TNO Industry schetst circulaire industrie in 2050 en wat nú moet gebeuren om daar te komen

0

Dat we op weg zijn naar een circulaire economie lijdt volgens TNO Industry geen twijfel. Om mee te groeien naar een toekomst waarin materialen oneindig hergebruikt worden, moet het industriële mkb nú de eerste stap zetten: digitaliseren. In de whitepaper ‘Digitalisering cruciaal voor circulaire industrie – terugkijkend vanuit 2050’ zet het onderzoeksinstituut tot in detail uiteen waarom.

  • ‘Circulair worden kan niet zonder digitalisering van processen en producten.’
  • ‘Eenmalig gebruik van grondstoffen komt steeds meer onder druk.’
  • ‘Een gedegen digitalisering van de processen, van inkoop, verkoop, engineering en productie is onmisbaar.’
  • ‘In een circulaire wereld wordt de informatiestroom omvangrijk en digitaal.’
  • ‘Voordat je in digitalisering investeert, is het goed met elkaar af te stemmen wat de gemeenschappelijk taal is.’

‘Nu is ‘vies’ nog goedkoop, maar dat blijft niet zo’

‘Voorspellen is moeilijk, vooral waar het de toekomst betreft.’ Aldus een befaamde uitspraak van natuurkundige Niels Bohr. Ondanks die waarschuwing van een van de grondleggers van de kwantummechanica, heeft TNO Industrie zich er toch aan gewaagd. ‘We hebben ook een recht-toe-recht-aan chronologische, klassieke variant van de whitepaper gemaakt’, verklaart Christa Hooijer, die als director of science bij TNO Industry leiding heeft gegeven aan het team dat de werkstukken geschreven heeft. ‘Maar we wilden er vooral ook een toegankelijk stuk van maken voor de belangrijkste doelgroep, het industriële mkb. Een verslag van een reis door de tijd is leuker om te lezen.’

Automotive als voorbeeld
Centraal in de retrospectie staat de automotive. In 2050 blijkt die sector erin geslaagd een duurzame, volledige circulaire auto te ontwikkelen, te produceren en te vermarkten. ‘Vervolgens gaan we in op de vraag wat die sector vanaf 2021 heeft gedaan om zover te komen. Om als waardeketen te komen tot auto’s waarvan alle onderdelen goed uitneembaar en reparabel zijn en – ook helemaal aan het eind van hun levensduur – weer omgezet kunnen worden in onderdelen of grondstoffen die opnieuw, op hetzelfde hoogwaardige niveau, kunnen worden ingezet.’

Geen twijfel
Om in 2050 volledig circulair te zijn is de sector in 2021 gestart met digitaliseren, zo blijkt uit het verhaal. ‘Want circulair worden kan niet zonder digitalisering van processen en producten. En dat we die circulaire kant opgaan, daar twijfelen wij niet aan’, aldus de TNO-directeur. ‘We leven op een aardbol met eindige reserves. Grondstoffen, allereerst de schaarse aardmetalen, raken op en worden duurder. Tegelijk, om de klimaatverandering te temperen, wordt het uitstoten van CO2 steeds zwaarder belast. Nu is ‘vies’ nog goedkoop, maar dat blijft echt niet zo. Op termijn, binnen vijf tot tien jaar, wordt de industrie gedwongen de stap naar circulair te maken.’

Hoe zorgen we dat fabrieken komende jaren compleet circulair worden?

Nieuw ontwerpkennis
Die stap zetten vergt kennis. Bedrijven moeten zich onder meer nieuwe ontwerpkennis eigen maken. ‘Producten moeten zo worden ontworpen dat ze na gebruik weer helemaal uiteen kunnen, zodat het makkelijk is uitsluitend de afzonderlijke onderdeeltjes te vervangen: design for disassembly. Maar daarin kunnen dan alsnog zaken zitten die gecoat zijn met een laag die niet meer te verwijderen is. Of onderdelen die echt helemaal wegslijten. De daaropvolgende stap – design for circularity – is zo ontwerpen dat ook werkelijk elk onderdeel, elke gram materiaal opnieuw, hergebruikt kan worden.’

Materiaalkennis
Producerende bedrijven die niet zelf ontwerpen, maar build to print leveren of hooguit de maakbaarheid van een product verbeteren, kunnen niet met de armen over elkaar wachten tot de klant hen voorziet van een circulair ontwerp, weet Hooijer. ‘Ook de mkb’er die ‘vanaf een papiertje’ bijvoorbeeld kunststof onderdelen spuitgiet, moet aan de slag om mee te kunnen naar die compleet circulaire automotive in 2050. Grondstoffen die hij nu nog gebruikt worden – hoe dan ook – veel duurder. Eenmalig gebruik ervan komt steeds meer onder druk. Dus moet hij op zoek naar duurzame alternatieven en de precieze eigenschappen daarvan leren kennen, zodat hij goed weet wat hij zijn klanten aanbiedt en hoe hij ermee om moet gaan.’

Digitalisering
Cruciaal onderdeel van de kennis van circulair ontwerpen en produceren is dus, aldus Hooijer, kennis van digitalisering voor het creëren van een ‘manufacturing data space’. Want in die circulaire toekomst blijf je alleen in business als je precies weet wat je doet en elke stap kunt documenteren en actueel online kunt tonen aan je klant. ‘Die producent van kunststof onderdelen moet voor elk van zijn producten actuele online data, opgenomen in een digitaal paspoort, meeleveren waarin nauwgezet staat waaruit dat onderdeel bestaat en hoe en wanneer het is geproduceerd. Zodat het, ingebouwd in een complete auto, of in wat voor een eindproduct dan ook, later bij servicebeurten opnieuw kan worden geïdentificeerd. Zodat vervolgens volautomatisch, met gebruik van AI (artificiële intelligentie, red.), duidelijk is hoe een onderdeel of materiaal opnieuw te gebruiken, tegen gegarandeerde kwaliteit.’

Flexibeler
Die digitalisering heeft verder als voordeel dat het bedrijven flexibeler maak en in staat stelt sneller in te spelen op veranderingen in vraag of aanbod. ‘De coronacrisis en de daarmee gepaard gaande leveringsproblemen hebben duidelijk gemaakt hoe belangrijk het is snel te kunnen omschakelen. Om, als het ene component of materiaal niet voorhanden is, snel te kunnen switchen naar iets dat wel leverbaar en evengoed bruikbaar is.’ Maar die switches kunnen niet zonder gedetailleerd, digitaal model based design. Ze kunnen niet zonder data over logistieke stromen en over de eigenschappen van alternatieve componenten en materialen, en hoe die zich verhouden tot de rest van de configuratie. ‘Een gedegen digitalisering van de processen, van inkoop, verkoop, engineering en productie is onmisbaar.’

Hoe zorgen we dat fabrieken komende jaren compleet circulair worden?

Samenwerken
Industriële bedrijven moeten zich de komende jaren dus veel nieuwe kennis eigen maken, van nieuwe ontwerpvormen, nieuwe productieprocessen en dito materialen, met kennis van digitalisering als enabler. Nu is die kennisvergaring voor grote bedrijven gemakkelijker, weet Hooijer. ‘Zij kunnen eenvoudiger een paar specialisten vrijmaken dan een kleiner mkb-bedrijf. Toch kunnen ook de grote bedrijven niet blijven afwachten en niet gewoon blijven leveren wat de klant vraagt. Blijken regelgeving en marktvraag ineens veranderd, dan ben je te laat. Al die kennis zelf vergaren lukt niet, dus moet je samenwerken. Met je ketenpartners, maar ook met je directe concurrenten.’

Schaalvergroting
Hooijer erkent: samenwerken met een concurrent om bijvoorbeeld diverse recyclaten goed te doorgronden kan zomaar eindigen in een overname. ‘Het kan heel goed zijn dat circulariteit schaalvergroting vergt. Maar als je als ondernemer kunt kiezen tussen failliet gaan en overgenomen worden is die keuze toch niet zo moeilijk.’ Ook waar het de noodzakelijke digitalisering betreft is intensieve samenwerking in het eigen ecosysteem voor mkb-bedrijven onontkoombaar, concludeert de TNO-directeur. ‘In een circulaire wereld wordt de informatiestroom omvangrijk en digitaal. Om elkaar in de keten te kunnen verstaan is het dan wel zo handig, voordat je in digitalisering investeert, goed met elkaar af te stemmen wat de gemeenschappelijke taal is.’

Fieldlabs
Het brengt het gesprek op hoe die samenwerking binnen en tussen ecosystemen en waardeketens vorm moet krijgen. En daar heeft TNO een complete set-up voor klaarliggen, met Smart Industry-programma’s en vele fieldlabs. Hooijer: ‘Die bieden de geschikte context om met concullega’s, leveranciers en klanten samen aan bepaalde, concrete digitaliseringsvraagstukken te werken. Zoals het fieldlab Flexible Manufacturing, dat ondernemers de ruimte biedt om samen met machinebouwers productiemachines nog flexibeler te maken. Of zoals het fieldlab Smart Connected Supplier Network, dat heeft gezorgd voor een communicatiestandaard die het mogelijk maakt dat ERP-systemen van verschillende merken veilig, zonder overtypewerk, met elkaar kunnen communiceren.’ Waarbij ze refereert aan bijvoorbeeld Gatewise van ECI Solutions dat, gebruikmakend van dat SCSN-format, inmiddels 4000 bedrijven digitaal met elkaar verbindt.

Accent op dienstverlening
Als mkb overleven, op de lange weg van de goeddeels lineaire economie van 2021 naar de circulaire van 2050, vergt dus in de eerste plaats digitalisering en samenwerking in de ecosystemen. Alleen dan zijn deze ondernemingen in staat het ‘Equipment Solution Service Provider’-businessmodel te ontwikkelen dat – net als de producten die ze produceren – duurzaam is, aldus de TNO-paper. Een model dat past in die circulaire economie waarin producten niet in bezit zijn van een individu, maar geleased worden en gedeeld met anderen.
Waarin er daardoor veel minder geproduceerd gaat worden en het accent meer op de omliggende dienstverlening ligt. Met alle impact van dien op de huidige businessmodellen. De negatieve consequenties van het daaraan vasthouden hebben Christa Hooijer en consorten bewust niet in een doemscenario uitgewerkt. ‘We hebben gekozen voor een scenario naar een circulaire toekomst dat die mkb-ondernemer duidelijk maakt wat de duurzame resultaten zijn als hij nú begint met digitaliseren.’

Uit: ‘Digitalisering cruciaal voor circulaire industrie, terugkijkend vanuit 2050’

Link magazine editie oktober/november thema 2021: Data is key hoe kan het mkb daar winst mee maken? Lees Link digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl’

‘Nederland, 2050 – De transitie naar een duurzame samenleving en een circulaire, CO2-neutrale economie is goed op dreef. Het verkeer over de weg demonstreert dat al aardig: onze auto’s zijn uitsluitend elektrisch. Wagenbezit bestaat niet meer. Ook de klassieke autodealers en -garages zijn verdwenen. Er is namelijk een nieuwe keten van productie en gebruik ontstaan. De fabrikant bouwt auto’s op een duurzame manier. En als autorijder sluit je een gebruikscontract met de producent. De auto zit vol sensoren die de fabrikant in real-time data sturen over de status van elk onderdeel en over het gebruik. Op basis van die informatie komt er zo nu en dan een regionale vestiging van de autoproducent bij je thuis voor het vervangen van kleine onderdelen die minder goed functioneren. Deze worden on demand gemaakt door een gespecialiseerde 3D-printshop. Voor het vervangen of aanpassen van grotere onderdelen krijg je een oproep van een refurbishment-vestiging in je regio. Als te veel onderdelen van je auto het eind van hun levensduur hebben bereikt levert de fabrikant een nieuwe bij je af. Je oude wagen wordt daarna volledig gerecycled in de fabriek.’

‘Deze werkwijze heeft haar oorsprong in de vroege jaren twintig van onze eeuw. De destijds verwachte schaarste aan materialen en de onafwendbare klimaatverandering dwongen tot actie. Men kon niet anders dan werken aan het maximaal hergebruik van materialen, volledig terugdringen van verspilling, CO2-neutraal produceren en het duurzaam opwekken van energie. De coronacrisis van 2020-2021 maakte plots duidelijk hoe belangrijk grondstoffen en productieketens eigenlijk zijn. Ook bleek dat de Verenigde Staten en China oppermachtig waren geworden op het gebied van dienstenplatforms en sociale media. Europa bezat dan wel een sterke industrie; onderling waren de landen te weinig verbonden om écht tegenwicht te bieden. Een gezamenlijk gedeelde, op Europese waarden gestoelde digitale platform-industrie was absoluut noodzakelijk. Europa stond dus voor een grote digitaliseringsuitdaging. Hergebruik van materialen, zo realiseerde men zich toentertijd, is eigenlijk een digitaliseringsuitdaging.’

Share.

Reageer

CAPTCHA Image

Reload Image

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.