Voorbij I4.0 naar optimale mens-machinebalans
Industrie 5.0
Industrie 5.0? Terwijl velen de stap van Industrie 3.0 naar 4.0 nog aan het maken zijn staan we al weer voor de volgende uitdaging. Maar wat is het verschil met Industrie 4.0, en waarom drijft men de transitie naar 5.0?
Industriële revoluties
De industriële revolutie, een term die we associëren met grootse veranderingen. Sinds de eerste industriële revolutie (stoom als aandrijving voor de mechanisatie van de productie – 18e eeuw) en de tweede (massaproductie door elektrisch aangedreven assemblagelijnen – 19e eeuw) situeert de huidige status zich ergens tussen 3.0 en 4.0. Waar de derde revolutie een door elektronica (en computers) gestuurde productie (20e eeuw) realiseerde, heeft 4.0 als doel de productie te verbeteren door het gebruik van concepten als cyber physical systems, gedistribueerde controle en industrial data-mining. De transitie van 3.0 naar 4.0 is volop aan de gang en brengt vele uitdagingen met zich mee. Toch staat de volgende industriële revolutie reeds om de hoek te wachten. We spreken van 5.0. Het volgende buzzword, met toch een twist ten opzichte van 4.0.
I5.0
Industrie 5.0 is 'human-centric', het draait om een visie die verder kijkt dan enkel het verhogen van de productiviteit door het verbeteren van de productieprocessen, het decentraliseren van de systemen en het exploiteren van data. Deze nieuwe visie focust op de mens en de samenleving en de synergie tussen industrie en samenleving.
We zetten de mens en zijn welbevinden centraal.
Industrie 5.0 is 'human-centric'
Terwijl Industrie 4.0 een digitale revolutie ontketent in de productie, zal Industrie 5.0 een digitale revolutie zijn voor de mens in zowel de productie als de samenleving. Technologie en digitalisatie als middel om de mens zijn mogelijkheden en vaardigheden te vergroten, te verbeteren. We zetten de mens en zijn welbevinden centraal, en niet alleen in de industrie maar ook in de samenleving. In dat licht heeft men ook al de term Society 5.0 laten vallen in plaats van Industry 5.0.
Technologie ten dienste van de werknemer, die ondersteuning biedt bij moeilijke, complexe zaken, zowel fysiek als op het niveau van beslissingen nemen. Denk maar aan het inzetten van AI bij het opstellen van productieplanningen.
Het gaat bijvoorbeeld over het ondersteunen van de mens in de productie, een synergie tussen mens en machine. De visie richt zich op faciliteren, door technologie, van een mens-machine-interactie die complementair is en de sterktes van beide benut. Het zou een synergie van mens en machine moeten worden waarbij de complementariteit van mens en machine centraal staat. Men ziet hierbij dus de rol en het welbevinden van de mens centraal in het productieproces.
Waarom nu al industrie 5.0?
In de visie van Industrie 4.0 draait de mens nog altijd mee alsof het een machine was. Geprogrammeerd door een semi-automatisch, door data-analyse gedreven, MES-systeem om x aantal taken in y tijd uit te voeren. Het werk van machines, uitgevoerd door mensen, omdat de technologie nog ontbreekt of niet matuur genoeg is om de mens in de productieketen te vervangen door robots. Industrie 4.0 is perfect in een 'lights-out' fabriekshal waar geen menselijke handeling nodig is, maar niet wanneer er 'humans-in-the-loop' zijn.
Op de dag van vandaag kan niet alles geautomatiseerd worden, dus de menselijke handeling en expertise voor een bepaalde handeling blijft noodzakelijk in vele gevallen. De waarde en inbreng van de mens maximaal benutten, dat is de visie van Industrie 5.0.
Het nabootsen van menselijk intelligentie in software
is nog steeds de blijvende grote uitdaging van AI
Denk maar aan menselijke 'skills' die voor een machine heel moeilijk te reproduceren zijn (probleemoplossend denken, creativiteit om te komen tot een oplossing of het aanpassen van een proces, technische manipulaties). Een ander voorbeeld hiervan is artificiële intelligentie, de oplossing volgens velen voor alle problemen. De kloof naar AI die menselijke intelligentie nabootst of overstijgt, blijkt nog niet gedicht. Het nabootsen van menselijk intelligentie in software is nog steeds de blijvende grote uitdaging van AI. Zo zal het meta-leerniveau, wat leren hoe dingen te leren mogelijk maakt, een belangrijke rol spelen. Binnen de Industrie 5.0-context past het feit dat AI met zijn eigen beperkingen zal moeten kunnen omgaan. Ook zal in bepaalde toepassingen de noodzaak voor een menselijke handeling in het uitvoeren van een AI-beslissing blijven bestaan. Daarnaast kunnen sommige beslissingslussen te snel zijn voor het menselijke brein. Synergie tussen mens en machine komt opnieuw naar voren.
Optimaal afstemmen van de taken voor robot/machine en mens, op basis van hun sterktes en "zwaktes" is een eerste stap in de richting van I5.0. Al snel denkt men aan de samenwerking tussen mens en cobot, reeds ingeburgerd in enkele sectoren, maar Industrie 5.0 is dus meer en breder dan enkel dat. In de context van de cobots is het de visie van I5.0 om de robot de mens optimaal te laten ondersteunen in zijn taken en vice versa, waarbij de sterkte van robot en mens versterkend werken en optimaal benut worden. De robot staat dan in voor de saaie, repetitieve, gevaarlijke en zware (bv. qua fysieke inspanning) taken. De consistentie en kwaliteit die gehaald worden in puur geautomatiseerde productie, voor taken die 100% automatiseerbaar zijn, kunnen door een doorgedreven, geoptimaliseerde mens-machinesynergie nagestreefd worden voor taken waarbij menselijke interventie belangrijk en noodzakelijk is.
De mens in de lus als beslissingsnemer van geautomatiseerde beslissingsprocessen (bijvoorbeeld de keuze uit een, door een algoritme voorgestelde, set aan machine-instellingen), is zeer waardevol. Zowel voor de werknemer die waardering en erkenning van zijn expertise haalt uit zijn beslissingsrecht, als voor de automatische algoritmes, waarbij een finale inschatting uit de voorgestelde set aan mogelijkheden soms een niet zo evidente stap is.
Mens-machinesynergie in de productie stelt massaproductie in staat een menselijke touch aan de producten te geven
De opkomende nood aan massapersonalisatie kan mogelijk gemaakt worden door een Industrie 5.0-filosofie. Er zit een filosofie achter dat het een terugkeer is naar het gevoel van vroeger, waarbij je van een product het gevoel had dat er een menselijke touch aan is. Die nood aan een gepersonaliseerde touch leeft. Denk maar aan de populariteit van 'handmade' producten en bijhorende webshops. Mens-machinesynergie in de productie stelt massaproductie in staat een menselijke touch aan de producten te geven.
Naast bovenstaande redenen voor Industrie 5.0 stimuleert de mens-centrale visie de werknemers en creëert daarnaast een aangename werkplek.
Toepassingen vandaag
Industrie 5.0 mag dan een nieuw buzzword zijn, en de zogezegde opvolger van Industrie 4.0. Het principe en de visie is vandaag al aanwezig in verschillende sectoren en toepassingen. Vooral in toepassingen waar het klassiek automatiseren geen oplossing brengt en men zich realiseert dat de mens een belangrijke sleutelrol speelt, omwille van technische of economische redenen. Denk maar aan kwaliteitscontrole op parameters die niet onmiddellijk in objectieve metrics gevat kunnen worden en men steunt op een menselijke feeling. Andere voorbeelden zijn taken waar een bepaalde handeling technisch niet of met onvoldoende kwaliteit realiseerbaar is en de mens de throughput en kwaliteit verhoogt wanneer deze de handeling manueel uitvoert (aanbrengen van lijm vraagt een bepaalde feeling om kwalitatief te zijn in moeilijk te bereiken plaatsen of over grote afstanden, of het polieren van grote oppervlaktes. In dergelijke settings werd voor een Industrie 5.0-implementatie gekozen voor een verhoging van kwaliteit en throughput, een kortere leadtime bij kleine batches en het belangrijkste aspect: het inzetten van personeel op hun toegevoegde waarde.
Maatwerkbedrijven springen in de context van Industrie 5.0 uiteraard naar voren. De focus ligt er op menselijke handelingen, waar men robots uiteraard niet inzet om menselijke handelingen te automatiseren maar om de waaier van realiseerbare handelingen te vergroten.
Uitdaging op het vlak van sociale interactie
Industrie 5.0 breng sociale mens-machine-interactie met zich mee. Gezien het dagdagelijkse karakter van sociale interactie wordt de complexiteit van de uitdaging die ze biedt voor een robot dikwijls onderschat. De machine/robot/AI heeft nood aan het modelleren van sociale dynamiek en het leren van sociale en morele normen. Het opstellen van een robot-'theory of mind ' (hiermee doelt men op het vermogen om zichzelf, en anderen, een geestestoestand zoals overtuiging, emotie, verlangen ... toe te wijzen en het vermogen begrip op te brengen dat de eigen toestand en die van anderen kunnen verschillen) zal een grote uitdaging met zich meebrengen.
Daarnaast moet er rekening mee gehouden worden dat sociale contacten en relaties cultureel afhankelijk zijn en doorgaans langetermijnverbintenissen zijn met veel dynamiek.
Niet enkel de robot zal sociale interactie met de mens moeten aanleren of aangeleerd krijgen. De mens zal ook een sociale aanvaarding van de machine/robot/AI moeten ondergaan. Veel zal ingezet moeten worden op bewustmaking en onderwijzing van de nieuwste ontwikkelingen om dit te realiseren en het inzicht te creëren dat mens en machine complementair en synergetisch kunnen samenwerken. Arbeiders, en in een latere fase de bevolking, die gewoon waren om met 'statisch geprogrammeerde robots' te werken, zullen bijvoorbeeld moeten omgaan met cobots en machines die gestuurd worden door algoritmes en niet altijd schijnbaar logische dingen doen. Het ontwikkelen van robots/machines/algoritmes die in staat zijn om empathie te begrijpen en "beloftes" na te komen zal noodzakelijk zijn voor het opbouwen van een vertrouwensrelatie. Nieuwe methodes die menselijke verwachting modelleren, zullen moeten worden ontwikkeld. De robot zal een notie moeten hebben van de gevolgen van zijn eigen daden om optimaal in sociale interactie te kunnen gaan met de mens en Industrie 5.0 ten volle te realiseren.
