Auteur: Karl D’haveloose

Met het eindejaar in zicht – en trouw aan de filosofie van Industrial News Monthly om klassieke technologische journalistiek te doorbreken met een vleugje ‘contrarian’ – gaat Karl D’haveloose, beter bekend als Indusruptiv, in gesprek met iemand die al heel lang de industriële automatiseringswereld globaal, maar ook heel specifiek vanuit Aziatische kant zag evolueren. Er is minstens sprake van een soort tektonische shift als je het mij vraag. We sparren met Davy Demeyer, oprichter van Acceleer. De 43-jarige Davy haalde zijn Master in Electromechanical Engineering (Howest) in 2004. Het programmeren zat hem van kindsbeen af in de vingers want toen experimenteerde hij al met het programmeren in BASIC van spelletjes op een oude Intel 486.  Koppel IT met een latere passie voor hoe productielijnen effectief tot leven komen via een paar regels software en je ziet onderstaand gesprek omtrent de status en toekomst van industriële automatisering hieronder opborrelen. We hebben het over de Aziatische pioniers, Westerse silo’s en de te ouderwetse benadering van hoe automationsoftware wordt getest en uitgerold, uitdagingen van Europese technologiefabrikanten en hoe een DevOps4Industry-benadering onontbeerlijk is.  Het wordt een lang artikel, maar houd je dus vast aan de takken van de bomen…

Indusruptiv: Je hebt de laatste tijd veel gesproken over de toekomst van industriële automatisering. Maar voordat we daar dieper op ingaan: kunt u ons iets vertellen over uw achtergrond?

“Toen ik afstudeerde, ging ik aan de slag bij wat toen Promatic (het latere Actemium België) heette. Ik wilde de wereld rondreizen en wat is een betere manier om dat te doen als deel van je job? Ik meldde me vrijwillig aan en kreeg al snel opdrachten. Eerst binnen Europa, maar dan rond 2006 begon China hun industriële basis een kickstart te geven en woonde ik uiteindelijk bijna een jaar in Wuhan, op dat moment een onbekende stad van ongeveer 10 miljoen mensen. Samen met twee andere collega’s stelden we 4 gigantische lijnen in de continugloeierij voor de koudwalserij in bedrijf bij Wuhan Steel, een van de grootste staalbedrijven in China en zelfs wereldwijd. De jaren daarna werden verdeeld tussen een paar grote projecten in België en Duitsland (o.a. Alco Biofuel, de ondergrondse gasopslag van Fluxys in Loenhout en de nieuwe GSK-vaccinfabriek in Duitsland) en meer greenfields in China. Toen al begon de staalsector te lijden onder overinvesteringen (een terugkerend thema in China) en lag de nieuwe focus op middelgrote chemische plants.

Rond die tijd nam Vinci Energies (waartoe Actemium behoort) Cegelec over. Laatstgenoemd bedrijf had toevallig een businessunit in Shanghai onder de merknaam Ensysta, die daar terechtkwam na de eerste farmaceutische bedrijven die in China gingen produceren. Ensysta richtte zich oorspronkelijk op het lassen van roestvrij staal, maar bood na verloop van tijd complete design & build-oplossingen: van P&ID-ontwerp tot turnkey-installatie, inclusief alle apparatuur en elektrische werkzaamheden. De enige engineering die ze nog niet deden, was automatisering. Ik kwam in 2012 bij de Shanghai BU om het bestaande team te helpen integreren in het Actemium-netwerk en ook om een automatiserings- en softwareteam from scratch op te zetten. Uiteindelijk specialiseerden we ons in het ondersteunen van multinationale farmaceutische, chemische en voedingsmiddelenbedrijven bij hun expansie en investeringen in China. We werkten veel samen met de wereldwijde engineeringteams, die vaak invlogen vanuit de VS en Europa. Vervolgens gingen we over op het ondersteunen van hun lokale teams zodra de greenfieldprojecten waren afgerond.”

Indusruptiv: Hoe verschilt het automatiseringsecosysteem in China van dat in Europa en misschien ook van dat in de VS?

“Op verschillende niveaus is er een onderscheid. Het eerste grote verschil is in de gebruikte techologieen en vendors. Waar we in Europa en de US een meer uniforme markt zien, gedomineerd door enkele sterke spelers in de respectieve markten – bijvoorbeeld Siemens voor Europa en Rockwell voor de VS – merken we dat in er in China een grotere diversiteit is ontstaan doordat manufacturers van de verschillende regios de vendors en technologieën meebrachten. Dat geldt niet enkel voor technologieën, maar ook voor bepaalde gewoontes. Een typisch voorbeeld is dat US-bedrijven bijna enkel een ‘grafische’ manier van programmeren toelaten (LAD voor de experts), terwijl veel Europese bedrijven al lang gewend zijn om met normale tekstgebaseerde programma’s om te gaan. Chinese ingenieurs hadden geen keuze dan met beide vlot om te gaan.”

“Wat we ook zien is dat er lokale alternatieven ontwikkeld zijn voor de globale vendors. Bijvoorbeeld in de procesindustrie domineren lokale spelers zoals Supcon tegenwoordig de markt, gedreven door een combinatie van kost, betere marktkennis en overheidsaanbevelingen voor kritische industrieën, toch zeker voor de lokale bedrijven.

Op de MES/MOM-laag zien we aan de andere kant dat westerse pakketten nooit echt grip hebben gekregen op de markt. Initieel omdat tijdens de oorspronkelijke snelle groei er geen geld en tijd was voor deze implementaties. Waar er toch een MES-implementatie gebeurde, was het vaak moeilijk om ervaren teams samen te stellen. Voor de projecten waar dit wel werd geïmplementeerd, werden vaak teams vanuit EU/US/India ingevlogen, maar dit is geen sustainable approach gebleken voor het grootste deel van de markt. Wat er nu wel zien gebeuren, is een meer startup-gedreven approach van dedicated productiesoftware voor specfieke industrieen, bijvoorbeeld voor EV- en batterymanufacturing en ook voor Cell Therapy Manufacturing waar ze proberen de volledige CAR T-workflow te digitalizeren als een one-stop-solution.”

“Het tweede grote verschil is de projectimplementatie-aanpak. In het Westen hebben we typische een gestructureerde aanpak, waarbij de meeste zaken door een designfase gaan voor de implementatie. Bijvoorbeeld in de procesindustrieën start een automationingenieur van de P&ID’s (Piping & Instrument Diagram), die hij van de mechanische ingenieur krijgt, maakt dan een design zoals een functionele analyse en na goedkeuring wordt die dan uitgeprogrammeerd. Tijdens het testen, de commissioning en de validatie worden dan opnieuw dezelfde documenten gebruikt.

In China daarentegen... wordt alles dat niet onmiddellijk gezien wordt als value-added naar de prullenmand verwezen, documenten zijn de eerste zaken die sneuvelen. Wat we daar dus vaak zien is dat de automationingenieur een P&ID krijgt, de basiscomponenten zonder veel functionaliteit programmeert, naar de site vertrekt en daar het programma afwerkt. Met groot succes, want dit is sneller en goedkoper, toch minstens vanuit het opzicht van de CAPEX voor het relevante project. Dit heeft uiteraard een trade-off naar maintenance, toekomstige wijzigingen en heel zeker op de work-lifebalance van de ingenieurs.”

“Het derde grote verschil is de marktdynamiek en de innovatie. Wat we in China constateren, is dat de markt heel erg gedreven wordt door de overheid. Er worden vijfjaarplannen gemaakt en dan focust iedereen zich op de relevante sectoren. Dat is gebeurd met staal, batterijen, EV, biopharma,...

Door die intense focus, gecombineerd met een gigantische potentiële markt, is er telken een periode van intense investering (inclusief prive, venture capital,...) en innovatie, gevolgd door een periode van snelle groei en intense competitie, tot slot gevolgd door een survival en de consolidatie van een beperkt aantal spelers. De resulterende supply chain is door die competitie enorm geoptimaliseerd, inclusief de automatisering. Stel dat ergens een nieuwe machine nodig is in een productieproces, dat weet iedereen dat die ene machine vandaag er misschien honderd of duizend worden in de toekomst. Dus ieder stukje in de BOM van de machine wordt in vraag gesteld. Als een component van een supplier komt, dan gebeurt daar hetzelfde proces. Telkens wordt de berekening gemaakt met grote schaal op het oog. Er wordt continu naar kostbesparingen gezocht. Dat is dus de grote reden waarom machines, componenten en eindproducten nu allemaal zoveel goedkoper zijn.”

Indusruptiv: Welke impact zien we? En hoe moeten we reageren?

“We beginnen de impact te zien voor elektrische wagens, maar ook machinebouwers in Polen beginnen belangrijke projecten te verliezen aan Chinese firma’s. Ik denk dat het eerst al eens interessant is om na te gaan hoe onze tegenhangers in de US reageren. Daar merken we al een eindje de focus op Reshoring en de laatste maanden is Silicon Valley wakker geworden met investeerders, zoals a16z en Y-combinator, die beiden publiek aankondigen dat manufacturing een van hun topprioriteiten is geworden. De US gelooft dat ze industrie opnieuw schaalbaar kunnen maken, ditmaal gebaseerd op technologie en door een tech-mindset naar onze wereld te brengen. En dit gaat niet enkel over Tesla’s giga-factories, maar bijvoorbeeld ook over een startup als Senra Systems die het maken van wireharnesses wil transformeren.”

“Voor ons in Belgie en meer algemeen de EU is volgens mij een van de keypunten dit idee en het besef van schaalbaarheid. In alles van engineering moet eigenlijk de vraag gesteld worden: ‘Wat betekent dit als we het 10, 100 of 1000 keer moeten herhalen?’. Als we dan naar de productie kijken – zeker voor bedrijven met meerdere sites – dan is de conclusie van het laaste rapport van WEF’s (World Economic Forum) Global Lighthouse Network gelijkaardig: ondanks al onze digitalizerings- en transformatie-efforts raken we te vaak vast in een ‘Scaling Slump’, waar we na een eerste  of tweede succesvolle implementatie realiseren dat de kosten voor de uitrol over alle productieassets te hoog zijn. We moeten van begin af die schaalbaarheid in vraag stellen. Bovendien moeten niet enkel onze productieprocessen en BOM’s bekeken worden, maar vooral ook onze engineeringworkflows. Want mijn eerdere uitleg over hoe China deze workflows afbreekt tot wat minimaal nodig is, is niet echt een approach de wij kunnen volgen. Onze engineering is juist een van onze sterktes. Wat we wel moeten doen, is onze engineering rkflows als een product tegen het licht houden en ons daar ook dezelfde vraag stellen: ‘Hoe kunnen we deze engineeringworkflow schaalbaar maken?’.”

Indusruptiv: U pleit vooral voor een andere benadering van industriële automatisering. Welke problemen ziet u daar?

“Als je kijkt naar de wereld van industriële automatisering, hebben we geen grote verandering gezien in vergelijking met hoe het 20 jaar geleden was, vooral op het gebied van softwareontwikkeling. Projecten zijn tijdrovend, we hebben een beperkte pool van ervaren automatiseringsexperten en ons werk is erg repetitief en handmatig. Dit laatste is een beetje ironisch, want we noemen onszelf 'automationengineers’, maar we zijn er niet in geslaagd om onze eigen taken en werkzaamheden te automatiseren. Omdat ons werk zo handmatig is, is het dus gevoelig voor fouten, die vervolgens moeten worden opgelost door middel van handmatige tests. Een beetje zoals zoeken naar naalden in een hooiberg. Het is niet ongewoon dat in projecten voor de farmaceutische industrie meerdere maanden besteed worden aan handmatig testen, net omwille van het feit dat er zo handmatig geprogrammeerd wordt. Een ander gevolg van dit handmatige werk is dat de ontwikkeling van automatisering moeilijk te standaardiseren en op te schalen is. Tevens hebben we een zeer silomatige manier van werken, wat leidt tot een gebrek aan samenwerking, transparantie en inzicht in hoe de functionaliteit van installaties verandert gedurende hun levensduur. De functionele knowhow en de codekennis zitten vaak in de hoofden van slechts een paar mensen.”

Indusruptiv: Wat vind je dat er dan moet gebeuren ?

“Als we naar de software- en technologiewereld kijken, zien we dat ze in deze tijdspanne het volume software dat ze dagelijks ontwikkelen en in productie brengen enorm stijgt. Veel van deze software is zeer kritisch en kan leiden tot miljoenenverliezen als er iets fout gaat. Deze productiviteitsstijging is te danken aan het feit dat ze in de loop der tijd een hele reeks workflows en tools hebben ontwikkeld die hen helpen om jaar na jaar grotere en grotere hoeveelheden software te produceren op een steeds meer betrouwbare manier. In de softwareindustrie gebruiken mensen die deze reeks tools en workflows benoemen meestal de term 'DevOps'.
In de afgelopen jaren hebben veel mensen en teams zich hierover gebogen en zich afgevraagd of we deze tools en workflows ook naar de wereld van industriële automatisering kunnen brengen. Echter… we moeten goed opletten hoe we dit aanpakken. Onze OT-omgevingen zijn anders dan de softwarewereld: we hebben nog steeds te maken met bewegende machines en fabrieken. Tevens zijn onze tools anders, heel vaak om specifieke redenen. Maar laat dit geen excuus zijn om niet vooruit te denken en dus geen oplossingen te vinden voor de problemen die ik opsomde.”

Indusruptiv: Zijn er nu al concrete initiatieven die deze trend beantwoorden?

“Er zijn meerdere initiatieven die zullen toelaten om DevOps  voor onze industriele omgevingen te realiseren. Sommige zijn al een tijdje geleden gestart. Een groot initiatief in de procesindustrie is het Open Process Automation Forum (OPAF). Het is oorspronkelijk opgestart door ExxonMobil, maar is ondertussen uitgegroeid tot een grote schare fabrikanten uit de voedings-, farmaceutische en chemische sector. Het doel is om meer open architecturen te hebben die we op een eenvoudigere en efficiëntere manier kunnen beheren. Een groot deel van deze inspanning bestaat bijvoorbeeld uit het loskoppelen van de automatiseringsruntimes van de hardwarecontrollers. Verschillende leveranciers zullen binnenkort deze nieuwe gecertificeerde hardwarecontrollers uitbrengen. Wat er dus gaat gebeuren, is dat fabrieken hardware gaan selecteren die onafhankelijk is van het besturingssysteem. Hierdoor hebben ze de mogelijkheid om over te stappen op een ander type of een andere leverancier, zonder dat ze de softwarelaag van hun besturingssysteem hoeven te vervangen. Een extra voordeel is dat deze controllers ook veel krachtiger zullen zijn en de mogelijkheid zullen hebben om andere werklasten te draaien wanneer dat zinvol is. We zullen ook overgaan op containergebaseerde implementaties, wat zorgt voor eenvoudigere uitrol, automatisering en schaalbaarheid.
In de fabrieksautomatisering zien we de evolutie naar meer open engineeringomgevingen. Wat er gebeurt, is dat de nieuwe engineeringsoftware wordt gebouwd rond de automatiseringscode, in plaats van dat de code wordt gebouwd in functie van het specifieke automatiseringssysteem. Dit opent alle tooling die we kennen uit de softwarewereld: git voor krachtig versiebeheer en tracking, devops-mogelijkheden,...
Siemens heeft al Simatic AX uitgebracht, gebaseerd op Visual Studio Code, en Beckhoff heeft PLC++ aangekondigd, Codesys hun nieuwe Go-editor en B&R Automation Studio Code.

Indusruptiv: Worden automatiseringsingenieurs softwareingenieurs?

“Nee, ik zie dit niet gebeuren voor de meeste automatiseringsingenieurs. Die groep zal groeien maar ‘software automation ingenieurs’ met een goede kennis van software en automatisering blijven in de minderheid. De meeste automationengineers blijven liever bij de bestaande toolchains en workflows. Wat we bijvoorbeeld altijd al hebben gehad bij de ontwikkeling van automatisering is een 'low code'-manier van ontwikkelen door middel van grafische programmeertaal (Ladder, Sequential Function Charts, CFC,...). Dit zal waarschijnlijk wel zo blijven, de onderliggende representatie van al deze talen zal open worden voor eenvoudigere integratie in systemen als git, eenvoudigere engineering op schaal en eenvoudigere integratie in devops-workflows.”

Indusruptiv: Hebben Industrie 4.0 en IT/OT-convergentie hier nog geen antwoord op kunnen geven?

“Niet echt. De belangrijkste focus van zowel Industrie 4.0 als IT/OT-convergentie lag op interoperabiliteit, netwerken en architecturen. Fabrieken werden aangesloten. IT/OT-convergenceprojecten, het ophalen van gegevens uit de productie, gedigitaliseerde productieorders,... allemaal heel waardevol. Maar uiteindelijk is het in de meeste gevallen een zeer handmatig proces geworden, dat zeer moeilijk op te schalen is. Opnieuw kan ik verwijzen naar WEF's Global Lighthouse Network, dat enkele van de 'beste' voorbeelden laat zien met 172 meestal unieke fabrieken. De meeste projecten bleven steken in het 'Pilot Purgatory'. Elk van deze projecten had de volledige aandacht van de hele organisatie, inclusief het topmanagement. Het is geen mensenprobleem. We zijn er niet in geslaagd te begrijpen wat de technologiegeeks uit Silicon Valley zo succesvol maakt: het vliegwiel van software die voortbouwt op software, nogmaals voortbouwt op software, verder voortbouwt op software,... tot in het oneindige.”

Industruptiv: Terug naar jouw verhaal. Je bent onlangs terug verhuisd naar België. Wat zijn je plannen?

“Ja, ik ben deze zomer met mijn gezin van Shanghai naar Brussel verhuisd. Ik heb met ‘Acceleer’ een nieuw bedrijf gelanceerd dat DesignOps naar de wereld van procesautomatisering brengt. Het is een antwoord op de vraag hoe we onder andere de schaalbaarheid van DevOps naar de automatiseringswereld kunnen brengen. In procesautomatisering beschikken we over een groot voordeel ten opzichte van DevOps: we beginnen bij het ontwerp in plaats van bij de ontwikkeling. ‘Acceleer’ is dus een  platform dat deze DesignOps-workflow implementeert. De workflow zelf bestaat uit een collaboratieve designomgeving om de functionale analyses te maken, gevolgd door een flexibile data- en codegeneratietoolchain naar de standaard engineeringtools voor PLCs, HMI en andere applicaties. Het creert dus  één enkele bron van waarheid voor alle engineeringgegevens en stroomlijnt en automatiseert de automatiseringstechnische workflows. Het bouwt voort op de trend van meer open systemen zonder de manier van werken fundamenteel te veranderen.”

Industruptiv: bedankt voor het heel interessante interview. Nog een slotvraagje: hoe kunnen onze lezers u het best bereiken?

“Dit kan het makkelijkst via een bericht of connectierequest op LinkedIn.”