Robotisering & digitalisering

De ontwikkelingen in digitalisering en robotisering hebben grote impact op de procesindustrie en de laboratoria en zorgen voor de nodige veranderingen in werkzaamheden. Het accent van werk komt nog meer te liggen op het uitlezen van data, het bewaken van processen en het verrichten van de juiste handelingen om automatische processen goed te laten verlopen. Er komt steeds meer data beschikbaar, die via controle-panels of dashboards gevolgd kan worden en op basis waarvan diverse acties ondernomen kunnen worden. Deze acties gaan over vervolghandelingen, bijsturing of noodzakelijk onderhoud. Verschillende systemen zijn aan elkaar gekoppeld waardoor processen digitaal, zelfsturend en automatisch kunnen verlopen. De groei in de laboratoria zit in robotstraten en bij de procesindustrie in onbemande installaties. Beide ontwikkelingen zorgen voor meer besturing op afstand.

Het werk van de laborant/analist en de procesmedewerker gaat steeds meer lijken op een operator rol. Dat vraagt om flexibiliteit in de opleidingen, vanwege de omschakeling naar ander soort werk. Daarnaast is actuele kennis van de praktijk gewenst om zo al in een vroeg stadium in aanraking te komen met de nieuwste ontwikkelingen en technieken. Laat studenten kennis maken met robotstraten, leren hoe ze werken, welke ict-technieken er gebruikt worden en hoe dat de werkzaamheden verandert.

Verduurzaming

De focus op verduurzaming wordt voor de laboratoria en de procesindustrie steeds belangrijker. Beide sectoren staan voor grote uitdagingen om hun processen duurzamer te maken. De procesindustrie is een grootverbruiker van gas, water, stoom en elektriciteit. Er is veel aandacht besteed aan het terugbrengen van het verbruik. Bij laboratoria is het energieverbruik traditioneel hoog door de apparatuur waarmee gewerkt wordt. Ook produceren laboratoria nog steeds veel afval. Een toenemend aantal laboratoria wil bewuster omgaan met de afvalproductie en het water- en energieverbruik. Dit idee vindt steeds meer navolging onder onderzoekers die streven naar manieren om hun ecologische voetafdruk te verkleinen. Beide sectoren proberen circulair werken te realiseren. Daarbij is het samenwerken in de keten noodzakelijk omdat geen enkele partij het alleen kan.

Voor studenten die in laboratoria willen gaan werken, wordt het belangrijker om te weten hoe de kringlopen werken. Zich daarin in te leven. Bijvoorbeeld de werking van de stikstofkringloop, waterkringloop, pfaskringloop en de menselijke kringloop. Bij zowel de laboratoria als de procesindustrie is het voor studenten belangrijk om verduurzamingsprojecten te kunnen uitvoeren op basis van echte vraagstukken uit het bedrijfsleven. Studenten ontdekken dan al vroeg dat dit onderwerp om samenwerking vraagt en om anders durven denken en doen. 

Complexiteit & veiligheid

Door de toename van digitalisering en robotisering neemt de complexiteit van het werk in de laboratoria en de procesindustrie toe. Het belang van denkwerk wordt groter door het werken met volautomatische processen. De eisen aan planning, verantwoordelijkheid en veiligheid nemen toe. Doordat meer processen volautomatisch verlopen is goede proceskennis nodig. Niet alleen weten hoe het proces verloopt maar ook waarom en wanneer ingrijpen in het proces wenselijk is. Om de robotstraten en intelligente machines draaiende te houden, zijn meer technische kennis en vaardigheden nodig van de analisten en procesoperators. Analytisch vermogen, gedegen achtergrondkennis en kunnen denken vanuit processen zijn belangrijke eigenschappen voor analisten en laboranten. In de procesindustrie nemen de eisen aan veilig en gezond werken toe. Met hulp van onder meer sensortechniek kan het werk veiliger en gezonder uitgevoerd worden.

Het complexer worden van het werk en de werkomgeving in de laboratoria en de procesindustrie vraagt veel van studenten. Leren samenwerken is een voorwaarde om in een complexe context overeind te blijven. Leer studenten vroeg co-creëren, de wereld wordt zo complex, is het al, dat niemand alles weet en je dus moet leren samenwerken om verder te komen. Door de snelle ontwikkelingen in installaties en systemen, is het moeilijk om bij te blijven. Je bent nooit (meer) klaar met je opleiding. Je leert een vak maar de inhoud verandert steeds sneller, daardoor wordt een Leven Lang Ontwikkelen steeds belangrijker.

Demografische ontwikkelingen

In het schooljaar 2019/20 zijn er ruim 10.000 mbo-studenten in de procesindustrie en laboratoria. Dit is een daling ten opzichte van het voorgaande schooljaar van vijf procent. Het aantal 55-plussers is toegenomen en er is weinig aanwas van jongeren geweest. De vergrijzing gaat de komende jaren voor uitstroom zorgen. In de industrie zijn naar verhouding weinig vrouwen werkzaam (22 procent). Er wordt daarom meer aandacht besteed aan het interesseren van jongeren voor een technische studie. Ook zorgt het tekort aan personeel voor aantrekken van personeel uit buitenland.

Economische ontwikkelingen

De industrie is een grote sector in Nederland. In 2018 omvat de sector ongeveer 64.000 bedrijven en ongeveer 750.000 werknemers. 2018 was een goed jaar voor de industrie: omzetten groeiden, afzetprijzen stegen en investeringen lagen op een ongekend hoog niveau.

In de levensmiddelenindustrie is het aantal banen licht gegroeid in 2019 ten opzichte van 2018. Het aantal werknemersbanen in de chemische industrie groeide tien kwartalen op rij, maar deze groei is inmiddels gestagneerd. Afgestudeerden hebben een grote kans om in de eigen of verwante vakrichting op het eigen niveau werk te vinden. In de sector blijft het moeilijk om personeel te vinden.

Duidelijke cijfers van de impact van de coronacrisis op deze industrie zijn nog niet voorhanden ten tijde dat dit rapport geschreven werd. Over het gehele jaar is de verwachting in het basisscenario dat de chemische sector het hardst geraakt wordt en het moet doen met een krimp van zo’n tien procent. Voor een specifieke groep laboratoria (de biologisch-medische bedrijven) is er juist extra werk door het produceren van de corona-testen en de zoektocht naar een corona-vaccin.

Sociaal-culturele ontwikkelingen

De werkomgeving van operators is aan het veranderen. De omgeving wordt technischer, de machines worden complexer en er is meer afstandwerk mogelijk. Hierdoor verandert ook het operatorschap. Er zijn technische deskundigen nodig die meekijken met de productie en kunnen ingrijpen als het misgaat.

Centraal staat momenteel het zo goedkoop mogelijk produceren van testen door meer efficiency, automatisering en digitalisering. Met name in de klinisch-chemische laboratoria speelt schaalvergroting een rol. Bepaald laboratoriumwerk wordt ook wel eens uitbesteed aan een extern gespecialiseerd laboratorium, omdat het goedkoper is om deze werkzaamheden door een gespecialiseerd laboratorium te laten doen. Ook verdwijnen de schotten tussen afdelingen. De verschillende afdelingen gebruiken elkaars analyzers om de efficiency te verhogen.

Technologische ontwikkelingen

De verwachting is dat de invloed van technologie in de toekomst alleen maar verder zal toenemen. Uit enkele rapporten blijkt echter dat de Nederlandse bedrijven nog terughoudend zijn bij het investeren in deze technologieën. Vaak gaat de invoering van nieuwe technologie dus geleidelijk, zeker bij bestaande productielocaties. Het lijkt er nog niet op dat in de komende tien jaar een groot aantal arbeidsplaatsen komt te vervallen door de inzet van robots. Bij nieuwe productielocaties kan het wel snel gaan.

Met name in de (grote) klinisch-chemische laboratoria is een hoge mate van automatisering en robotisering te zien. Routine analyses worden veelal uitgevoerd via een robotstraat. In andere typen laboratoria is de mate van robotisering minder. Redenen hiervoor zijn onder andere dat het volume van de analyses te beperkt is en de variatie in analyses en monsters te groot. Wel worden ook daar steeds meer stappen in het analyseproces geautomatiseerd en zijn er minder handmatige bewerkingen nodig. In de procesindustrie wordt geëxperimenteerd met onbemande systemen en biedt robotisering veel kansen op het gebied van onderhoud. Met predictive maintenance wordt preventief onderhoud uitgevoerd op het moment dat het écht nodig is. Op basis van data die geleverd wordt door sensoren gekoppeld aan de machines.

Een lab-on-a-chip (Laboratorium-op-een-chip, LOC) is een apparaat dat verschillende laboratoriumfuncties op een enkele chip integreert. Een lab-on-a-chip lijkt een beetje op een computerchip. Maar in plaats van elektrische stroompjes stromen er vloeistoffen doorheen. Deze uitvinding kan de hele gezondheidszorg veranderen. Een lab-on-a-chip is gemakkelijk mee te nemen en geeft snel resultaten. Dat betekent minder werkdruk voor ziekenhuislaboratoria en een snellere diagnose. In de digitalisering van productieprocessen is een belangrijke rol weggelegd voor de digital twin. Een Digital Twin komt neer op een virtuele versie van een product, die kan een nuttige rol spelen bij onderhoud van apparatuur of machines, bijvoorbeeld doordat technici een voorgestelde oplossing kunnen proberen op de virtuele versie voor het wordt uitgerold op de fysieke tweelingbroer.

Ecologische ontwikkelingen

Nederland consumeerde in 2018 ruim 20 procent minder materialen dan in 2000. Het gaat dan zowel om grondstoffen als materialen die verwerkt zijn in producten. Veel industriële processen zijn inefficiënt met het gebruik van energie en grondstoffen. Er vinden reacties plaats waarin vaak slechts een deel van de grondstof scheikundig is omgezet en het gros ongebruikt blijft. TNO werkt daarom aan scheidings- en conversietechnologieën om reststoffen terug te winnen en te hergebruiken in het proces. Dat draagt bij aan een circulaire economie, bespaart veel energie en vermindert de CO₂-uitstoot.

In Nederland is alles erop gericht al in 2020 een energiebesparing te halen van 20 procent. Energie-efficiënte innovaties in de procesindustrie dragen daar in belangrijke mate aan bij. De procesindustrie is een grootverbruiker van gas, water, stoom en elektriciteit. Er wordt binnen de bedrijven veel aandacht besteed aan het terugbrengen van het verbruik. Ook de laboratoria hebben hoge energierekeningen en produceren grote hoeveelheden afval. Wetenschappelijke laboratoria produceren veel afval. Maar er wordt hard gezocht naar milieuvriendelijkere manieren van werken. Een toenemend aantal laboratoria wil bewuster omgaan met de afvalproductie en het water- en energieverbruik.

Politiek-juridische ontwikkelingen

Veiligheid binnen de technische beroepen is inmiddels in tal van wetten en procedures verankerd. Veiligheid is altijd al een belangrijk aandachtspunt in de procesindustrie en in de energiecentrales. Ook procesveiligheid is een heel belangrijk thema. Automatisering is nodig om te voldoen aan de behoefte aan een hogere mate van alertheid. Men moet namelijk continu alert zijn op afwijkingen.