SPECIAAL DOSSIER NOVEMBER 2014

SPECIAAL DOSSIER

NOVEMBER 2014

Clusterinitiatief: “Industrie 4.0”, Internet of Things”, “groene automatisering”, “e-Health”, “e-Learning” … Naar een evolutie of revolutie in “MOdern SYstem DEsign”?

3

VOORWOORD

4

INLEIDING

5

5

1.1 Wie we zijn – De deelnemende projecten

8

1.2. EU 2020-strategie

9

1.3. Geleerde lessen - Algemene kapitalisatieresultaten

13

HOOFDSTUK 2: Indus t r ie 4.0 & In t e r n e t o f T h in gs – Active re n de t e c h n o lo gie ë n – i- MO SY D E

13

2.1. Industrie 4.0 – Internet of Things … “hit or hype”?

16

2.2. Sleuteltechnologieën

20

2.3. i-MOSYDE – Towards MOdern SYstem DEsign

21

2 Seas Magazine Pagina 2

HOOFDSTUK 1: W i e we z ij n – E U 2 0 2 0 – Algem e n e ge le e rde le sse n

HOOFDSTUK 3: Een aa n t a l t o e pa ssin ge n e n be gu n s tig den va n de sle u t e l t e c h n o lo gie ë n

21

3.1. Begunstigden

22

3.2. Toepassingen van de sleuteltechnologieën

26

Algemene conclusie

27

Colofon

VOORWOORD

Onze economie en onze maatschappij evolueren erg snel. We willen wereldwijd competitief zijn en ondervinden tegelijkertijd grote sociologische evoluties. De wereldwijde competitiviteit van onze industriële economie zal - naast een geschikt economisch klimaat en hoogwaardige infrastructuur - sterk steunen op slimme groei richting een toenemende digitale en duurzame maatschappij. Als we onze maatschappij willen begeleiden bij de sociologische evoluties van vandaag, zal dat - naast het creëren van inclusieve groei - steunen op e-Health, assistieve technologie, e-learning, telewerk, ... maar ook op een toenemende technologiMichel Delbaere

sche en digitale maatschappij. Het stimuleren van kennis, innovatie, levenslang leren, ... en actief werken aan een digitale maatschappij zijn sleutelacties om onze regio’s te houden waar ze zich nu bevinden, namelijk in de kopgroep - zowel in de EU als in de wereld. Regionale inspanningen en ontwikkelingen zijn belangrijk, net als de interregionale relaties en samenwerking. Interreg in het algemeen, en Interreg 2 Zeeën in het bijzonder, heeft de norm gezet om interregionale samenwerking te verbeteren en mogelijk te maken. Bovendien zal het in de periode 2014-2020 onder andere een economische en duurzame 2 Zeeën-gebied ondersteunen. Vlaanderen zal actief deelnemen aan de programma’s en projecten en zal - in samenwerking met zijn aangrenzende regio’s - een stap vooruit zetten. De projecten van Interreg 2 Zeeën en Leonardo da Vinci, die een cluster vormen binnen het i-MOSYDE-project, zijn efficiënt gebleken en leverden heel wat rechtstreekse (wetenschappelijk-technologische) resultaten op voor onze industriële economie en maatschappij. Deze resultaten gaan van O&O, over opleidingen en voorzieningen voor kwaliteitsvol levenslang leren tot proof-of-principle demonstratoren in universitaire laboratoria en toepassingen in de industrie. In de overgang naar een digitale maatschappij en in het bijzonder naar ‘Industrie 4.0’, het ‘Internet of Things’, e-Health en assistieve technologie, ..., hebben clusterinitiatieven zoals i-MOSYDE met succes de beschikbare kennis gebruikt en zo een eerste stap gezet om de volgende, noodzakelijke initiatieven te definiëren richting een slimme, competitieve en inclusieve maatschappij. Ik wens deze initiatieven dan ook alle succes toe!

Michel Delbaere, Voorzitter van Voka Vlaanderen


Inleiding Zowel de West-Europese industrie als de dienstensector bevindt zich momenteel op een splitsing. Europa moet een oplossing vinden voor de langetermijnuitdagingen zoals de globalisering, het schaarser worden van grondstoffen en de vergrijzing. Hierdoor moeten we een belangrijke beslissing nemen. Blijven we onze koers aanhouden of kiezen we voor een nieuwe manier van werken en denken? Het sleutelwoord voor nieuwe jobs, wereldwijde competitiviteit en hogere tewerkstelling is ‘slim’: slimme bedrijven, slimme gezondheid, slimme mobiliteit, ... De technologieën die ons ‘slim’ kunnen maken zijn vooral elektronische toestellen - die allen met elkaar communiceren (het ‘Internet of Things’) - en nieuwe algoritmen die alle verzamelde gegevens gebruiken om geoptimaliseerde productie (snel, groen en op maat van de klant), geoptimaliseerde gezondheid (preventieve monitoring en assistieve technologie) en geoptimaliseerde mobiliteit (groen, verkeersbegeleiding en geautomatiseerd rijden) te creëren. Al deze technologieën vergen enorm veel opleidingen, waaronder hands-on sessies, in combinatie met e-learning en pilootinstallaties. Deze nieuwe manier om de economie van de toekomst te ontwikkelen, stemt overeen met de nieuwe strategie van Europa, genaamd Europa 2020, die de economie van de EU moet voorbereiden op het nieuwe decennium. De Europese Commissie heeft drie sleutelelementen voor groei in kaart gebracht, die via acties zowel op Europees als op nationaal niveau ondersteund zullen worden: slimme groei (stimuleren van kennis, innovatie, onderwijs en een digitale samenleving), duurzame groei (zorgen voor een groenere productie in de EU, een efficiënter gebruik van middelen en een hogere competitiviteit) en inclusieve groei (verhogen van de arbeidsparticipatie, investeren in vaardigheden en bestrijden van armoede). Vier projecten hebben de voorbije vier jaar elk onafhankelijk van elkaar aan verschillende thema’s gewerkt, namelijk assistieve technologie, industriële datacommunicatie, e-learning en duurzame energietechnologie. Drie ervan zijn regionale projecten en richten zich op het Interreg 2 Zeeënprogramma. Zeven partners uit deze vier projecten bundelden hun krachten in het i-MOSYDE-clusterproject. Clusterprojecten bevatten naast territoriale clusters voornamelijk thematische clusters. Het doel van de cluster bestaat erin om de resultaten van projecten te consolideren, te valideren en te dissemineren om zo de impact van de individuele projectresultaten te verhogen. De individuele technologieën en de gebruikte methodes zijn interessant voor alle partners en zijn een stap in de goede richting voor nieuwe, toekomstige ontwikkelingen. De partners binnen de clusters wisselden kennis uit omtrent de huidige ontwikkelingen inzake ingebedde systemen, mobiele toepassingen, datacommunicatie en learning tools. Ze wisselden informatie uit over de ‘geleerde lessen’, problemen die zich voordeden, geïmplementeerde oplossingen en bespraken de toekomstige ontwikkelingen. Voor ‘slim’ kiezen, brengt verschillende technologieën met zich mee, die in deze tekst besproken worden. De publicatie bestaat uit drie grote delen. Het eerste deel bespreekt de verwezenlijkingen van de verschillende clusterprojecten en de link met het EU2020-programma. Het tweede deel kijkt vooruit naar de aankomende vierde industriële revolutie, ‘Industrie 4.0’, en het (Industriële) ‘Internet of Things’ dat hiermee gepaard gaat. In dit deel worden ook enkele sleuteltechnologieën beschreven. Het derde deel richt zich op deze sleuteltechnologieën en hoe ze in de verschillende projecten reeds gebruikt werden.


HOOFDSTUK 1

Wie we zijn – EU 2020 – Algemene geleerde lessen

1.1 Wie we zijn – De deelnemende projecten

1.1.1 SYSIASS

die efficiënte en veilige elektrische mobi-

SYSIASS (Autonomous and Intelligent

liteit creëert. De autonomie van ouderen

Het i-MOSYDE-acroniem (intelligent MO-

Healthcare System) had als doel een

en gehandicapten garanderen is namelijk

dern SYstem DEsign) bestaat eveneens

reeks technologische belemmeringen aan

een van de belangrijkste thema’s in onze

uit de 4 clusterprojecten: i-MOcca, SY-

te pakken die het gebruik van nieuwe

maatschappij. In Europa, waar de be-

siass, scoDece, E-pragmatic. Deze pa-

technologische tools in de gezondheids-

volking alsmaar ouder wordt, wordt het

ragraaf beschrijft kort de belangrijkste

zorg binnen de grenzen van het Interreg

beleid om ouderen te ondersteunen meer

gegevens (Fig. 1) en de thema’s die in

IVA 2 Zeeëngebied tegenhouden. De na-

en meer gebaseerd op de veronderstel-

ieder clusterproject behandeld worden.

druk werd hierbij gelegd op technologie

ling dat zorg op efficiënte wijze verstrekt

Project

i-MOCCA

SYSIASS

SCODECE

E-PRAGMATIC

Budget (M€)

4,466

2,460

1,162

0,510

Fonds

Interreg IVa 2 Zeeën



Leonardo da Vinci (Lifelong Learning Programme)

EFRO (50%)

50

50

50

75

Duurtijd (maanden)

39

43

40

24

Lead Partner

KU Leuven

ISEN-Lille, France

HEI, Lille, France

University of Maribor, Slovenia

Consortium

Ugent, Univ-Lille 1, Un. of Greenwich, ISEN-Lille, ICAM, HEI -Lille

Ecole Centrale de Lille/ CNRS, Un. of Kent, Un. of Essex, East Kent Hospitals Un. NHS Foundation Trust, Groupe Hospitalier de l'Institut Catholique de Lille

Un. Jules Verne Picardie, Un. of Sussex

B2 d.o.o., Ljubljana, Slovenia; ECPE Nurnberg, Germany; Un. of Deusto, Fac. of Eng., Bilbao, Spain; Poznan Un. of Techn., Poznan, Poland; Carinthia Un. of Applied Sciences, Spittal/Drau, Austria; Delft Un. of Technology, Delft, The Netherlands; Chamber of small business and craft (electronics and mechatronics), Slovenia; Elson Electrónica S.A., Zamudio, Spain; Simulation Research, Alphen aan den Rijn, The Netherlands; Wielkopolska Chamber of Commerce and Industry, Poznan, Poland; Flowserve Control Valves GmbH, Villach, Austria; ALFEN, the Netherlands; Höhere Fachschule für Technik, Mittelland Biel, Switzerland; Siemens Schweiz AG Industry Automation and Drive Technologies, Switzerland

Figuur 1. Belangrijkste gegevens van de clusterprojecten.


Figuur 2. Toestel voor veilige navigatie gekoppeld aan elektrische rolstoelen van Dupont Medical en Invacare.

moet worden op de plaats waar de pa-

tes Etudes d’Ingénieur) zette een on-

als een virtuele simulator om de functies

tiënt verblijft. Daarenboven wordt ook

derzoeksproject op, genaamd SCODECE

en de gebreken van de motor na te boot-

bijzondere aandacht geschonken aan

(Smart Control and Diagnosis for Econo-

sen. De onderzoeksresultaten voldoen

mensen met functiebeperkingen om hen

mic and Clean Engine), samen met twee

duidelijk aan de milieueisen dankzij het

beter te integreren in onze maatschappij,

partners, de University of Sussex en de

gebruik van nieuwe controlestrategieën

wetende dat in 2009 slechts 65% van

University of Picardie - Jules Verne. SCO-

als een van de belangrijkste vereisten

de mindervaliden een job had . Het doel

DECE wil motoren met een lage verbran-

voor moderne verbrandingstechnologie-

van dit project bestond erin om nieuwe

dingsstemperatuur (LTC), die minder

ën. Op basis van onze expertise en er-

toestellen voor geassisteerde navigatie

brandstof verbruiken, optimaliseren en

varing werden geavanceerde regelaars

en hands free mens-machine-interfaces

tegelijkertijd de efficiëntie behouden zo-

ontworpen en geïmplementeerd in de

te ontwikkelen en te implementeren in

dat dezelfde of zelfs betere prestaties ge-

CAT3126B-motorproefbank om LTC-die-

een elektrische rolstoel (Fig. 2). Hierbij

waarborgd blijven. Zo worden motoren

selmotoren dankzij integratie met varia-

stonden de noden van de gebruikers

minder vervuilend en betrouwbaarder.

bele kleptiming (VVT) te verbeteren. De

en de specificiteit van hun cognitieve

Het project omvatte eveneens de ontwik-

demonstrator (Fig. 3) is klaar om nieuwe

vaardigheden centraal. Deze toestellen

keling van een proefbank die zowel een

regelaars en nieuwe diagnoses verder uit

moeten aangepast kunnen worden aan

evaluatieplatform voor gebruikers was

te testen. De drie partners hebben een

1

de specifieke noden van de gebruiker en gekoppeld worden aan eender welke elektrische rolstoel die er op de markt beschikbaar is. De toestellen werden geëvalueerd door de gebruikers via klinische proeven. www.sysiass.eu

1.1.2 SCODECE Dieselmotoren kunnen nu ook op minder vervuilende brandstof rijden. HEI (Hau-

1 http://www.disability-europe.net/content/aned/ media/ANED%20Task%206%20final%20report%20-%20final%20version%2017-04-09.pdf


Figuur 3. Overzicht van een geavanceerd robuust besturingsschema ontworpen tijdens het SCODECE-project.

transnationaal netwerk opgebouwd dat

(Chatham campus, VK), Groupe HEI-

gieën richting de beroepswereld te

in de toekomst hoogstwaarschijnlijk ook

ISA-ISEN (ISEN-Lille en HEI-Lille,

‘duwen’.

andere partners zal aantrekken.

FR) en ICAM (Lille, FR). Deze centra

De voorlopige resultaten (Fig. 5) be-

www.scodece.org

gebruiken hetzelfde basismateriaal

vatten meer dan 25 workshops (hal-

waardoor ze op eenvoudige wijze

ve of volledige dagen, meer dan 700

1.1.3 i-MOCCA

medewerkers, ideeën, ervaringen,

deelnemers uit de beroepswereld),

i-MOCCA – interregional MObility and

cursussen en uitrusting voor demon-

Competence Centres in Automation –

stratoren kunnen uitwisselen. Hier

werkte intensief aan twee belangrijke

voegen ze eigen specifieke, lokale

activerende technologieën in automa-

technologieën en expertise aan toe,

tisering: industriële datacommunicatie

waardoor de projectgroep ervaring

en ingebedde regelaars (embedded

opbouwt.

control). Beide technologieën evolueren

• Workshops, lezingen, korte en lange

snel en vergen heel wat gespecialiseer-

(tot 4 dagen) hands-on lessen wor-

de opleiding en proof-of-principles om

den ontwikkeld en gegeven, speciaal

in industriële toepassingen ‘geduwd’ te

voor ingenieurs. Voor het ontwerp,

worden. i-MOCCA …

de feedback en realistische experi-

• Een netwerk van competentiecentra

menten was intensieve samenwer-

inzake besturings- en automatise-

king met bedrijven en beroepsfede-

ringslabs opzetten met KU Leuven (Technologiecampus

Gent,

raties onontbeerlijk.

BE),

• Demonstratoren en ‘proof-of-princi-

UGent campus Kortrijk (BE), Univ-Lil-

ples’ uit het lab, net zoals industriële

le 1 (Lille, FR), Un. of Greenwich

toepassingen, om nieuwe technolo-

Figuur 5. Zowel i-MOCCA en E-PRAGMATIC probeerden nieuwe technologieën richting de beroepswereld te duwen, onder andere door workshops en langere opleidingen voor professionals te ontwerpen en te geven.

Embedded control ‘Ingebedde systemen’ zijn elektronische systemen (software, hardware, communicatiemogelijkheden) die in heel wat toestellen geïntegreerd zijn (bijv. in een smartphone). De ingebedde software biedt flexibiliteit en laat updates toe. Een ‘ingebedde regelaar’ (Engels: embedded control) is de industriële versie ervan: metingen, besturing en datacommunicatie zijn aanwezig in eenzelfde systeem. Recente (en nog lopende) ontwikkelingen vergemakkelijken het rechtstreeks genereren van real-time programmacodes vanuit O&O Matlab/Simulink software voor industriële hardware, wat rechtstreekse toegang heeft tot industriële communicatienetwerken zoals Profibus en Profinet. Op die manier kunnen ontwerp, rapid prototyping en afgewerkte productiesoft- en hardware in één werkomgeving gecreëerd worden. Binnen de clusterprojecten werden toepassingen ontwikkeld voor dieselmotorbesturing (zie 3.2.1.), voor LEGO-robots,

Figuur 4. De aerodynamische zweeftechniek van een strandbal is een opvallende demonstrator die een ingebedde regelaar (waarbij regelsystemen en programmacode ontworpen werden in Matlab/Simulink) op een industriële hardware target combineert met alle sensoren en aandrijvingen, die via Profinet en IO-Linkdatacommunicatienetwerken verbonden zijn.

voor een demonstrator voor ingebedde regelaars gecombineerd met industriële netwerken (zie Fig. 4), ...


meer dan 30 lezingen (van 20 tot 60

de elektro-mechanische industrie, in

energie uit duurzame energiebron-

minuten, meer dan 650 deelnemers uit

het domein van de mechatronica en al-

nen en 20% meer energie-efficiëntie

de beroepswereld), 7 intensieve oplei-

ternatieve technologie. Dit innovatieve

• Minder dan 10% voortijdige school-

dingen (meestal 4 dagen, meer dan

concept is gebaseerd op vier elemen-

verlaters en ten minste 40% van de

50 deelnemers uit de beroepswereld),

ten: learning management system/

30 tot 34-jarigen die een einddiploma

meer dan 20 masterthesisprojecten,

portaal voor industriële opleiding; mo-

hoger onderwijs behalen

meer dan 10 papers tijdens weten-

del voor presentatie van leermateriaal;

• 20 miljoen minder mensen die slacht-

schappelijke conferenties, ... en een

andragogische

onderwijsmethodes;

offer van armoede en sociale uitslui-

intensieve medewerkersmobiliteit. In

opleidingsmodules en -programma’s.

heel wat activiteiten werden boven-

Het concept past afstandsonderwijs

Nationale en regionale beleidslijnen on-

dien masterstudenten in ingenieurs-

toe door gebruik te maken van multi-

dersteunen deze strategie en voegen

wetenschappen betrokken. In totaal

media e-learningmateriaal en experi-

hun eigen specifieke accenten toe. Bo-

namen meer dan 300 bedrijven deel

menten op afstand. Zelfsturend leren

vendien stelt de Europese Commissie

aan minstens één activiteit.

wordt hierbij ondersteund door een

als doel dat de verwerkende industrie

www.imocca.eu

intensief mentorprogramma dat geba-

een aandeel van 20% in het Europe-

seerd is op de andragogische principes.

se bbp moet hebben5. Aangezien deze

1.1.4 E-PRAGMATIC

Het concept werd geëvalueerd aan de

industrieën onrechtstreeks hun effect

De snelle technologische vooruitgang

hand van een internationale pilootoplei-

vermenigvuldigen (tewerkstelling in de

verplicht technici en professionals uit de

ding; deelnemers hierbij waren vooral

dienstensector, hoge bijdrage aan O&O,

sector om hun beroepskennis voortdu-

werknemers van industriële partners

uitgebreide

rend op peil te houden. Alomvattende

en andere bedrijven uit deze sector. De

energie-efficiëntie en beperking van

e-learningmodules, aangepast aan de

ontwikkelingsresultaten worden door

broeikasgassen, ...), vertegenwoordigen

vereiste kennis en geïntegreerd in con-

de industriële partners gebruikt in hun

ze een groot % van de totale economie6.

ventionele in-houseopleidingen, kun-

in-houseopleidingen en door de onder-

De deelnemende clusterprojecten en

nen hier een antwoord op bieden. Het

wijspartners in hun reguliere opleidin-

partners schenken dan ook uitgebreid

E-PRAGMATIC-netwerk werd ontwor-

gen. Het integrale opleidingsconcept

aandacht aan deze doelstellingen in hun

pen om deze aanpak te ontwikkelen en

kan ook gebruikt worden in andere

projecten. Binnen (de projecten die sa-

om aangepaste e-learningmodules aan

technische domeinen.

men clusteren tot) i-MOSYDE werden

te bieden. Het netwerk bestaat uit een

www.e-pragmatic.eu/

een aantal van deze doelstellingen on-

2

ting zijn of dreigen te worden

bijdrage

verwacht

voor

derzocht. Ze zijn in lijn met EU 2020 en

associatie van 13 reguliere en 7 geas-

andere Europese, nationale of regionale

landen. Onder deze partners vinden we

1.2 EU 2020-strategie – Nationaal en regionaal beleid

onderwijsinstellingen en eindgebruikers

De EU 2020-strategie – vertaald in regi-

• P7 AAL werkt rond ‘ambient assisted

zoals kamers van koophandel, bedrij-

onale en nationale beleidsplannen – wil

living’, het belangrijkste onderdeel

ven en bedrijfsverenigingen.

de volgende doelstellingen bereiken

van het SYSIASS-project, waarbij

Om de concrete noden inzake kennis en

• 75% van de bevolking tussen 20 en

socieerde partners uit negen Europese

de onderwijsgewoonten van professionals uit de elektro-mechanische sector in kaart te brengen, werd een uitge-

3

64 jaar oud heeft werk • 3% van het EU-bbp zal worden geïn4

vesteerd in O&O

breide internationale behoefteanalyse

• 20% minder uitstoot van broeikas-

uitgevoerd. De gegevens werden ver-

gassen dan in 1990, 20% van de

initiatieven. Enkele voorbeelden:

technologieën voor elektrische rolstoelen ontwikkeld worden. Dit zorgt voor een betere inclusie van mensen met beperkingen in onze maatschappij en de beroepswereld.

zameld via e-surveys en interviews met bedrijfsmanagers. Er werden algemene analyses van de huidige stand van zaken, maar ook analyses per land voorbereid. Daarna werd een integraal concept ontwikkeld voor opleiding in


2 “Andragogie” wordt gezien als “de kunst en wetenschap om volwassenen te helpen leren”. 3 http://ec.europa.eu/europe2020/europe2020-in-a-nutshell/targets/index_en.htm 4 Bruto Binnenlands Product.

5 D. Herbert, acting Dir-Gen. at EU, in Trends, 29/05/2014, p. 26-29. 6 This important goal is discussed for each Interreg 2 Seas region later in this chapter.

• De onderliggende besturing en au-

• De mate waarin dieselmotoren effi-

titievere economie en creëert (of be-

tomatisering van deze rolstoelen is

ciënter ontwikkeld worden in SCO-

grotendeels dezelfde als in i-MOCCA,

DECE is van rechtstreeks belang om

• Interactie tussen EU-gebieden en

SCODECE en een aantal van deze

de broeikasgassen te beperken en

grensoverschrijdende samenwerking

topics zijn lessen uit het E-PRAGMA-

energie-efficiëntie te verhogen; tege-

tussen universiteiten, competentie-

TIC-project.

lijkertijd wordt dezelfde technologie

centra, regeringen, industrie en be-

• Vooral i-MOCCA en natuurlijk ook

gebruikt (simulatie, gevolgd door het

roepsfederaties is van uiterst groot

E-PRAGMATIC ondersteunen niet al-

genereren van codes voor een inge-

belang: deze interactie versterkt

leen levenslang leren, maar betrekken

bouwde regelaar, ...) als bij de ande-

ook de inspanningen die geleverd

ook ingenieursstudenten en invloe-

re i-MOSYDE-partners. Het UK Low

moeten worden richting een compe-

den/ondersteuning zoals curricula van

Carbon Vehicle Partnership (LowCVP)

titievere economie en een socialere

masterrichtingen. De onderwerpen die

bijvoorbeeld schenkt actieve steun

maatschappij. Deze interactie wordt

aangepakt werden, zijn van groot be-

aan dit O&O, dat deel uitmaakt van

doorgaans weergegeven in een ‘triple

lang voor de verwerkende industrieën

de EU-doelstelling om broeikasgas-

helix’ 7; een aantal van de belangrijk-

(bijv. industriële datacommunicatie, in-

sen met 20% te verminderen.

ste interacties die kenmerkend zijn

houdt) dus jobs.

gebedde regelaar, ...), voor ‘groene au-

Hoofdstuk 3 geeft een aantal resultaten

voor zowel de clusterprojecten als de

tomatisering’ (bijv. ProfiEnergy, domo-

weer en illustreert zo de brede impact

cluster zelf worden weergegeven in

ticasystemen, ...), voor hernieuwbare

van deze technologieën.

Fig. 6.

energie, ... Interreg IV A 2 Zeeën en

De doelstellingen en technologieën van

Leonardo da Vinci hebben deze pro-

het EU2020-programma zijn uiteraard met

jecten

elkaar verbonden en versterken elkaar.

respectievelijk

gefinancierd.

1.3 Geleerde lessen Algemene kapitalisatieresultaten

De nieuwe onderwijsstrategie van het

• Onderwijsgerichte verbeteringen (le-

EU2020-programma wil samenwerking

venslang leren, impact op ingenieurs-

Tijdens de kapitalisatiefase van het i-MO-

inzake innovatie en uitwisseling van

studies via geactualiseerde curricula

SYDE-project vonden we parallellen en

good practices verder stimuleren door

ondersteund door O&O, ...) onder-

accenten, en trokken we een aantal al-

instellings- en sectoroverkoepelende

steunen

doorheen

gemene lessen. Hoofdstukken 4 en 5

uitwisselingen en partnerships tussen

de (professionele) carrière. Nieuwe

beschrijven de kapitalisatieresultaten op

onderwijs en opleidingsinstellingen en

technologieën (via proof-of-principle

het vlak van technologisch-wetenschap-

de ‘beroepswereld’ te ondersteunen,

demonstratoren (Fig. 4), pilootinstal-

pelijke thema’s en enkele toepassingen

wat de kerntaak van zowel i-MOCCA

laties, workshops, ...) en meer O&O

en begunstigden. Dit hoofdstuk beschrijft

als E-PRAGMATIC was.

introduceren, zorgt voor een compe-

de kapitalisatie van eerder algemene the-

werkzekerheid

ma’s: enkele voorwaarden voor een succesvolle, interregionale samenwerking in een EU-project en verschillende manieren om tot een interactie tussen economie en maatschappij te komen.

Middelen delen is belangrijk; voor technologisch-wetenschappelijke projecten is werken met hetzelfde materiaal en dezelfde software vaak noodzakelijk. In

7 “Industry and engineering education interacting in an interregional project – a Flanders’

Figuur 6. Triple helix toegepast op typische interacties in de cluster(projecten)

perspective”, SEFI 2014, 15 - 19 Sep., Birmingham (VK). Jos Knockaert, Geert De Lepeleer, Tony Stevens, Philippe Saey.


Richting een nieuwe industriële economie in Frankrijk Frankrijk1 heeft de ambitie om een hightech, innovatieve economie te worden en zet daarom ook in op verschillende technologieën met substantiële langetermijninvesteringen rekening houdend met risk-sharing. De strategische pijler van het ‘nieuwe industriële Frankrijk’, zoals omschreven door de Franse minister van Industrie in 2013, tracht de bestaande industrieën te versterken en te investeren in technologieën die belangrijk zijn op lange termijn, in het bijzonder als ze grote vernieuwing teweegbrengen inzake energie en milieuveranderingen, gezondheid en digitale oplossingen. De technologische trends die hierbij steun verdienen zijn onder andere transport (waaronder de ontwikkeling van auto’s met laag verbruik en/of geautomatiseerd rijden, nieuwe elektronische vliegtuigen, de toekomstige TGV), robotica, verbonden voorwerpen, slimme fabrieken, ... Er wordt uitgebreid nadruk gelegd op de ontwikkeling van Franse industriële toepassingen in e-Health, e-learning, verbonden voorwerpen of contactloze diensten en toegevoegde realiteit.’

Richting een nieuwe indus- triële economie in het Verenigd Koninkrijk De Britse regering1 geeft haar steun aan de Britse elektronische industrie die de kans krijgt om haar sterke positie verder uit te bouwen om zo wereldleider te worden in een grotere reeks elektronische technologieën. Prioriteiten voor de sector zijn onder andere: uitdagingen op het vlak van vaardigheden in de sector aangaan; een voortrekkersrol spelen op het gebied van Industriële automatisering Automatisering via het Industrie 4.0-initiatief; groei in andere Britse sectoren versnellen dankzij het gebruik van Britse elektronische systemen in hun supply chain; en nadruk leggen op de potentiële groeimogelijkheden die het Internet of Things biedt. In de auto-industrie bijvoorbeeld gaf de Automative UK Council aan dat zowel opleiding en ontwikkeling van technologieën tot de grootste uitdagingen behoren. Het is dan ook belangrijk om bedrijven te ondersteunen zodat ze hun werknemers voortdurend kunnen opleiden en intelligentere, koolstofarme en zeer efficiënte mobiliteitsoplossingen voor de 21ste eeuw kunnen ontwikkelen.

1 1

http://www.economie.gouv.fr/nouvelle-france-industrielle

Industrial strategy, Government and industry in partnership, Progress Report, April 2014

Richting een nieuwe industriële economie in Vlaanderen

Richting een nieuwe industriële economie in Nederland

Tegen 2020 wil Vlaanderen1 excelleren als economisch innovatieve, duurzame en sociaal warme maatschappij. De Vlaamse regering en alle belangrijke sociale partners hebben deze doelstellingen vastgelegd in het Pact 2020. Onder de 13 thema’s die we in het VIA-programma (Vlaanderen In Actie) terugvinden, zijn er een aantal verbonden met het onderwerp van deze publicatie: Zorg - Flanders’ Care, Mobiliteit - Slimme Mobiliteit, Talent - Iedereen mee, iedereen actief, Energie - Hernieuwbare Energie en Smart Grid, Nieuwe Industrie - Nieuw Industrieel Beleid. De Vlaamse regering creëert kansen zodat Vlamingen anders kunnen denken, leven, werken, samenleven en zaken doen. Dit bevordert een efficiëntere Triple Helix tussen universiteiten, industrie en regering om zo oplossingen te kunnen vinden voor de enorme uitdagingen die ons te wachten staan, zoals het energieprobleem, de vergrijzing en de milieu- en mobiliteitsvraagstukken.

In Nederland1, bezetten 9 topsectoren een sterke internationale positie. Industrie en wetenschap beschikken samen over een weelde aan kennis en zorgen samen voor innovaties. Het ontwikkelen van nieuwe, groenere innovatieve oplossingen of slimme oplossingen, dankzij het gebruik van nieuwe communicatietechnologieën, wordt sterk aangemoedigd door de Nederlandse regering via de energie- en hightech-sectoren. De implementatie van het actieplan bevordert, zoals in Vlaanderen, het principe van de triple helix (samenwerking tussen industrie, kennisinstellingen en de regering).

1

1

http://www.vlaandereninactie.be/en


http://www.government.nl/issues/entrepreneurship-and-innovation

bepaalde clusterprojecten werd dezelf-

Ook de mobiliteit van medewerkers werd

tussen partners groter en het aantal ver-

de professionele software gebruikt (voor

zo heel eenvoudig, aangezien enkel pro-

gaderingen dan ook beperkter. Partners

SCODECE was dit AMESim voor hardwa-

gramma’s en bepaalde specifieke toestel-

in eenzelfde land daarentegen kwamen

re-in-the-loop-simulations en Matlab en

len - iedere projectpartner had namelijk

wel vaak samen om aan de educatieve

Simulink voor simulatie, analyse en ont-

zijn eigen specialisatie - verplaatst dien-

software te werken en deze uit te testen.

werp), terwijl andere projecten voor het-

den te worden naar partneruniversiteiten

zelfde eCampus learning management

voor opleidingen en workshops.

Interactie met gebruikers tom kennis te verkrijgen over onderwerpen die

systeem kozen (E-PRAGMATIC). Algoritmes ontwikkelen en uittesten voor

De korte afstanden tussen projectpart-

door het doelpubliek als belangrijk be-

geassisteerde navigatie voor elektrische

ners bracht eveneens een efficiëntere sa-

schouwd werden, of technologieën die

rolstoelen was enkel mogelijk als dezelf-

menwerking met zich mee: via de wagen

gebruikt moesten worden, of om feed-

de voordelige sensoren en ingebedde

konden SYSSIAS-medewerkers heel snel

back te krijgen van gebruikers, bleek

computers toegepast werden op com-

elektrische rolstoelen, die op de ene lo-

divers en complementair. E-PRAGMATIC

merciële elektrische rolstoelen en deze

catie verbeterd werden, op een andere

startte het project in een 1ste fase met

ter plekke getest werden door grotere

locatie gebruiken voor klinische testen.

een behoefteanalyse (e-surveys, recht-

groepen mindervaliden. Dit vergde ook

In i-MOCCA konden studenten aan een-

streekse interviews, ...), het ontwikke-

heel wat vergaderingen en meerdaagse

daagse uitwisselingen deelnemen in de

len van lessen, multimedia materiaal en

verblijven bij partnerinstellingen. i-MOC-

vorm van workshops of introductielessen.

virtuele of afstandsexperimenten in een

CA ging zelfs nog verder in deze aanpak

Dit was voor hen vaak een springplank

tweede fase. Dit leidde onvermijdelijk

en bepaalde al in de voorbereidingsfase

voor projectwerk of om bijv. domoti-

tot een lang ‘marktintroductie’-traject, in

(voor het project goedgekeurd werd)

casystemen, die uiteraard niet transpor-

dit geval om de e-lessen voor te stellen

welke basishard- en basissoftware ge-

teerbaar zijn, te bezoeken.

aan de afstandsstudenten zelf.

bruikt zou worden. Het kocht deze ge-

In het algemeen maakt de korte afstand

i-MOCCA werkte reeds in de voorberei-

meenschappelijk aan om lagere prijzen

het ook gemakkelijker om vergaderingen

dingsfase, voor de start van het eigen-

te verkrijgen. Tijdens de vele grensover-

(zowel over de projecten heen als part-

lijke project, intensief samen met be-

schrijdende interne conferenties, techni-

ner-to-partner) in te plannen in de druk-

roepsfederaties, aangezien de behoeftes

sche dagen, workshops, ... was het dan

ke agenda’s. E-PRAGMATIC is logischer-

van gebruikers reeds in kaart werden

ook eenvoudig om praktische concepten

wijs een uitzondering: aangezien het

gebracht. Door bedrijven met veel erva-

en oplossingen te bespreken. Praktische

geen Interreg 2 Zeeënproject is, maar

ring en/of noden te raadplegen, verkre-

tips, oplossingen en alternatieven uitwis-

een Leonardo da Vinciproject met part-

gen ze op korte tijd ook nuttige informa-

selen, vormde evenmin een probleem.

ners in veel EU-landen, was de afstand

tie, nog voor de toepassingsfase van het project van start ging. Hierdoor kon een gedetailleerde planning van het benodigde materiaal, van de duur van opleidingen, ... opgemaakt worden, reeds in de aanvraagperiode van het project, wat een snelle start mogelijk maakte. Voor het ontwerp van de assistieve technologie voor elektrische rolstoelen werkte SYSSIAS op twee sporen: eerst werden snel scenario’s (graden) van assistieve technologie in kaart gebracht, gaande van minder tot meer complex. Zo konden snel enkele ‘succesverhalen’

Figuur 7. Hoe de cluster bijdraagt tot de ontwikkeling van de industriële economie in de lidstaten.

aangetoond en besproken worden. Snelle communicatie zorgde ervoor dat mindervaliden de technologie wilden testen.


Bovendien kon er bepaald worden welke graad van assistentie de gebruiker (de mindervalide) wou. Om kennis te maken met de partners en clusterprojecten en om parallellen in kaart te brengen en opportuniteiten te benutten, werd tijdens Fase 1 van de cluster zelf een mix gebruikt van vergaderingen, vragenlijsten, lezingen, labobezoeken, ... Alle clusterprojecten hadden projectpartners met complementaire kennis en erva-

Figuur 8. Overleg tijdens de ontwerpfase en rechtstreekse feedback van de eindgebruiker van assistieve navigatie met elektrische rolstoelen.

ring, wat tot meer diepgaande resultaten leidde. i-MOSYDE zelf bestaat - als clus-

niet enkel voor communicatiedoelein-

hele wereld zich na de MOOC inschreven

terproject - uit 4 projecten, een behoorlijk

den, maar ook om gebruikers en de

voor een masterstudie9.

hoog aantal, wat zeer uiteenlopende input

begunstigden te bereiken, om gede-

en toepassingsvelden mogelijk maakt. We

tailleerde of specifieke verkoopkennis

moeten hier echter bij benadrukken dat

te verkrijgen, ... Door de aard van het

de gebruikte technologieën en kennis toe-

project - afstandsleren - bereikte E-

gepast kunnen worden in zeer uiteenlo-

PRAGMATIC heel wat gebruikers via het

pende domeinen, gaande van e-Health en

internet. De cluster verwacht dat dat

assistieve technologie tot (regelaar)ont-

kanaal snel zal groeien, zelfs om ‘reg-

werp voor motoren of zelfs domoticasys-

uliere’ studenten aan te trekken. De TU

temen en zeer complexe, breedschalige

Delft bereikte voor haar MOOC - Massive

verwerkende industrieën. Kruisbestuiving

On-line Open Course - over PV8 zelfs on-

tussen dergelijke uiteenlopende toepas-

geveer 40.000 online studenten; een

singsvelden verloopt bijna vanzelf.

belangrijk neveneffect hiervan was dat tientallen masterstudenten van over de

De partners van het i-MOSYDE-project kregen ondersteuning, ideeën en hulp van beroepsfederaties en -netwerken,

8 PV: FotoVoltaïek (‘zonnecellen’).

Conclusies:: • Het delen van kennis stimuleren en snel resultaten verkrijgen door dezelfde basistoestellen en -software te gebruiken. • Gaan voor projectpartners op korte reisafstand/-tijd of (bijna) volledig digitaal (virtueel) gaan. • Interactie creëren met je gebruikers en dit zo snel mogelijk in het project: indien mogelijk in de voorbereidingsfase of - als de gebruiker het ontwikkelde toestel moet testen - nadat een (eenvoudig te implementeren) basisproefbank ontwikkeld werd in de opstartfase van het project. • Voortdurende bijscholing en opleiding is noodzakelijk; laat je gebruikers of doelpubliek workshops of lessen volgen, ... geef (korte) feedback. • Ga voor samenwerking met beroepsfederaties zodat je gemakkelijker contact kan opnemen met je doelpubliek, noden in kaart kan brengen, gebruikers kan aantrekken, ...


9 “Transforming our engineering education: MOOC (Massive Open On-line Course) on PhotoVoltaics”, Arno Smets, TU Delft. Lezing tijdens de ‘Industry 4.0 talks!’, 21/10/2014.

“Doordat we reeds vroeg in het project konden testen, kwamen we tot de conclusie dat gebruikers van toestellen voor assistieve navigatie - afhankelijk van de cognitieve vaardigheden en de leeftijd van de mindervalide - toestellen wilden voor veilige navigatie, semi-zelfstandige assistieve navigatie of voor veilige navigatie waarbij men zelfstandig door een deuropening kan gaan (Annemarie Kokosy, Project Manager SYSIASS)

HOOFDSTUK 2

Industrie 4.0 & Internet of Things – Activerende technologieën – i-MOSYDE

De i-MOSYDE-cluster bracht een aantal technologieën in kaart die in een of meerdere deelnemende projecten gebruikt werden: (draadloze en mobiele) datacommunicatie, robuustheid van netwerken, HMI (Human to Machine Interface), E-Learning, Model Based Design, Ingebedde systemen en regelaars,... Deze technologieën worden in dit hoofdstuk kort besproken. Als deze technologieën gecombineerd of verder ontwikkeld worden, vormen ze de belangrijkste pijlers van Industrie 4.0, het Internet of Things, Slimme Fabrieken, Assistieve Technologie en e-Health,... Dit hoofdstuk beschrijft eerst deze nieuwe paradigma’s: Industrie 4.0, Internet of Things,.... Zoals vermeld worden deze technologieën, die samen onderzocht worden in de cluster (en clusterprojecten) kort beschreven.

Het Internet of Things (IoT) is de onderlinge verbondenheid van uniek identificeerbare ingebedde toestellen binnen het bestaande Internet. Al deze ingebedde toestellen wisselen gegevens met elkaar uit. Het Internet of Services (IoS) is een veelheid van verbonden IT-diensten, die aangeboden, gekocht, verkocht, gebruikt, hergebruikt en samengesteld worden door een wereldwijd netwerk van service providers, consumenten, aankoopgroeperingen en makelaars. Dit wordt een nieuwe evolutie in de methode van aanbieden, gebruiken en organiseren van IT-ondersteunde functionaliteiten. 2.1 Industrie 4.0 – Internet of Things … “hit or hype”?1

verwerkende industrie in Europa radicaal

naamde Internet-of-Things (IOT) en door

hervormen en ze competitiever maken. De

de man-machinecombinaties. Industrie

drie vorige industriële revoluties kwamen

4.0 maakt het ontstaan van slimme fa-

er naar aanleiding van de mechanisering

brieken mogelijk, waarbij op een volledig

Industrie 4.0

van productie door het gebruik van stoom

nieuwe manier naar productie gekeken

Industrie 4.0, genoemd naar de opko-

(eerste industriële revolutie), de massa-

wordt. In slimme fabrieken functioneren

mende vierde industriële revolutie, zal de

productie door het gebruik van elektriciteit

productie en logistiek op zelfstandige

(tweede revolutie) en de doorgedreven

wijze en worden ze bestuurd door indivi-

automatisatie van productie door het ge-

dueel intelligente voorwerpen. Machines

1 We leenden de uitdrukking “Hit or hype” van

bruik van IT en elektronica (digitale revo-

communiceren met elkaar, sturen elkaars

de lezing op de i-MOSYDE-clusterconferentie

lutie). De basis voor de vierde industriële

acties en maken geoptimaliseerde beslis-

revolutie wordt gevormd door het zoge-

singen op basis van complexe algoritmes.

‘Industrie 4.0 - Hit or Hype?’, gegeven door Martin Krüger van ABB.


doen slagen, is onderzoek in de volgende domeinen nodig2: 1. Standaardisatie: de optimalisatie van een ‘netwerk’ tussen verschillende, van oorsprong onafhankelijke fabrieken vergt een gemeenschappelijke ‘taal’. 2. Controle van complexe structuren: individuele systemen die samenwerken om een eindproduct te creëren, zijn reeds complex. Voor de randvoorwaarden, Figuur 9. De behoeften en evoluties waarvan verwacht wordt dat ze zich in de komende jaren zullen voordoen

zoals

logistiek,

energie-efficiëntie, onderhoud, ... zijn modellen nodig om het volledige systeem te optimaliseren. Bovendien

Referentie: “Industry 4.0 – Key aspects and future Development”, lezing door H-J. Koch en F. Knafla (Phoenix Contact) op de i-MOSYDE-clusterconferentie op 21/10/2014.

moet er software ontwikkeld worden om de geoptimaliseerde algoritmes op de werkvloer te implementeren.

Het doel van deze ontwikkeling is veel-

de werk-privébalans. Assistieve techno-

3. Communicatienetwerk: de sleutel-

vuldig. De verwerkende industrie van de

logie en service robots die mindervalide

technologie voor de volledige indus-

toekomst zal geen massaproducten creë-

personen helpen, zorgen voor een betere

trie is een efficiënt communicatie-

ren, maar unieke producten. De produc-

beroepsintegratie van bepaalde groepen.

platform. Gezien de omvang van de

tie kan rechtstreeks aangepast worden

Dankzij Industrie 4.0 kunnen bedrijven

gegevens is een breedband en wijd-

voor ieder eindproduct, zodat het recht-

zich ontwikkelen tot intelligente indivi-

streeks op maat van de klant gemaakt

duele systemen die samen een volledig

4. Veiligheid en beveiliging: Gegevens-

kan worden. De benodigde materialen,

geoptimaliseerde eenheid vormen. Dit is

netwerken zijn broos en moeten vol-

de benodigde energie en de benodigde

mogelijk dankzij een wereldwijd netwerk

doende beschermd worden tegen ex-

mankracht kan aangepast worden aan

van verbonden systemen, waardoor de

terne invloeden. Problemen die zich

de geplande productie. De ontwikkelings-

grenzen tussen individuele bedrijven ver-

kunnen voordoen, zijn onbevoegde

tijd en productietijd van eindproducten

dwijnen. Onderzoek voorspelt dat Indus-

toegang, onderschepping van gege-

neemt af. Hierdoor ontstaan energie-ef-

trie 4.0 binnen 10 à 15 jaar operationeel

vens, aanpassing van uitgewisselde

ficiënte, hoogperformante en competitie-

zal zijn. De oorsprong van Industrie 4.0

informatie en de invloed van exter-

ve fabrieken die een antwoord kunnen

ligt in Duitsland, maar ook de rest van

ne elektromagnetische interferentie.

bieden op de behoeften en de evoluties

Europa mag deze trein niet missen. Het

Gebruikers moeten ook op een vei-

zoals aangetoond in Fig. 9.

zal vele jaren van onderzoek en een vol-

lige manier kunnen werken in een

ledig nieuwe kijk op de verwerkende in-

omgeving die gedomineerd wordt

dustrie vergen.

door denkende machines.

De systemen en onderdelen controleren zelf verschillende parameters zodat pre-

verspreid netwerk vereist.

5. Onderwijs: Werknemers in slimme

ventief onderhoud automatisch aange-

De uitdagingen liggen echter niet in de

fabrieken krijgen andere verant-

vraagd kan worden.

technologie zelf. De benodigde technolo-

woordelijkheden.

gie is beschikbaar op de markt of zit ‘in

levenslang leren zijn noodzakelijk.

Opleidingen

De ergonomische positie van werkne-

de pijplijn’. De moeilijkheid bestaat erin

mers wordt geoptimaliseerd. Een conti-

dat alle aspecten samengebracht moeten

nue monitoring van de gezondheid door

worden om een samenwerkende en vol-

2 Referentie: “Securing the future of German

middel van (lichaams)sensornetwerken

ledig geoptimaliseerde entiteit te verkrij-

manufacturing industry - Recommendations

en flexibiliteit in productie zorgt voor be-

gen die industriële en sociale problemen

tere werkomstandigheden en verbetert

oplost. Om de implementatie ervan te


en

for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0 - Final report of the Industrie 4.0 Working Group”, april 2013.

De complexiteit ervan vergt digitale leeromgevingen en gesimuleerde omgevingen. 6. Juridische implicaties: de nieuwe werkmethodes, de uitwisseling van gegevens en de fabrieks- en grensoverschrijdende samenwerking houden een grondige herziening in van de juridische aspecten. 7. Efficiënt

gebruik

van

“Het probleem is niet echt de technologie; alle fundamentele onderdelen van ‘dingen’ zijn aanwezig. Wat de markt nodig heeft, zijn meer vernieuwers die de technologie op een unieke manier samenbrengen om zo specifieke industriële problemen te kunnen oplossen.” Paul Howarth, Cisco.

natuurlijke

hulpbronnen: Industrie 4.0 houdt

wikkeling van MEMS (Micro ElectroMe-

molens op zee, ... Ook de industrie volgt

een grote verandering in en vergt

chanical Systems) en het verwerken van

deze trend en spreekt over het Industrial

heel wat hulpbronnen en energie.

de zogenaamde ‘big data’ belangrijk. Vol-

Internet of Things (IIOT), wat leidt tot

Dit staat in contrast met het eind-

gens schattingen zullen er tegen 2020 30

de ‘Slimme Fabrieken’ of ‘Industrie 4.0’,

doel van deze revolutie, namelijk

miljard toestellen verbonden zijn met het

zoals hierboven beschreven. Ook in huis

economisch omgaan met de beschik-

internet en zo dus kunnen communiceren

of op kantoor is het ‘Slimme gebouw’ de

bare middelen in de productie. Een

met elkaar. De draadloze interconnectie,

volgende stap in de evolutie van domo-

diepgaande kosten-batenanalyse is

de ingebedde systemen en de algoritmes

tica. Verwarmen, verduisteren, afkoelen

noodzakelijk.

zorgen samen voor ‘Slimme Producten’.

en dus het energieverbruik in het alge-

Het aantal toepassingen is ontelbaar.

meen wordt ingesteld afhankelijk van

Er vindt een horizontale en verticale

Een aantal ervan werd reeds gecommer-

onze aanwezigheid in huis, het weer, de

integratie van IT plaats in de produc-

cialiseerd. Voorbeelden zijn het slimme

beschikbaarheid van (goedkope) elektri-

tie. Horizontale integratie verwijst naar

horloge met verschillende sensoren om

citeit, ... Deze gebruiker is een bijkomen-

de implementatie van IT in alle fasen

de gezondheid van de gebruiker in kaart

de speler via zijn smartphone of tablet.

van het productieproces, gaande van

te brengen, omgevingssensoren die de

Zijn huishoudelijke toestellen, zoals de

de leveranciers (zowel grondstoffen

kwaliteit van water en lucht controleren,

wasmachine, beslissen zelf wanneer ze

als energie) tot de kwaliteitscontrole

sensoren op gebouwen, bruggen, wind-

actief zijn en communiceren met het in-

en de dienst-na-verkoop. Bij Industrie 4.0 houdt zo’n integratie gekoppelde slimme objecten in, zodat de volledige ketting gestuurd en geoptimaliseerd kan worden. Verticale integratie van IT staat voor een IT-implementatie op alle niveaus, gaande van slimme sensoren, slimme actuatoren en slimme machines tot slimme fabrieken.

Internet of Things Dankzij het Internet of Things is alles en iedereen met elkaar verbonden. Van kleine sensoren tot grote machines, alles kan met elkaar communiceren. De tech-

Figuur 10. Overzicht van een aantal elementen van het Internet of Things en Services.

nologieën die dit mogelijk maken, zijn ingebedde systemen, draadloze en mobiele communicatievormen en netwerken en de bestaande internetstructuur. Om

Referentie: figuur gebaseerd op “Securing the future of German manufacturing industry - Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0 - Final report of the Industrie 4.0 Working Group”, pag. 19, april 2013.

toepassingen te creëren, is ook de ont-


virtuele modellen en simulaties waarbij

len om het energieverbruik te spreiden

Richting een Cyber Physical System

of om het energieverbruik te verplaatsen

Een Cyber Physical System (CPS) com-

matie van echte toestellen. Dit verhoogt

naar voordeligere momenten.

bineert fysieke voorwerpen met virtuele

de betrouwbaarheid van de modellen in

voorwerpen. Het fysieke voorwerp kan

echte situaties.

telligente energienet en andere toestel-

ze ondersteund worden door echte infor-

Internet of Services

om het even welk echt voorwerp zijn, om

Naast het Internet of Things wordt ook

het even welk ‘ding’. De virtuele voorwer-

2.2 Sleuteltechnologieën

het Internet of Services weergegeven

pen zijn dan de verzamelde gegevens,

De hierboven vermelde revoluties ver-

in Fig. 10. Een voorbeeld hiervan is het

samengebracht via datacommunicatie-

gen verschillende technologieën, die

‘intelligente energienet’, waarbij elek-

netwerken. De virtuele voorwerpen zoe-

elk op zich reeds bestaan; deze techno-

triciteit van gecentraliseerd naar gede-

ken kennis in de cloud en visualiseren

logieën werden gebruikt in de cluster-

centraliseerd gaat. Vraag en aanbod in

deze gegevens om de gebruikers te in-

projecten en werden door de cluster als

een gecentraliseerd systeem zijn ge-

formeren en te helpen. Veel CPS-toepas-

belangrijk beschouwd (Fig. 11):

makkelijk te controleren, maar een in-

singen vallen onder de sensor gebaseerde

• (Draadloze en mobiele) datacommu-

telligent energienet is veel complexer.

autonome systemen met communicatie-

De energietoevoer van gedecentrali-

mogelijkheden. Zo zijn er bijvoorbeeld

seerde energie hangt sterk af van het

veel draadloze sensornetwerken die een

weer. Het controleren van complexe met

bepaald aspect van de omgeving obser-

elkaar verbonden systemen vergt com-

veren en de verwerkte informatie door-

municatie tussen alle elementen van de

geven aan een centraal knooppunt. CPS

• HMI – Human-Machine-Interface

energieketting, het verwerken van grote

is de evolutie van ingebedde systemen

• E-Learning

hoeveelheden gegevens en complexe

die voorwerpen intelligentie verlenen,

• Assistieve technologie en e-Health

algoritmes. In een intelligent energie-

naar systemen met een virtuele even-

• Geïntegreerd Ontwerp4

net communiceren energieverbruikers,

knie. Dit visualiseert informatie en voegt

• Ingebedde systemen en regelaars

energiebronnen en de energie zelf

er de meest recente informatie uit de

met elkaar en met de energieregulator

cloud aan toe. Anderzijds kunnen virtu-

om het laagste energieverbruik op het

ele voorwerpen ook gebruikt worden in

goedkoopste moment te verkrijgen . 3

Een ander voorbeeld is ‘Slimme Mobili-

nicatie • (Draadloze en mobiele) datacommunicatie • Robuustheid van en diagnose in netwerken

4 Geïntegreerd ontwerp: ontwerp, rapid prototyping en production code generation; all-inone-omgeving/cyclus.

teit’. Het is reeds mogelijk om de verkeersstroom te sturen, maar slimme mobiliteit gaat nog een hele stap verder. Elektrische wagens geven aan wanneer ze opgeladen moeten worden en reserveren automatisch een oplaadpunt dicht bij hun aankomstpunt. Dit gebeurt allemaal zonder tussenkomst van de bestuurder. Bij het transport van goederen bepaalt de ‘slimme logistiek’ bovendien het optimale traject, afhankelijk van de locatie en het verkeer.

3 “Transforming our electricity supply: How is your flexibility used in the energy markets?”, lezing tijdens de i-MOSYDE-clusterconferentie, door Bart Massin, Electrabel - GDF Suez.


Figuur 11. De verschillende technologieën uit de clusterprojecten kunnen onderverdeeld worden in zeven sleuteltechnologieën.

Figuur 12. Anechoïsche kamer met proefbank, gebruikt voor EMC-test.

Datacommunicatie

met elkaar verbonden via een gigantisch

toepassingen, tablets en smartphones

Het i-MOCCA-project onderzocht zowel

draadloos kluwen. Om onbevoegde toe-

meer en meer gebruikt zullen worden,

bedrade als draadloze communicatie

gang tot informatie te voorkomen, is de

hebben ze robuustere en meer betrouw-

in een industriële context. De perfor-

beveiliging van netwerken en gegevens

bare systemen nodig. Voor mensen

mantie van verschillende platformen

van groot belang. Een tweede probleem

met beperkingen is HMI soms de enige

werd besproken en er werden lessen

is de interferentie van elektromagneti-

manier om met hun omgeving te com-

in diagnosticeren en troubleshooting

sche golven (elektromagnetische inter-

municeren. Sinds 2010 en dankzij de

ontwikkeld. In de cluster werden draad-

ferentie). Interferentie kan datacommu-

tablet kunnen mindervaliden gebruik

loze toepassingen ontwikkeld. Het pro-

nicatie verstoren of fouten in cruciale

maken van nieuwe oplossingen, tegen

grammeren van tablets en smartphones

systemen veroorzaken. Standaardisatie-

betaalbare prijzen, om hun omgeving te

(C ++ voor Android), gekend binnen

en compatibiliteitniveaus zijn belangrijk

besturen en te communiceren met an-

i-MOCCA en SYSIASS, en kennis van

om de bestaande kloof tussen emissie

deren. Dankzij tablets, smartphones of

(draadloze) netwerken binnen i-MOC-

en immuniteit te behouden. Binnen het

draadloze verbindingen (Infrarood, Wifi

CA is belangrijke informatie die uitge-

i-MOCCA-project werd elektromagne-

of Bluetooth) is het mogelijk om deuren

wisseld werd en kan leiden tot verdere

tische compatibiliteit uitgebreid bestu-

te openen en te sluiten en de verlich-

ontwikkelingen in de nabije toekomst .

deerd (Fig. 12). In het Fase 2-voorstel

ting, de verwarming, de televisie of de

5

werd deze kennis geëxporteerd naar

radio te bedienen. Deze toepassingen

Robuustheid van netwerken

andere projecten, in het bijzonder om

zouden ook bestuurd kunnen worden via

Robuustheid van netwerken houdt zo-

de robuustheid van assistieve technolo-

de joystick van elektrische rolstoelen.

wel gegevensbeveiliging in als immuni-

gie (SYSIASS) en de invloed van externe

HMI zou ook een oplossing kunnen zijn

teit tegen storingen van externe elek-

velden op communicatie en instrumen-

voor mensen die hun elektrische rolstoel

tromagnetische golven. Met de komst

tatie te testen (alle partners).

niet via een joystick kunnen bedienen.

van het Internet of Things wordt alles

5

Zij kunnen hun rolstoel dan besturen via

HMI – Human-MachineInterface

speechtechnologie en een microfoon, via

In de nabije toekomst staan een eerste studie

Human-machine-interfaces moeten van-

van lichaams- en gelaatsbewegingen die

en demonstrator gepland die toegepast zullen

uit het standpunt van de gebruiker ge-

geregistreerd worden via een webcam.

creëerd worden. Aangezien industriële

Het programmeren van tablets en

worden op een elektrische rolstoel en op kleine mobiele LEGO-robots.

hoofdbewegingen of via een combinatie


smartphones (C ++ voor Android) om

niet eens bewust is van deze sensoren.

tief spraakprobleem mogelijk maakt om

man-machinecommunicatie mogelijk te

Sensoren worden bovendien meer en

te bellen. Dit gebeurt via het toetsen-

maken, is een onderdeel van SYSIASS.

meer onafhankelijk. Recente sensoren

bord van de smartphone. De gespreks-

HMI is eveneens een onderdeel van

beschikken over een draadloos commu-

partner ontvangt de boodschap via de

i-MOCCA, zij het hier voor industriële en

nicatietoestel, een voedingsbron en een

luidspreker rechtstreeks tijdens het ge-

domoticatoepassingen (Fig. 13).

microregelaar. Dit beperkt het benodigde

sprek. Dit maakt real-timecommunicatie

aantal verbindingen en draden en ver-

mogelijk. Woorden of berichten kunnen

e-Learning

hoogt de robuustheid van het systeem.

vooraf in de bibliotheek opgeslagen wor-

Nieuwe technologieën vergen veel oplei-

De sensorgegevens kunnen eventueel

den om de communicatie gemakkelijker

ding en levenslang leren. Gezien de com-

bewaard worden om ze te gebruiken op

te laten verlopen.

plexiteit van de aan te brengen kennis

specifieke toestellen. Ook hier zien we

Sensortechnologie maakt sensoronder-

en technologie, zijn heel wat opleidingen

een trend dat gegevens voortdurend met

steuning en -communicatie mogelijk.

in gesimuleerde en afstandsomgevingen

mobiele toestellen zoals een smartphone

Een voorbeeld voor ouderen is het ge-

nodig. Binnen het E-PRAGMATIC-project

uitgewisseld worden.

bruik van draadloze sensoren die detecteren als iemand valt en automatisch

werd kennis verzameld rond de ontwikkeling van afstandsexperimenten en de

Assistieve technologie

een alarmcentrale contacteren. In het

ontwikkeling van digitale lessen. De an-

Assistieve technologie omvat de techni-

SYSIASS-project werd de mogelijkheid

dere projectpartners kunnen deze kennis

sche hulpmiddelen die gebruikt worden

onderzocht om elektrische rolstoelen via

gebruiken om de beschikbare lessen met

om de functionele mogelijkheden van

tongbewegingen te besturen. De positie

hun kennis en laboratoria uit te breiden.

een specifieke doelgroep te verhogen,

van de tong wordt gemeten dankzij de

te behouden of te verbeteren. Voorbeel-

‘tongue-touch’-RFID-tag (Fig. 15.)

e-Health

den van doelgroepen zijn mensen met

e-Health verwijst naar gezondheidszorg

beperkingen, maar ook ouderen. Tech-

Geïntegreerd ontwerp

die ondersteund wordt door elektronica,

nologische ontwikkelingen, zoals service

Systemen worden zo complex dat enkel

sensoren en communicatie. Een voor-

robotica, bieden motorische ondersteu-

simulaties het gedrag van een algorit-

beeld uit dit domein is het voortdurend

ning. De apps die ontwikkeld worden

me of toestel in alle omstandigheden

monitoren van patiënten via draagbare

voor smartphones schenken communi-

kan testen. In een traditioneel product-

sensoren. Sensoren worden meer en

catieve ondersteuning. Een voorbeeld

ontwikkelingsproces wordt eerst op het

meer ingewerkt in textiel zodat de pa-

is de Androidapplicatie (Fig. 14) die het

eerste prototype getest om na te gaan

tiënt niet gehinderd wordt en zich zelfs

voor mensen met een tijdelijk of defini-

of de specificaties bereikt werden. Als

Figuur 13. Androidoplossing voor omgevingscontrole, voorgesteld door Domodep http://www.domodep.com/.

Figuur 14. VoiceSmartAccess-app ontwikkeld door ISEN-Lille, Frankrijk.

Figuur 15. Mondmodel voor de ‘Tongue-Touch’-RFID-tag ontwikkeld door de University of Kent, VK.


er afwijkingen optreden, moet het ontwerp herzien worden, wat veel tijd en geld kost. Daarom wordt er nu gebruik gemaakt van het ‘model based’-design, wat leidt tot ‘integrated design’ (Fig. 16). Iedere stap in de ontwikkeling wordt nu gesimuleerd (hardware, software, algoritmes). Een tweede stap is co-simulatie, waarbij mechanische, hydraulische, thermische, ... simulatiesoftware gecombineerd wordt met wiskundige software om de simulatie en de regelaar te visualiseren.

Ingebedde systemen en regelaars

Figuur 16. Rechtstreekse feedback in iedere stap van de productie dankzij geïntegreerd (model based) ontwerp.

Alle clusterprojectpartners hebben uitgebreid met Matlab en Simulink gewerkt om algoritmes te modelleren, simuleren en te ontwikkelen. Deze algoritmes werden geprogrammeerd in microregelaars en ingebedde regelaars (embedded controllers). Codes werden via Matlab gegenereerd om deze algoritmes in de hardware-in-the-loop-targets te programmeren.

Hardware-in-the-loop

gebruikt wiskundige voorstellingen van processen om dynamische systemen te simuleren. Het proces ontwikkelt virtuele sensorgegevens en geeft deze door aan de ingebedde regelaar. Het algoritme in kwestie wordt geprogrammeerd (in feite ‘ontworpen’) via Matlab en geïmplementeerd in een ingebedde regelaar. Op die manier kan het gedrag van het bedrijf geoptimaliseerd worden, zonder dat er een echt bedrijf nodig is. Ook in het SCODECE-project werd Software-in-theloop onderzocht. De nadruk lag hierbij op algoritmes. Ook i-MOCCA koppelde Matlab-algoritmes aan industriële hardware targets en veldbussen. Fig. 17 illustreert een grootschalige groene toepassing voor de regeling van

Figuur 17. Een windturbine van Gamesa, met technologie van Phoenix Contact, die robuuste standaard industriële netwerken en regelaars (PLC’s) gebruikt en het regelaarontwerp in Matlab & Simulink rechtstreeks vertaalt in real-timecode

een windturbine die geïntegreerd ontwerp, industriële ingebedde regelaars en robuuste netwerken combineert.

Referentie: Lezing ‘Wind generator pitch control using PROFINET and industrial embedded control’, Philipp Dauer, Phoenix Contact. (i-MOSYDE-clusterconferentie, 21/10/2014, Gent, België)


De projectpartners van i-MOSYDE hopen in de nabije toekomst samen korte, praktische evaluaties van deze thema’s te kunnen uitvoeren. Op langere termijn kunnen projecten die deze thema’s aanpakken de industrie, de economie en de maatschappij effectief ondersteunen; er is alvast heel wat interesse in deze domeinen, wat bleek uit de massale interesse en samenwerking op de clusterconferentie (Fig. 20, Par. 3.1). Voorbeelden van mogelijke praktische evaluaties op korte termijn zijn: • Het combineren van HMI op smartphones of tablets om een veiligheidsstop te implementeren die gebruikt kan worden door begeleiders om Figuur 18. Binnen een cluster wordt een rijkgevuld gamma aan tools gebruikt; de deelnemende projecten gebruikten ook heel wat dezelfde tools, die reeds beschikbaar waren voor de eigenlijk cluster er kwam.

elektrische rolstoelen of, bij wijze van testplatform, LEGO-robots op een veilige manier tot stilstand te brengen6.

2.3 i-MOSYDE – Towards MOdern SYstem DEsign

2) Het ‘Internet of Things’ (met zijn

• Elektrische rolstoelen, testplatformen

vele acroniemen en toepassingsdo-

voor motoren, ... robuuster maken

Als je de bovenstaande elementen na-

meinen zoals Industrie 4.0, Slimme

inzake EMC en hun communicatielij-

der bekijkt, zie je dat alle clusterpartners

Fabrieken, e-Health) dat niet enkel

nen testen.

kennis bezitten over een aantal sleute-

datacommunicatie nodig heeft, maar

• Geïntegreerde designmethodes toe-

lelementen van deze technologieën. De

ook grondige diagnoses, een robuust

passen op het ontwerp van groenere,

EMC-compatibel ontwerp, ...

hybride motorbesturingen.

cluster maakt het mogelijk om al deze facetten te combineren om zo intelligen-

3) Geïntegreerd ontwerp voor ingebed-

te moderne systemen te ontwikkelen,

de regelaars: van O&O in bijv. Mat-

wat leidt tot Cyber Physical Systems

lab & Simulink tot het genereren van

die deel uitmaken van het Internet of

codes voor (productie)programma’s

Things, slimme fabrieken, Industrie 4.0.

voor het geschikte hardware target,

Binnen i-MOSYDE hebben we 3 thema’s

waarbij regelaars, datacommunicatie

geïdentificeerd die volgens ons, en vol-

voor verbonden sensoren, actuatoren

gens onze interesses en expertise in de

en HMI gecombineerd worden, en di-

sleuteltechnologieën

agnoses.

zoals

hierboven

omschreven, de moeite waard zijn om Deze 3 thema’s, paradigma’s (verschil-

te verkennen.

lende, nieuwe concepten) beschrijven 1) Draadloze

en

mobiel

draadloze

snel ontwikkelende technologieën die in

technologie die gebruikt wordt voor

heel wat domeinen nodig zijn, gaande

besturing (bijv. in industriële net-

van slimme fabrieken, slimme assistieve

werken) en interfacing (human-ma-

technologie, schonere (hybride) motor-

chine, machine-machine) en die

besturing, domotica, e-learning, ... wat

gebruik maakt van een smartphone,

tot meer Intelligent MOdern SYstem DE-

tablet of PC.

sign zal leiden.


6 In dit geval ook gecombineerd met ‘geïntegreerd ontwerp’.

HOOFDSTUK 3

Een aantal toepassingen en begunstigden van de sleuteltechnologieën

3.1 Begunstigden Het spectrum aan begunstigden van i-MOSYDE is heel breed, aangezien we ons richten op basissleuteltechnologieën die in heel wat domeinen toegepast kunnen worden. Fig. 19 probeert een overzicht te geven; een dergelijke abstractie en simplificatie brengt beperkingen met zich mee, maar het maakt wel duidelijk dat de hierboven vermelde trends en paradigma’s een impact hebben op heel

Figuur 19. De cluster richt zich op kmo’s en grote bedrijven, maar ook op studenten, ingenieurs (heel belangrijk om de bestaande industrie te ondersteunen) en O&O, met toepassingen voor de gezondheidssector en mensen met beperkingen.

wat aspecten van de (industriële) economie en maatschappij. We illustreren dit aan de hand van enkele voorbeelden in 3.2. De grote deelname aan de clusterconferentie illustreert dit eveneens (Fig. 20).

Figuur 20. Meer dan 200 mensen uit de industrie, universiteiten en beroepsfederaties namen actief deel aan de i-MOSYDE-clusterconferentie.


3.2. Toepassingen van de sleuteltechnologieën 3.2.1 Geïntegreerd ontwerp voor een clean engine testplatform De sector van het wegverkeer speelt een cruciale rol in de moderne economie, maar deze vorm van transport is ook grotendeels verantwoordelijk voor de milieuproblematiek. In 2008 was meer dan 20% van de Europese CO2-uitstoot te wijten aan het wegverkeer, tegenover 2% aan andere soorten (scheepvaart, luchtvaart, spoorverkeer). Bij het wegverkeer maken dieselmotoren ongeveer 50% uit van de nieuwe automarkt door hun lage brandstofverbruik, maar blijven ze sterk vervuilend in vergelijking met

Figuur 21. Door ‘roet’ en NOx te verminderen de energie-efficiëntie verbeteren en zo brandstofverbruik en CO2-uitstoot verminderen; R&D rechtstreeks gerelateerd aan het EU 2020 doel om de broeikasgasuitstoot te beperken. (Met de klok mee: dieselmotor testopstelling, ingebedde regelaar, strategieën voor de vermindering van uitstoot.)

andere types motoren. Aangezien biobrandstof een alternatief is voor fossiele brandstof om de opwarming van de aarde tegen te gaan, wil de EU het aandeel van biobrandstof in transport verhogen. Binnen het SCODECE-projct wordt een nieuw controle- en monitoringssysteem ontwikkeld waardoor dieselmotoren kunnen werken met een lage verbrandingstemperatuur onder hoge belasting. Lage-temperatuurverbranding (LTC) onder hoge motorbelasting is problematisch door de

biodieselmotor weergeeft, wordt even-

worden op ingebedde regelaars zoals

ontoelaatbare uitstoot van NOx. Met

eens ontwikkeld om het systeem tech-

FPGA’s, geprogrammeerd met in Simu-

geavanceerde regeltechniek wordt de

nisch en economisch te optimaliseren.

link gegenereerde code.

‘Variable Valve Timing’ (Variabele klep-

Het systeem wordt geregeld aan de hand

De rechtstreekse begunstigden van dit

timing - VVT) geoptimaliseerd om de

van een realtime fuzzy logica- en een

werk zijn in de eerste plaats alle partners

uitstoot van NOx met meer dan 20% te

adaptief fuzzy logica-systeem. Software-

die betrokken zijn bij het project. De

verlagen en het brandstofverbruik met

in-the-loop

hardware-in-the-loop

industriële EU-bedrijven die tot de ge-

10% te verminderen.

worden getest met Matlab, Simulink en

bruikersgroep behoren, zoals Technord

Er wordt een testopstelling ontwikkeld

hardwaresystemen. Cosimulatie wordt

(BE), CRITT M2A (FR), LMS (FR), CER-

voor een biodieselmotor werkzaam in

bereikt met de simulatiemodellerings-

TIA (FR), Lemon (VK), zullen ook baat

LTC-modus onder een hoge belasting.

software AmeSim. De samenwerking in

hebben bij de onderzoeksresultaten. Mi-

Die doet dienst als expertiseplatform

de cluster focust op het gebruik van in-

lieuorganisaties zoals ADEME kunnen de

voor industriële gebruikers en als plat-

gebedde regelaars en een ontwerp van

gegevens van de onderzoeksresultaten

form om onderzoek te promoten bij de

de opstelling dat rekening houdt met de

gebruiken voor regulering en verdere

academische partners (Fig. 21). Een vir-

elektromagnetische compatibiliteit. Een

maatregelen.

tuele simulator die de werking van een

verdere implementering kan gebaseerd

http://www.scodece.org


en

3.2.2 Assistieve Technologie: toestel voor een veilige navigatie bij elektrische rolstoelen

obstakel, zelfs als de gebruiker sneller

len en obstakels in het dagelijkse leven

probeert te gaan. Een veiligheidsstop op

te verminderen. Het verhoogt de veilig-

de rolstoel wordt ook voorzien in geval

heid van de bestuurders van een elek-

van gevaar . De software die zorgt voor

trische rolstoel door hulp te bieden bij

Assistieve Technologie kan omschreven

veilige navigatie is ingebed in een Ardui-

het rijden. Het aantal mensen dat een

worden als elke dienst of elk apparaat

no-Megabord, een ingebouwd compu-

rijbewijs voor een elektrische rolstoel

dat ontworpen is met als doel mensen

tersysteem met een lage kostprijs.

zou kunnen krijgen, zal stijgen.

met een beperking en bejaarden te hel-

Het apparaat geeft de gebruikers vi-

De belangrijkste begunstigden van deze

pen om hun onafhankelijkheid te behou-

suele feedback, wat hen helpt om het

assistieve technologie zijn mensen met

den. Een voorbeeld van assistieve tech-

gedrag van de rolstoel te begrijpen

een lichamelijke beperking die een elek-

nologieën zijn toestellen die bijstand

wanneer hij niet reageert zoals de ge-

trische rolstoel gebruiken. Ook ergo-

verlenen aan gebruikers van een elek-

bruiker hem stuurt. Een doosje met 12

therapeuten kunnen dit gebruiken voor

trische rolstoel en hen helpen botsingen

LED’s geeft de gebruiker informatie over

opleidingen.

te vermijden, terwijl ze zelf de controle

de richting en de mate van gevaar van

In het laatste decennium hebben de

behouden over de technologie, zonder

de gedetecteerde obstakels (Fig. 23).

Europese staten en lidstaten assistieve

de controle over te nemen. Dit apparaat

Diezelfde informatie zou ook gegeven

technologie gestimuleerd. Het zevende

kan aangesloten worden op de meeste

kunnen worden via een tablet.

kaderprogramma voor onderzoek en

commerciële rolstoelen. Een voorbeeld

Het apparaat voor veilige navigatie

technologische ontwikkeling (FP7) van

van een dergelijk apparaat is het toe-

helpt om zowel het aantal als de ernst

de EU omvat bijvoorbeeld een speci-

stel dat een veilige navigatie garandeert

van mogelijke botsingen tussen rolstoe-

fiek programma Ambient Assistive Li-

1

(Fig. 22). Het gebruikt sensoren met

ving (AAL) (www.aal-europe.eu) dat op

een lage kostprijs, bijvoorbeeld ultra-

EU-niveau de ontwikkeling en vernieu-

soonsensoren (die ook gebruikt worden

1 In de nabije toekomst hopen de partners van

wing beoogt van technologieën en dien-

bij auto’s voor parkeerhulp) en infra-

het clusterproject een mobiele draadloze mens-

sten om op een gezonde manier oud te

roodsensoren, om obstakels rond de

machine-interface en ingebouwde controle in

worden in de informatiesamenleving. In

rolstoel waar te nemen. De snelheid van de rolstoel wordt verminderd in functie van de afstand tussen de rolstoel en het

een toepassing te combineren zodat begeleiders van mensen met een beperking ook van

2009 heeft de Franse overheid beslist

op afstand een noodstop kunnen afdwingen via

dat assistieve technologie om de auto-

een standaard smartphone of tablet.

nomie van oudere mensen en mensen

Figuur 22. Toestel voor veilige navigatie, aangesloten op een rolstoel ontworpen door DupontMedical.

Figuur 23. Doosje met 12 LED’s (links) of een tablet (rechts) voor visuele feedback


met een beperking te verbeteren, één

ondersteunen is niet alleen het regulier

De volgende EU-doelstellingen en -pri-

van de pijlers van de nationale onder-

onderwijs belangrijk, maar is het ook

oriteiten

zoeksstrategie moet worden. In haar

van groot belang dat professionals in de

programma’s voor levenslang leren: (1)

Brief aan het Parlement over e-Health

industrie levenslang leren. In veel bedrij-

verbeteringen in de kwaliteit en inno-

van juni 2012 beschreef de Nederlandse

ven worden werknemers opgeleid aan

vatie van het beroepsonderwijs en op-

Minister voor Volksgezondheid, Welzijn

de hand van conventionele opleidingen

leidingssystemen ondersteunen, (2) de

en Sport deze opportuniteiten en stel-

binnen het bedrijf, die echter veelal wor-

kwaliteit verbeteren en het volume van

de dat het opnemen van e-Health door

den verstrekt door de producenten van

samenwerking tussen de instellingen

zowel patiënten als professionals een

de productieapparatuur. Op die manier

verhogen, (3) de ontwikkeling van ver-

noodzakelijke voorwaarde voor e-Health

slaagt men er niet in bredere kennis over

nieuwende, op ICT gebaseerde inhoud,

is om te slagen. Het algemene beleid

te brengen over nieuwe, opkomende

diensten, pedagogische methodes en

van de overheden is mensen langer

technologieën, noch innovatieve ideeën

praktijken ondersteunen. Om vraag en

zelfstandig te laten leven als hun hui-

te stimuleren. Door de samenwerking

aanbod op elkaar af te stemmen, werd

zen aangepast zijn, bijvoorbeeld door

van universiteiten en de industrie kan

een analyse van de ‘industriële oplei-

drempels te verwijderen en leuningen

dit veranderen. De activiteiten van het

dingsbehoeften’ uitgevoerd in de landen

of trapliften te installeren. De Stichting

E-PRAGMATIC-netwerk trachten de elek-

die bij E-PRAGMATIC betrokken zijn. Om

voor Assistieve Technologie (Engels:

tromechanische industrie een integrale

de benodigde gegevens te verkrijgen,

FAST), gemachtigd door het Ministerie

oplossing te bieden om hun interne op-

werden twee vragenlijsten ontwikkeld:

van Volksgezondheid en elk jaar in juli

leidingen te verbeteren. Verder maakt

één voor de werknemers en één voor

voorgesteld aan het Britse Parlement,

de directe samenwerking van de indus-

het management van de bedrijven. Van

rapporteert de laatste 15 jaar over on-

trie en universiteiten een overdracht

werknemerszijde werden 285 reacties in-

derzoek naar en ontwikkelingsactivitei-

van kennis in twee richtingen mogelijk

gezameld; van het management van de

ten rond Assistieve Technologie in het

en ondersteunt ze ook de onderzoeks-

bedrijven ongeveer 50.

Verenigd Koninkrijk. Ze verschaft een

samenwerking. De belangrijkste begun-

De resultaten van deze enquête zijn

uitvoerig rapport over al het AT-onder-

stigden van het E-PRAGMATIC-netwerk

interessant voor de cluster, aangezien

zoek dat door de Britse regering wordt

zijn werkzame ingenieurs en professio-

onderwijs en een leven lang leren van

gesubsidieerd, wat een waardevol hulp-

nals uit de industrie, en in het bijzonder

belang zijn voor alle ingenieurs en hoge-

middel is voor de sector.

de oudere leeftijdsgroepen die geen ken-

re technici. Internetbronnen worden het

nis hebben over de nieuwe technologie-

meeste gebruikt, maar ook professione-

3.2.3 e-Learning: een moderne manier van kennisdelen rond duurzame energie en mechatronica

ën, hoewel dat meer en meer gevraagd

le informatie in verschillende formaten

wordt op hun werkplek. De integrale

(tijdschriften, seminaries, opleidingen)

E-PRAGMATIC-leeroplossing

(leerplat-

wordt op grote schaal aangewend. Om

form, 21 e-learningmodules ontwikkeld

de voordelen te combineren, combineer-

Met de toenemende rol van duurzame

voor de behoeften van de industrie en

de E-PRAGMATIC internetonderwijs met

energie en mechatronica stijgt ook de

levenslang leren voor volwassenen) stelt

begeleid afstandsonderwijs.

behoefte aan hooggeschoolde arbeids-

hen in staat om deze kennis zo te verwer-

De resultaten werden verder gebruikt

krachten om de groei van de industrie

ven dat de leeractiviteiten in hun dage-

om een integrale opleidingsoplossing te

te ondersteunen. Om die groei verder te

lijks leven geïntegreerd kunnen worden.

ontwikkelen voor de industrie. Deze op-

worden

aangepakt

binnen

lossing bestaat uit vier elementen: • learning management system

De ‘e’ moet geïnterpreteerd worden als ‘extatisch, energiek, enthousiast, emotioneel, extensief, excellent en educatief’ maar ook als ‘elektronisch’ (Bernard Luskin, pionier van het e-learningconcept)


• ontwikkeling van lesmateriaal voor de hoogste leerefficiëntie, dat leren via een scherm mogelijk maakt • opleidingsaanpak geschikt voor professionals uit de industrie • opleidingsmodules en programma’s

voor mechatronica en duurzame energie, zoals weergegeven in Fig. 24. Een van populairste e-learningmodules is de ‘Solar Electricity’-module, ontwikkeld door de TU Delft. De module schenkt een basiskennis over zonne-elektriciteit. Eerst worden kenmerken van zonnepanelen geanalyseerd (en op afstand gemeten in een laboratorium). Zonnecellen worden onderzocht van panelen tot rasters en het schaduwvormingsprobleem wordt uitgelegd. Verschillende omvormers voor netaansluiting van zonnecellen worden voorgesteld en het basisprincipe van ‘maximum power point tracking’ wordt uitgelegd. Fig. 25 toont een voorbeeld van het opleidingsonderdeel van deze module. Om bepaalde praktische kennis te verwerven is er een laboratorium op af-

Figuur 25. Learning atom from ‘Solar electricity’ training e-learning module.

stand beschikbaar. Opleidingsprogramma

Opgenomen in de e-Learningmodules

Algemene mechatronica

Electrical circuits, Applied control theory, Electric drives, Mechatronic devices

Robotica

Microcontrollers

Computergestuurde metingen

Elektrische en hybride voertuigen

Alternatieve technologieën

Technische software/tools

Mechatronic devices, Introduction to industrial robotics, Robot programming, Wheeled mobile robots Introduction to Microcontrollers, 8-bit Microcontrollers Advanced Course, Lowcost platform to provide LAN/WAN connectivity for embedded systems Introduction to LabVIEW and Computer Based Measurements, Computer-based Measurements and Instrument Control Energy and energy storage in electric cars, Power electronic for electric vehicles, Hybrid drive Solar electricity, Hybrid drive, Energy efficient drive technologies Introduction to LabVIEW, Introduction to Microcontrollers, PLC controllers and industrial networks

Materialen

High temperature design

Afstandsleren

Introduction to remote and online engineering

Figuur 24. Ontwikkelde opleidingsprogramma’s en e-learningmodules.


De integrale aanpak werd getest in een

geleid leren op afstand met ondersteu-

worden, zijn geschikt voor de inter-

internationale conferentie, waaraan on-

ning van de begeleiders bij het leerpro-

ne opleidingen van ondernemingen in

geveer 200 professionals uit de industrie

ces. De proefopleiding bevestigt ook dat

aanverwante gebieden. Zowel universi-

deelnamen. Deze zeer succesvolle oplei-

duurzame energie een van de belang-

teiten als de industrie hebben baat bij

ding toonde aan dat de onafhankelijk-

rijkste opleidingsonderwerpen is in de

de praktische ervaringen en kennis die

heid in tijd en ruimte van het afstands-

industrie op dit moment.

opgebouwd worden met behulp van de

leren heel erg gewaardeerd wordt. De

De opleidingsmethodes die binnen het

vernieuwende hypermedia-e-inhoud en

deelnemers geven de voorkeur aan be-

netwerk ontwikkeld en gecontroleerd

de geavanceerde leeromgeving.

Algemene conclusie De cluster zorgde voor meer diepgaande interregionale

die samen gerealiseerd worden inzake interdisciplinaire

samenwerking en omvat zo een bredere groep project

technologieën en kleine demonstratoren, kleine stappen

partners. Dankzij de thematische indeling van de clusters

die technologische, onderzoeksmatige en educatieve

konden ideeën verder uitgewisseld worden en kon men

uitdagingen voor de toekomst aangeven.

mogelijke, toekomstige ontwikkelingen onderzoeken. De ‘interconnected smart world of things and services’ In de eerste fase van de cluster keken de partners vanuit

belooft een competitieve industrie te creëren, net als

een breed perspectief naar ‘intelligent modern system

een groenere economie en een inclusieve maatschappij.

design’. Een zeer geslaagde interactieve, thematische

De technologieën die hierbij nodig zijn, bestaan of zullen

conferentie - met meer dan 200 deelnemers, de meesten

binnenkort bestaan, maar de uitdaging bestaat erin om

uit de industrie -, onze website en deze publicatie zijn - in

alles te implementeren en te combineren in een verbonden

deze fase - onze informatiekanalen voor onze stakeholders.

systeem dat optimaal werkt. De complexiteit ervan vergt onderzoek, opleiding en een cluster van technische

De partners bespraken de geleerde lessen, zowel wat

disciplines.

betreft het oprichten van een succesvol interregionaal project als de technisch-wetenschappelijke onderwerpen.

Terwijl we hier aan werken, terwijl we de veranderingen

De cluster bracht zeven sleuteltechnologieën uit de

ervaren, nemen we - zowel onderzoekers als maatschappij

interessevelden in kaart. Alle clusterpartners hopen in de

- kleine stappen richting een (meer) digitale maatschappij.

nabije toekomst in kleinere groepen te kunnen werken

Dit kan uiteraard niet op één dag tijd gebeuren, maar

rond 3 thema’s (sub-items) om zo initiële ervaring op te

we groeien wel richting een slimmere, duurzamere,

doen en pilootprojecten en demonstratoren te creëren.

inclusievere industrie, economie en maatschappij. Als

Het gecombineerde resultaat van deze activiteit zal een

we binnen 10 of 15 jaar nog eens terugkijken, misschien

‘kijk op de toekomst’ geven, maar ook enkele case studies

alsnog een ware revolutie!


Verantwoordelijke uitgever: Véronique Weyland-Ammeux, Directrice van het INTERREG IV A 2 Zeeën Programma. Auteurs en medewerkers: Abdel Aïtouche, Pavol Bauer, Els Delaere, Geert De Lepeleer, Laura Ramirez Elizondo, Hendrik Derre, Thomas De Landtsheer, Ward Hauspie, Annemarie Kokosy, Jos Knockaert, Pal Kulandaival, Laurens Mackay, Emmanuel Nadaud, Nishan Narayan, Athar Qureshi, Predrag Rapajic, Andreja Rojko, Philippe Saey, Tony Stevens, Céline Van Den Abeele, Bram Vanseveren, William Wang. Credits foto’s: Alle afbeeldingen met instemming van de cluster of van de clusterprojecten, tenzij anders vermeld in de tekst. De foto van de sculptuur van Rodin (Hoofdstuk 2, kop), de hand van de robot en de achtergrond van de voorpagina zijn eigendom van Shutterstock. Deze editie wordt uitgebracht in het kader van de clusterwerkzaamheden en gecoördineerd door het INTERREG IV A 2 Zeeën Programma. Deze cluster wordt geleid door de KU Leuven. Maken eveneens deel uit van het clusterpartnerschap: UGent, Groupe HEI-ISA-ISEN, Un. of Greenwich, Un. of Sussex, TU Delft, Voka Oost-Vlaanderen. Contact : i[email protected] of [email protected]; website: www.imosyde.eu

De inhoud van deze uitgave weerspiegelt de opvattingen van de auteurs en geeft niet noodzakelijkerwijs de standpunten van de Europese Unie weer. De tekst in deze publicatie is enkel voor informatiedoeleinden bestemd en kan niet als wettelijk bindend beschouwd worden. Deze publicatie wordt volledig gefinancierd door het Europese Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO) via het grensoverschrijdende INTERREG IV A 2 Zeeën Programma.


Voor meer informatie, bezoek onze website:

www.interreg4a-2mers.eu

INTERREG IV A 2 Mers Seas Zeeën Secrétariat Technique Conjoint / Joint Technical Secretariat / Gemeenschappelijk Technisch Secretariaat

Les Arcuriales - 45/D, rue de Tournai - 5° étage - F-59000 Lille T: +33 (0) 3 20 21 84 80 - F : +33 (0) 3 20 21 84 98 [email protected]

Het INTERREG 2 Zeeën Programma is een EU-programma dat grensoverschrijdende samenwerking ondersteunt tussen partners uit Frankrijk, Engeland, België (Vlaanderen) en Nederlands. Het doel van het Programma is de ontwikkeling van het concurrentievermogen en het duurzame groeipotentieel van het maritieme en non-maritieme kapitaal van het programmagebied door het opzetten en bevorderen van partnerschappen voor grensoverschrijdende samenwerking.

SPECIAAL DOSSIER NOVEMBER 2014

Recommend Documents