Heb je ooit geprobeerd om volledig inzicht te krijgen in je productieprocessen binnen de metaalbewerking? Zo ja, dan weet je hoe moeilijk dat is omdat informatie verspreid is over verschillende systemen en databronnen. Wat kun je hieraan doen? Steeds meer bedrijven ontdekken dat een Unified Namespace (UNS) de oplossing biedt.
De uitdaging van versnipperde data
In de maakindustrie, en met name in de metaalbewerking, is het een bekend probleem: volgens McKinsey faalt maar liefst 70% van alle digitale transformatieprojecten. Veel metaalbedrijven beschikken over ERP-systemen, CAM-software en mogelijk aanvullende software voor shopfloor control. Toch blijft de waardevolle data die machines en productieprocessen genereren grotendeels onbenut.
Dit komt doordat informatie verspreid is over verschillende bronnen:
- ERP-systemen bevatten orders en planningen.
- Shopfloor control-systemen beheren andere data.
- Machines genereren hun eigen gegevens.
- Daarnaast zijn er spreadsheets en handmatige registraties die door verschillende afdelingen worden bijgehouden.
Deze fragmentatie maakt het bijna onmogelijk om fundamentele vragen te beantwoorden:
- Wat gebeurt er precies op de werkvloer?
- Wat zijn de werkelijke productiekosten?
- Hoe presteer je ten opzichte van je planning?
Als je verschillende bewerkingen uitvoert of meerdere afdelingen hebt, wordt dit probleem alleen maar groter.
Beperkingen van traditionele integraties
Hoewel het mogelijk is om deze systemen aan elkaar te koppelen via traditionele integraties, brengt dit aanzienlijke uitdagingen met zich mee:
- Hoge kosten: Elke nieuwe koppeling vereist maatwerk en gespecialiseerde kennis.
- Complex onderhoud: Bij elke aanpassing of uitbreiding moet je vaak opnieuw beginnen.
- Beperkte flexibiliteit: Het toevoegen van sensoren voor extra meetdata of het ontwikkelen van eigen applicaties is in zo'n omgeving bijna onmogelijk.
De oplossing: Unified Namespace (UNS)
Wat kun je dan doen? Veel bedrijven hebben succes gevonden met het implementeren van een Unified Namespace (UNS). Dit is geen nieuwe software die je moet aanschaffen, noch een complexe point-to-point integratie. Een UNS is een architecturale basis die ervoor zorgt dat alle systemen—van je bestaande ERP tot toekomstige IoT-sensoren—op een natuurlijke en efficiënte manier met elkaar kunnen communiceren.
Met een UNS kun je:
- Alle data centraliseren: Creëer één enkele bron van waarheid voor je hele organisatie.
- Real-time inzicht krijgen: Directe toegang tot actuele informatie voor snellere besluitvorming.
- Systemen eenvoudig verbinden: Nieuwe apparaten en systemen toevoegen zonder complexe koppelingen.
- Procesoptimalisatie realiseren: Door geïntegreerde data kun je processen beter analyseren en optimaliseren.
De praktische werking van een Unified Namespace
In de huidige situatie heb je waarschijnlijk een ERP-systeem voor order- en voorraadbeheer, mogelijk een MES-systeem voor productiebesturing en een machinepark met eigen besturingssystemen. Deze systemen opereren vaak als eilanden, met eigen databases en manieren van dataopslag.
Het fundamentele verschil van een UNS-benadering ligt in hoe we deze systemen verbinden. In plaats van te proberen al deze systemen direct aan elkaar te koppelen—wat leidt tot een complex web van integraties—creëren we één centrale "taal" waarin alle systemen kunnen communiceren. Dit is vergelijkbaar met hoe het internet werkt: verschillende apparaten kunnen met elkaar communiceren omdat ze dezelfde protocollen gebruiken.
Deze gestandaardiseerde communicatie gebeurt via een event-driven architectuur. Systemen delen alleen informatie wanneer er iets relevants gebeurt. Dit maakt het systeem efficiënter en beter schaalbaar.
De technische basis
De kracht van een Unified Namespace wordt duidelijk bij complexere datastromen in moderne productieomgevingen. Veel bedrijven hebben basisintegraties tussen hun ERP en belangrijkste machines geregeld. Maar zodra je verder kijkt, ontstaan er uitdagingen.
Stel, je hebt een moderne lasersnijmachine die niet alleen orderdata verwerkt, maar ook continu metingen doet van snijkwaliteit, gasverbruik en machinestatus. Daarnaast wil je procesdata van je lasrobot verzamelen, zoals temperatuurmetingen en lasparameters. En je wilt real-time productieaantallen bijhouden over al je machines.
In een traditionele omgeving zou je voor elke nieuwe databron een aparte integratie moeten bouwen:
- Een koppeling tussen je laser en een kwaliteitssysteem.
- Een aparte connectie voor je lasrobot naar een procesmonitoringsysteem.
- Een integratie voor real-time productiemonitoring.
- Bij toevoeging van sensoren nog meer koppelingen.
Een UNS werkt fundamenteel anders. In plaats van point-to-point integraties creëer je één centrale datahub waar alle systemen op aansluiten:
- Publicatie van data: elke databron (machine, sensor, systeem) publiceert zijn data in de namespace volgens een gestandaardiseerd formaat.
- Logische structuur: de data wordt georganiseerd in een logische structuur die je bedrijfsprocessen weerspiegelt, bijvoorbeeld:
/productie/laser1/procesdata/snijkwaliteit/productie/lasrobot/parameters/temperatuur/productie/overzicht/actuele_aantallen
- Abonneren op data: andere systemen kunnen zich abonneren op de data die ze nodig hebben:
- Het kwaliteitssysteem volgt relevante procesparameters.
- Dashboards tonen real-time productiestatus.
- Analysesystemen combineren data van verschillende bronnen.
- Voorspellend onderhoud gebruikt sensordata van alle machines.
Het cruciale verschil is dat je één flexibele infrastructuur hebt waar je nieuwe databronnen aan kunt toevoegen. Wil je later extra sensoren toevoegen? Ze publiceren hun data in de namespace. Een nieuw analysesysteem implementeren? Het abonneert zich op de relevante datastromen.
Dit maakt het mogelijk om:
- Machinedata van verschillende leveranciers uniform te verwerken.
- Real-time productieoverzichten te creëren over alle systemen heen.
- Procesdata te combineren voor diepere analyses.
- Nieuwe toepassingen te ontwikkelen zonder bestaande systemen aan te passen.
De UNS fungeert als een universele vertaler en datamanager. Het zorgt ervoor dat alle data consistent wordt verzameld, georganiseerd en beschikbaar gesteld, ongeacht de bron of het uiteindelijke gebruik.
De impact van UNS op je organisatie
Deze architecturale benadering heeft een concrete impact op je dagelijkse operatie. Neem bijvoorbeeld de kwaliteitscontrole. In een traditionele omgeving moet een kwaliteitsmedewerker vaak wachten tot een serie onderdelen is geproduceerd voordat afwijkingen worden ontdekt. De feedbackloop is traag, waardoor problemen laat worden geïdentificeerd en er mogelijk al veel uitval is.
Met een UNS-architectuur kunnen kwaliteitsparameters direct worden gemonitord. Stel dat je plaatdelen produceert op je lasersnijmachine. De machine registreert continu parameters zoals snijkwaliteit, materiaaldikte en procesomstandigheden. Zodra er een afwijking ontstaat, is deze informatie direct beschikbaar voor relevante systemen. Het kwaliteitssysteem kan automatisch alarmen genereren, het ERP-systeem kan de planning aanpassen en het onderhoudssysteem kan preventieve acties inplannen.
Maar het gaat verder dan alleen monitoring. Door alle productie-informatie in één coherente structuur te organiseren, kun je patronen ontdekken die anders verborgen zouden blijven. Je ziet bijvoorbeeld dat kwaliteitsproblemen vaker voorkomen bij specifieke materiaalcombinaties of dat bepaalde bewerkingsvolgorden betere resultaten opleveren. Deze inzichten maken proactief handelen mogelijk.
Edge computing en event-driven architectuur
Een belangrijk concept in UNS is edge computing. In plaats van alle data eerst naar een centrale server te sturen voor verwerking, gebeurt de eerste data-analyse zo dicht mogelijk bij de bron. De lasersnijmachine verwerkt bijvoorbeeld zelf de ruwe sensordata en stuurt alleen relevante informatie door. Dit houdt het systeem snel en efficiënt en vermindert de afhankelijkheid van netwerkcapaciteit.
Deze aanpak werkt samen met het "report by exception"-principe. Systemen sturen niet continu alle data, maar alleen wanneer er iets gebeurt dat aandacht verdient. Dit maakt het systeem efficiënter en beter beheersbaar.
De menselijke factor
UNS verandert niet alleen hoe systemen met elkaar communiceren, maar ook hoe mensen met informatie werken. Operators hoeven niet langer tijd te besteden aan het handmatig invoeren van productiedata. Ze kunnen zich richten op het optimaliseren van processen en het oplossen van problemen.
De rol van medewerkers evolueert. Ze worden niet vervangen door automatisering, maar krijgen meer mogelijkheden om waarde toe te voegen. Met directe toegang tot relevante informatie kunnen ze sneller en beter onderbouwde beslissingen nemen. Dit vereist vaak nieuwe vaardigheden en een andere manier van werken.
De diepere werking van een Unified Namespace
Om te begrijpen hoe een UNS werkt, is het belangrijk te kijken naar hoe informatie door een productiebedrijf stroomt. In een traditionele omgeving zijn er meerdere informatiestromen die zelden samenkomen. Het ERP-systeem bevat orderinformatie en planningen. Machines genereren productiedata. Het kwaliteitssysteem houdt metingen bij. Al deze systemen werken meestal geïsoleerd, met af en toe een interface die informatie doorlaat.
Een Unified Namespace creëert één centrale "ruimte" waar alle informatie naartoe stroomt en direct beschikbaar is voor elk systeem dat het nodig heeft. Deze "ruimte" is geen traditionele database, maar een event-driven systeem dat werkt volgens het "publish and subscribe"-principe.
Voorbeeld uit de praktijk
Stel, je hebt een order voor het produceren van 100 onderdelen. In een traditioneel systeem zou de informatiestroom er zo uitzien:
- Het ERP-systeem bevat de order.
- Er wordt een werkbon gegenereerd.
- De planning zet het in een Excel-sheet.
- De werkvloer ontvangt een papieren werkbon.
- De operator voert data in de machine.
- Na productie wordt alles handmatig teruggekoppeld.
- Aan het eind van de dag of week worden rapportages gemaakt.
In een UNS-omgeving publiceert elk systeem zijn events in de namespace. Een event kan een nieuwe order zijn, een machinestart, een kwaliteitsmeting of een materiaalverplaatsing. Deze events worden gepubliceerd in een gestructureerde boom die je bedrijfsstructuur weerspiegelt.
Voorbeelden:
/bedrijf/productie/hal1/laser1/status/bedrijf/orders/2024/week5/order123/bedrijf/kwaliteit/metingen/batch456
Systemen die geïnteresseerd zijn in specifieke informatie abonneren zich op relevante delen van deze boom. Nieuwe orders worden direct zichtbaar voor alle geabonneerde systemen. Als een machine een statusverandering meldt, weten relevante systemen dit onmiddellijk.
In plaats van honderden directe koppelingen tussen systemen heeft elk systeem slechts één verbinding nodig met de namespace. Het is een taal die elk systeem kan spreken, waardoor directe vertalingen overbodig worden.
Het maakt niet uit of een event komt van een moderne CNC-machine, een oudere machine met een retrofit sensor of een handmatige invoer via een tablet. Alles spreekt dezelfde taal in de namespace, waardoor integratie eenvoudiger wordt.
Wat kun je concreet met een Unified Namespace?
Een UNS stelt je in staat om vier essentiële dingen te doen:
Meten: van losse data naar betekenisvolle inzichten
Je kunt precies zien hoelang elke bewerking duurt, waar vertragingen ontstaan en hoe verschillende machines presteren. Omdat alle data in dezelfde taal wordt verzameld, kun je vergelijkingen maken over verschillende processen en machines.
Analyseren: patronen ontdekken en voorspellen
Met alle data in één systeem wordt analyse krachtiger. Je kunt verbanden leggen tussen verschillende delen van je productie. Inzichten die voorheen verborgen waren, komen nu naar voren.
Signaleren: direct actie ondernemen
Je kunt direct reageren op wat er gebeurt. Afwijkingen worden onmiddellijk gesignaleerd en kunnen automatisch worden doorgegeven aan relevante personen en systemen.
Systemen verbinden: echte integratie
Het verbinden van systemen wordt eenvoudiger. Elk systeem communiceert met de namespace, waardoor je ERP-systeem direct kan communiceren met je machinepark, de productieplanning kan baseren op real-time machinedata en kwaliteitscontrole kunt integreren met je productieproces.
Real-time weergave: direct inzicht in je operatie
Je krijgt real-time inzicht in je complete operatie zonder te worden overspoeld met data. Op dashboards kun je zien:
- Welke orders in productie zijn en hun voortgang.
- Mogelijke vertragingen of problemen.
- Hoe je machines presteren.
- Actuele productiekosten.
Deze functies versterken elkaar. Betere metingen leiden tot betere analyses, wat leidt tot betere signalering. Omdat alle systemen verbonden zijn, kan elk systeem direct gebruikmaken van deze verbeterde inzichten.
In de praktijk kun je proactief sturen op verbetering. Je ziet niet alleen wat er misgaat, maar begrijpt ook waarom en kunt maatregelen nemen voordat problemen zich voordoen.
De essentie van Unified Namespace (UNS)
Walker Reynolds, een vooraanstaand expert op het gebied van industriële digitalisering en mijn mentor, definieert de Unified Namespace als volgt:
"Een UNS is een architectuur die volledig agnostisch is—niet afhankelijk van specifieke producten of technologieën. Het is gebouwd rondom het creëren van een enkele bron van waarheid voor de huidige status, georganiseerd zoals het bedrijf, op een technologie die edge-driven is, werkt volgens het 'report by exception'-principe, lichtgewicht en met een open architectuur. De UNS is de fundering van je digitale infrastructuur en fungeert als een structuur die alwetend en alomtegenwoordig is."
Waarom hebben we een Unified Namespace nodig?
- Schaalbaarheid: Eenvoudig uitbreiden zonder complexe aanpassingen.
- Normalisatie: Uniforme dataformaten maken integratie eenvoudiger.
- Snelle waardecreatie: Versnelt de implementatie van nieuwe technologieën.
- Beveiliging: Centraal beheer vergroot de controle over data.
- Wendbaarheid: Snel reageren op veranderingen in de markt.
Hoe werkt de Unified Namespace?
- Communicatie: Slimme apparaten in je bedrijf communiceren via een gemeenschappelijk IIoT-protocol en maken gebruik van een gemeenschappelijke standaard (Minimum Technical Requirements).
- Integratie: Data van apparaten die niet aan de minimale technische vereisten voldoen, wordt geïntegreerd via een gateway die protocollen en standaarden omzet.
- Edge-driven updates: Apparaten in je organisatie updaten de UNS wanneer er iets gebeurt, op vooraf gedefinieerde locaties binnen de namespace.
- Organisatie: De data en informatie in de UNS zijn georganiseerd zoals je bedrijfsprocessen.
Dankwoord en bronnen
Deze inzichten zijn mede mogelijk gemaakt door de expertise van Walker Reynolds, mijn mentor en een autoriteit op het gebied van industriële digitalisering. Zijn LinkedIn-artikel over de Unified Namespace heeft veel bijgedragen aan mijn begrip van dit concept.
Daarnaast wil ik het team van United Manufacturing Hub (UMH) bedanken, die met hun praktische aanpak hebben geholpen om deze concepten te vertalen naar toepasbare oplossingen in de industrie.
Mijn co-host van de Smart Metals Podcast, Denis Gontcharov, heeft door het aandragen van concrete voorbeelden bijgedragen aan het tastbaar maken van deze technologie voor een breder publiek.
Conclusie
De Unified Namespace transformeert de manier waarop metaalbewerkingsbedrijven opereren. Door een centrale, real-time en schaalbare data-architectuur te bieden, faciliteert het efficiëntere processen, betere besluitvorming en verhoogde concurrentiekracht.
In een wereld waar 70% van de digitale transformatieprojecten faalt, biedt een UNS een solide basis om deze uitdagingen te overwinnen. Het vermindert tijd en kosten die verloren gaan aan data-integratie, versnelt de waardecreatie en maakt je onafhankelijk van dure leveranciers.
Door te investeren in een UNS investeer je in de toekomst van je bedrijf. Het stelt je in staat om niet alleen de uitdagingen van vandaag aan te pakken, maar ook om voorbereid te zijn op de kansen en technologieën van morgen.
