Een brein van staal

19 feb 2024

Nu moderne sensortechnologieën, cloud-connectiviteit en geavanceerde analyses aan de orde van de dag zijn, voegt GEA een nieuwe laag intelligentie aan zijn hardwerkende machines toe. Uit de resultaten blijkt dat de kracht van AI productieprocessen naar hogere prestatie- en duurzaamheidsniveaus heeft getild.

Hoewel de rappe vooruitgang van digitalisering bepaalde hardware uit de “oude wereld” nagenoeg irrelevant heeft gemaakt (denk aan landlijnen van telefoons en dvd-spelers), zijn de machines die overal ter wereld de ruggengraat van industriële installaties en processen vormen, drukker en kritieker dan ooit. Van voedselproductie tot afvalwaterverwerking, er wordt van deze stalen separators, homogenisators, sproeidrogers, snijmachines, ovens, koelers, verpakkingsmachines en warmtepompen, onder vele andere, verlangd dat ze een steeds grotere opbrengst produceren en tegelijkertijd minder energie verbruiken en minder afval genereren. Om tegenwoordig te voldoen aan de eisen, moeten operators ervoor zorgen dat hun machines op ongekende productiviteits- en efficiëntieniveaus werken. Dat is zeker een uitdaging, maar ze kunnen daarbij één simpel feit ter harte nemen: de machines zelf worden slimmer.

De ontwikkelende intelligentie van GEA-machines gaat al decennia terug. In het prille begin leverde rudimentaire sensortechnologie geïsoleerde gegevens over temperatuur, druk of stroomsnelheden. Tegenwoordig zijn sensoren veel geavanceerder en alomtegenwoordig. De uitbreiding van het Internet der dingen (IIoT), in combinatie met gegevensintensievere machines en processen, betekent dat machinebouwers zoals GEA nu over enorm veel potentieel beschikken om AI te benutten voor de ontwikkeling van nieuwe digitale oplossingen voor hun machines.

GEA gebruikt AI om een nieuwe laag intelligentie aan bestaande sensortechnologie, gegevens en analyses toe te voegen. Er is al een opkomende generatie van GEA-machines die real-time aanpassingen maakt op basis van gedetailleerde kennis op het gebied van procesontwerp en inzicht in de operatie van de klant. Dit opent de deur naar geautomatiseerde systemen die zichzelf kunnen aanpassen en tegelijkertijd een continue en maximale productie mogelijk maken. Kortom: AI biedt klanten van GEA de mogelijkheid om het meeste uit hun machines te halen en te voldoen aan de hedendaagse ongekende uitdagingen, of het nu een gebrek aan talent, een hyperconcurrerende markt of strengere klimaat- en milieunormen betreft. Tegelijkertijd is GEA naarstig op zoek naar generatieve Ai-oplossingen om de productiviteit onder zijn eigen medewerkers te verhogen en zo de efficiëntie op te voeren, innovatie te bevorderen en op gegevens gebaseerde besluitvorming over vele verschillende disciplines, uiteenlopend van R&D tot verkoop tot service, te ondersteunen.

GEA-machines worden steeds slimmer

GEA’s hele klimaatstrategie draait om het opvoeren van de efficiëntie en milieuprestaties van GEA-machines, en het bedrijf verliest geen tijd om AI te benutten om deze machines slimmer en duurzamer te maken. De GEA OptiPartner-oplossingen zijn ontworpen om de productiviteit te maximaliseren, en klanten een totaaloplossing voor procesoptimalisering en onderhoudspakketten te bieden. Slimme software en automatisering werken samen om procesparameters in real-time aan te passen, en tegelijkertijd de noodzaak van handmatige tussenkomst te reduceren. GEA OptiPartner werkt als een automatische piloot om variaties te reduceren, zodat machines dichter in de buurt komen van hun maximale opbrengst, terwijl operators volledig zicht over het hele proces krijgen en daardoor ook meer tijd om zich op andere taken te richten.

Wanneer GEA OptiPartner wordt gebruikt voor het sproeidrogen, een proces dat onder andere wordt gebruikt om melkpoeder uit vloeibare melk te produceren, stijgt de energie-efficiëntie gemiddeld met 8%. Gezien de energie-intensieve aard van het sproeidrogen, vertaalt dit zich naar enorme energiebesparingen; vergelijkbaar met de energie die in een heel jaar door 200 Duitse huishoudens wordt verbruikt. GEA OptiPartner-oplossingen zijn ook ISO-gecertificeerd en dragen het groene Add Better-label van GEA, wat inhoudt dat ze zijn gevalideerd door TÜV Rheinland.

“GEA OptiPartner maakt een voorbeeld van de ontwikkeling richting procesoptimalisering-als-service, die onze uitgebreide kennis van procesontwerp en begrip van de operationele activiteiten van al onze klanten benut”, aldus Dr. Hassan Yazdi, Director, Program Management Digital Solutions, GEA. “GEA wordt een echte partner in het productieproces: we identificeren gebieden voor verbetering, we reduceren ongeplande stilstand en we werken als een inclusief onderdeel van het team voor procesoptimalisering”.

GEA Intellicant, dat momenteel wordt toegepast in de afvalwaterverwerking, is GEA’s doorbraak in de digitalisering van decanters – een AI-aangedreven, cloud-gebaseerde digitale oplossing die nu al beschikbaar is voor klanten. Het systeem bestaat uit een sensorpakket plus GEA-software die bekendstaat als Virtual Machine Operator (VMO). Het sensorpakket bewaakt drie kritieke procesparameters in real-time: de concentratie vaste stoffen in de afvalwaterinlaat, de troebelheid van de ontwateringsvloeistof (centraat) en de droge stof van het ontwaterde slib. Gegevens worden vanaf deze “zintuigen” overgedragen naar de VMO-software (het “brein”), die automatisch en intelligent reageert op inkomende gegevens.

Doordat de opbouw van het inkomende rioolslib dat de decanter ingaat, voortdurend verandert, moet de decanter constant worden aangepast om optimale prestaties te behalen. “GEA Intellicant lost een groot probleem voor afvalwaterinstallaties op door een constante, optimale werking van de decanters onder wisselende omstandigheden mogelijk te maken; dat zou bij een handmatige bediening vrijwel onmogelijk zijn”, legt Christian Schramm, afgestudeerd werktuigbouwkundige en tegenwoordig Product Manager Commercial for Digital Products bij GEA, uit.

GEA Intellicant helpt afvalwaterinstallaties in Duitsland en Denemarken al om enorme efficiëntievoordelen te behalen in slibontwatering om afval te minimaliseren en kostenefficiëntie te verbeteren. “Met GEA Intellicant kan een gemeentelijke waterbehandelingsinstallatie (die een bevolking van 125.000 van dienst is) de hoeveelheid rioolslib met zo’n 400 metrische ton per jaar reduceren. Dat is niet alleen goed voor het milieu, maar reduceert ook de kosten van afvalverwerking met wel 60.000 euro per jaar”, aldus Schramm.

De GEA InsightPartner Brewery-oplossing is nog een voorbeeld van een geval waarin AI real-time reactievermogen en flexibiliteit mogelijk maakt. Tijdens het brouwen integreert GEA InsightPartner voorspellende Ai-elementen in zijn real-time bewakingsoplossing, waardoor operators optimaliseringssuggesties krijgen.

In plaats dat moet worden gewacht tot het ene brouwproces is afgerond, voordat de aanpassingen voor het volgende brouwproces worden gemaakt, biedt het systeem operators ook de mogelijkheid om het brouwproces halverwege te verbeteren, door bijvoorbeeld de energieterugwinning fijn te stellen, terwijl het wort kookt, of door onevenwichtigheden in het energieopslagsysteem te corrigeren. “Ook hier plaveit het reactievermogen dat AI biedt de weg naar een enorme verandering in aanpak: weg van ‘op recepten gebaseerd’ naar brouwen onder flexibele omstandigheden”, aldus Dr. Mark Schneeberger, Senior Director Product Development, Design & Research, GEA.

Met GEA InsightPartner Brewery krijgen brouwers inzicht in causaliteit en correlatie tussen gegevens, dankzij geavanceerde analyses en een goed gepresenteerd dashboard. Naast conventionele brouwerijgegevens analyseert de software ook duurzaamheidsprestatie-indicatoren op basis van energieverbruik en warmteterugwinning in de procescyclus. Tot dusverre meldden gebruikers productiviteitsvoordelen die uiteenliepen van 5 tot 8%.

In samenwerking met partner CattleEye, een landbouwbedrijf in Noord-Ierland, biedt GEA een door AI aangedreven oplossing om snel kreupelheid bij koeien te detecteren en behandelen. CattleEye bestaat uit een camera die boven de begeleide uitgang van een melksysteem is geïnstalleerd en beelden van elke koe vastlegt en opneemt, terwijl de koeien de melkstal verlaten. De geassocieerde software analyseert bewegingspatronen van de dieren en evalueert onregelmatigheden, door een mobiliteitsscore op elk dier in het systeem toe te passen. Via de app kunnen boeren snel zieke of kreupele koeien identificeren die moeten worden behandeld.

“Klauwziekten en daarmee gepaard gaande kreupelheid vertegenwoordigen de derde meest voorkomende doodsoorzaak voor melkkoeien; ze vormen daarom een enorm risico voor alle veebedrijven”, aldus Holger Siegwarth, Vice President Digital Solutions and Services bij GEA Farm Technologies. “Met CattleEye kunnen klanten van GEA AI benutten om de klauwgezondheid van de veestapel nauwlettender in de gaten te houden en geschikte maatregelen te treffen. Dit maakt veebedrijven niet alleen rendabeler, maar ook duurzamer. De dieren zijn nu over het algemeen gezonder en leven langer”.

De basis leggen

Nu individuele AI-oplossingen klanten al echte waarde bieden op de kritieke gebieden van afvalwaterverwerking, voedingsmiddelen, dranken en zuivel, neemt GEA snel actie om AI ruimer toe te passen op zijn machines. In januari 2024 introduceerde GEA de GEA X Control, een nieuw besturingssystemen voor centrifuges dat gegevensverzameling en -analyse sneller en eenvoudiger maakt, en plaveide daarmee de weg naar aangepaste softwarefuncties, evenals zelflerende en -optimaliserende capaciteiten. GEA X Control benut de nieuwste microcontroller- en processortechnologie om connectiviteit van een nieuwe hoogte te behalen, zodat gebruikers hun processen sneller en efficiënter kunnen afstemmen op de veranderende marktbehoeften. Deze oplossing is beschikbaar voor geselecteerde separators en decanters die in de zuivelindustrie en de industrie rond hernieuwbare energieën worden gebruikt.

Generatieve AI bij GEA: de hype omzetten in actie

De wereld raakt maar niet uitgepraat over ChatGPT en hoe generatieve AI de manier waarop we leren, werken en creëren voorgoed zal veranderen. Uit een recent onderzoek van McKinsey blijkt dat traditionele AI, zoals de edge/cloud AI-services die GEA-machines in de toekomst zullen aandrijven, van nu af aan de grootste economische impact zal hebben. In de tussentijd zal generatieve AI bedrijven intern naar verwachting enorme extra voordelen bieden; die nog veel verder gaan dan alleen het genereren van teksten en beelden.

“Generatieve AI speelt een vitale rol in het waarborgen van het concurrentievermogen van GEA”, legt Tom Oelsner, Chief Digital Officer bij GEA, uit. “GEA zal de kansen van generatieve AI grijpen, op gebieden als door AI aangedreven softwareontwikkeling, generatief machineontwerp, intelligente technische documentatie, evenals het herdefiniëren van verkoop- en serviceprocessen”.

Om te helpen het volledige potentieel van generatieve AI te benutten, ontwikkelde GEA zijn eigen bedrijfsbrede chatbot, GEA BetterBot AI, die is gebaseerd op ChatGPT van OpenAI, evenals Azure OpenAI Service van Microsoft. GEA BetterBot AI werd in 2023 gelanceerd en voorzien van interne gegevens van GEA en werkt veilig in de GEA Cloud. Dat wil zeggen dat medewerkers binnen enkele seconden GEA-gerelateerde informatie kunnen gebruiken zonder zich zorgen te maken over het vrijkomen van vertrouwelijke informatie. “De chatbot kan medewerkers helpen om sneller te reageren op serviceverzoeken van klanten, toegang bieden tot marktinformatie of marketingactiviteiten ondersteunen”, aldus Oelsner.

Om medewerkers te helpen om hun chatbot “communicatievaardigheden” op te laten bouwen, ontwikkelde GEA Academy een tutorial over de ontwikkeling van meldingen. De Academy biedt tal van leerkansen; alles van digitale productontwikkeling tot e-commerce-vaardigheden, datawetenschapstechnieken en vlot projectmanagement.

AI: het verschil

Zolang vooruitgangen in zowel traditionele als generatieve AI het gesprek van de dag zijn (en CEO’s overal ter wereld worden verzocht om de ontwikkelingen bij te houden) doorbreekt GEA de hype, en neemt concrete stappen om machine-intelligentie in de dagelijkse werkzaamheden van engineering te integreren. Van het optimaliseren van productontwikkelings-, marketing- en serviceprocessen, tot het uitrusten van GEA-machines met krachtige nieuwe digitale oplossingen, tot het testen van nieuwe grenzen van sensortechnologie, edge-computing en intelligente automatisering, GEA benut AI om de niveaus van standaardisering, consistentie, efficiëntie en pure uitvoeringssnelheid te behalen die zonder AI moeilijk te bereiken zouden zijn. Naarmate de klimaatcrisis aanwakkert en de druk voor belanghebbenden overal ter wereld oploopt, toont GEA hoe AI een verschil kan maken voor GEA en zijn klanten; en kan helpen met engineering for a better world.