deels van de overheid krijgt, zou je kunnen verwachten dat die kennis terugvloeit naar de markt. Maar wat als een onderzoek meegefinancierd wordt door één speler?

Kris Van de Voorde: "Dat is een heel complex verhaal. Je hebt ons onderzoekspad en je bouwt een gezamenlijk onderzoek uit met de partners. Maar op een bepaald punt beginnen de belangen wat diverser te worden. Bedrijven willen misschien iets meer specifiek richting hun applicatie toewerken, maar wij willen ons onderzoekspad niet blokkeren. Als je met meerdere partners zit, moet je dus goede afspraken maken over welke richting je kennisverwerving uit gaat en hoe die verdeeld wordt. Dat kan bijvoorbeeld in de vorm van licenties, of het indienen van gezamenlijke patenten. Maar het is inderdaad een complex verhaal en hangt af van het project in kwestie."