Zo test Verbruggen palletizers slimmer met AI

Voor veel machinebouwers is het een herkenbare uitdaging: pas tijdens de inbedrijfstelling wordt duidelijk of alle aannames uit het ontwerp ook in de praktijk standhouden. Dat kan leiden tot extra testwerk, langere doorlooptijden en hogere kosten. Voor dit artikel spraken we met Collin Koornstra, R&D Manager bij Verbruggen Palletizing Solutions. Samen met zijn team van elf collega’s is hij verantwoordelijk voor de ontwikkeling en doorontwikkeling van de palletizer-range. Binnen het PARADAIM-project onderzoekt Verbruggen hoe Artificial Intelligence (AI) kan bijdragen aan het virtueel testen van machines, zodat al vóór de fysieke bouw meer zekerheid ontstaat over prestaties, kwaliteit en doorlooptijd.

Van innovatiecluster naar PARADAIM

Verbruggen Palletizing Solutions ontwerpt, produceert en installeert palletiseermachines, end-of-line-oplossingen en wikkelaars voor onder meer de agro-, feed-, food- en non-foodsector. Wereldwijd worden de systemen door eigen monteurs en servicepartners geïnstalleerd en in bedrijf gesteld.

De kennismaking met Perron038 ontstond begin 2024 tijdens een bezoek vanuit het Innovatiecluster. Tijdens deze eerste ontmoeting maakten medewerkers van Verbruggen kennis met de visie, werkwijze en mogelijkheden van Perron038. Al snel werd duidelijk dat de ambities rondom innovatie, AI en samenwerking goed op elkaar aansloten.

Voor Verbruggen was deelname aan PARADAIM dan ook een logische volgende stap. Het project sluit aan bij de ambitie om AI niet als hype te benaderen, maar als technologie die helpt om kennis structureel vast te leggen en slimmer in te zetten. Binnen de organisatie zit veel expertise in de hoofden van ervaren medewerkers. Door deze kennis expliciet te maken en te vertalen naar digitale modellen wil Verbruggen een consistenter kwaliteitsniveau realiseren en minder afhankelijk worden van individuele ervaring of interpretatie.

Daarnaast biedt PARADAIM de mogelijkheid om samen met andere bedrijven en kennisinstellingen te leren. Door ervaringen uit te wisselen hoeven niet alle stappen – en bijbehorende valkuilen – zelfstandig te worden doorlopen, wat de ontwikkeling van AI-toepassingen versnelt.

Virtueel testen van palletizers met AI

De onderzoekscasus van Verbruggen binnen PARADAIM richt zich op het virtueel testen van palletizers. Hiervoor wordt een speciale testopstelling ontwikkeld waarin

verschillende producten, zoals kratten, dozen en zakken, met camera’s worden vastgelegd terwijl ze door een palletizer worden gestapeld.

Met deze beelddata wordt een AI-model getraind dat leert hoe verschillende producten zich gedragen tijdens het palletiseerproces. Dat is complex, omdat ieder product andere eigenschappen heeft. Vorm, verpakkingsmateriaal, gewicht, wrijving en stabiliteit beïnvloeden allemaal het uiteindelijke stapelgedrag.

Door deze variabelen digitaal vast te leggen ontstaat een model waarmee realistisch kan worden gesimuleerd hoe producten zich tijdens het stapelen gedragen. Hierdoor kunnen machines al vóór de fysieke bouw uitgebreid virtueel worden getest.

Volgens Verbruggen is het nadrukkelijk niet de bedoeling om fysieke Factory Acceptance Tests (FAT) volledig te vervangen. Het doel is juist om beter te bepalen welke onderdelen virtueel getest kunnen worden en welke fysieke validatie noodzakelijk blijft. De klant houdt hierin altijd de mogelijkheid om een eigen afweging te maken.

Van testen achteraf naar zekerheid vooraf

Met het onderzoek werkt Verbruggen toe naar een vorm van virtuele commissioning, waarbij machines digitaal worden voorbereid voordat ze fysiek worden gebouwd en getest.

Dat moet leiden tot gerichtere en efficiëntere FAT-tests, lagere testkosten, kortere doorlooptijden en een betere voorbereiding van operators en engineers. Tegelijkertijd draagt de aanpak bij aan een hogere en consistenter voorspelbare kwaliteit.

Het project vraagt bovendien om anders naar machineontwikkeling te kijken. Niet alleen het proces staat centraal, maar het gedrag van de complete machine. Dat vormt volgens Verbruggen een belangrijke stap richting de toekomst van palletiseren, waarin mixed palletizing – het combineren van verschillende producten op één pallet – steeds belangrijker wordt.

De data die nu wordt verzameld, gecombineerd met standaardisatie en koppelingen met IoT-projecten, vormt daarbij de basis voor toekomstige AI-toepassingen binnen de organisatie.

Samenwerking als versneller van innovatie

Verbruggen verwacht dat PARADAIM een belangrijke versneller wordt voor AI binnen de maakindustrie.

Door samen te werken met kennispartners zoals Windesheim en de Universiteit Twente krijgt het bedrijf toegang tot de nieuwste wetenschappelijke inzichten. Tegelijkertijd biedt het project de mogelijkheid om ervaringen uit te wisselen met industriële partners die zich eveneens bezighouden met AI-implementaties.

De gezamenlijke ambitie is om te komen tot betrouwbare digitale modellen van machines, kortere ontwikkel- en inbedrijfstellingstrajecten, lagere kosten en een hogere voorspelbaarheid van kwaliteit. Voor Verbruggen vormt PARADAIM bovendien de eerste stap naar een toekomst waarin ontwerp, simulatie en commissioning grotendeels digitaal worden voorbereid.

AI als integraal onderdeel van de organisatie

Volgens Verbruggen wordt AI nog vaak gezien als een buzzwoord, terwijl het vooral een strategisch hulpmiddel is dat op meerdere plekken binnen de organisatie waarde kan toevoegen.

Zo kan AI in het verkoop- en engineeringsproces helpen om klantvragen automatisch te vertalen naar interne overdrachtsdocumenten of zelfs naar configuraties van software en machine-instellingen. Binnen ontwerp en engineering maken steeds realistischere simulaties het mogelijk om aannames te vervangen door datagedreven inzichten. Ook in productie en service biedt AI kansen, bijvoorbeeld door machinegegevens slim te benutten voor prestatieverbetering en voorspellend onderhoud.

De toekomst van palletiseren vraagt om steeds meer flexibiliteit. Productvariaties nemen toe, volumes veranderen sneller en stapelpatronen worden complexer. Mixed palletizing is daar een duidelijk voorbeeld van. Volgens Verbruggen zal AI een belangrijke rol spelen om die complexiteit beheersbaar te maken.

Een vernieuwende aanpak voor de sector

Wat de aanpak van Verbruggen onderscheidt, is de directe koppeling tussen AI en het fysieke gedrag van producten tijdens het palletiseren. Waar veel AI-toepassingen zich richten op procesoptimalisatie of analyse achteraf, ligt de focus hier op het voorspellen van productgedrag nog vóórdat een machine wordt gebouwd.

Door nieuwe data te genereren met een speciaal ontwikkelde testopstelling en deze te combineren met virtuele commissioning, werkt Verbruggen aan een toekomst waarin machineontwikkeling steeds voorspelbaarder en datagedrevener wordt. Daarmee verschuift de validatie van testen achteraf naar zekerheid vooraf.

PARADAIM wordt medegefinancierd door de Europese Unie.