Hout voor hospitality (Circular Wood 4.0)

Hoe kan een slimme upcycle wood factory, waarin computational design en robotproductie samenkomen, zinvolle toepassingen uit resthout creëren voor de horeca? Die vraag staat centraal in Circular Wood 4.0. Hiermee wil de Digital Production Research Group (DPRG) van de HvA resthout een tweede leven geven. Nu wordt dit namelijk vaak verbrand of verwerkt tot spaanplaat, omdat het te arbeidsintensief is om grote hoeveelheden hout van verschillende grootte en soort te verwerken. Waardevol resthout wordt zo waardeloos afval, tegen de principes van de circulaire economie in. Maar door computational design en productie met robots wordt hergebruik wél een rendabele optie.

Voor Circular Wood 4.0 heeft DPRG bewust de samenwerking gezocht met de horecasector. ‘Omdat horecazaken relatief vaak hun interieur vervangen, valt er veel winst te behalen met het creëren van waardevolle toepassingen van resthout’, zegt HvA-projectleider Marta Malé-Alemany. ‘Bovendien is het een grote sector in de Metropoolregio Amsterdam, waardoor we veel impact kunnen maken met ons onderzoek en de circulaire economie vooruit kunnen helpen. Maar niet alleen de horeca-industrie profiteert van het onderzoek: we helpen ook de houtindustrie om afval te verminderen en Smart Industry om digitale technologieën toe te passen voor het upcyclen van materialen.’

Werkwijze

Het onderzoek bestaat uit vier onderdelen:

1. Computational design en robotproductie met resthout

In deze fase worden digitale ontwerptools verfijnd. Zij moeten niet alleen gegevens kunnen invoeren van grote hoeveelheden ongelijke stukken hout, maar ook slimme algoritmen bevatten om de stukken hout te selecteren volgens verschillende ontwerpcriteria. Daarnaast worden werkstations voor robotproductie ontworpen die de ontwerpgegevens kunnen verwerken en die verschillende productiestappen kunnen uitvoeren, zoals het scannen of op maat zagen van het hout.

2. Digital twin – ontwerp, bouw en validatie

In deze fase staat de ontwikkeling van een digital twin van de fysieke robotfabriek centraal. Een digital twin is een digitale kopie van een object of proces, die het mogelijk maakt om de potentie ervan te onderzoeken door simulatie en tests. In dit onderzoek wordt de digital twin gebruikt om de prestaties van de fysieke robotfabriek te evalueren en om simulaties van productieprocessen uit te voeren.

3. Horecatoepassingen uit resthout

In deze fase worden ontwerpen en prototypes gemaakt van resthout, bedoeld voor de horecasector. Dit gebeurt in verschillende cases, voor de deelnemende horeca partners (met name hotels).

4. Impact en businesscase

Deze fase meet de impact en businesscase van zowel de prototypes als de digitaal geproduceerde productvariaties in de digital twin. DPRG ontwikkelde hiervoor in een eerder project rond circulair hout een KPI-model. Op basis van de impact en de businesscase voor elk ontwerp wordt de algemene levensvatbaarheid van de upcycle wood factory geëvalueerd.

Resultaten

Om kennis met alle partners te delen worden er tijdens het project twee workshops gegeven in het Robot Lab. De eerste workshop gaat over digitaal ontwerpen met resthout, de tweede workshop draait om robotproductie met resthout. Daarnaast worden er twee seminars voor de Smart Industry over het onderzoek georganiseerd. Ook worden partijen die zich bezighouden met het upcyclen van hout uitgenodigd in het Robot Lab om de vorderingen rond het onderzoek te bekijken. Tot slot is er een eindevenement voor de horecasector waar de resultaten van het project worden gedeeld.

Onderwijs

DPRG zet zich in om onderzoek en onderwijs zoveel mogelijk te integreren. In het Robot Lab worden studenten van uiteenlopende opleidingen voor onder meer keuzevakken, minoren en afstudeerstages betrokken bij projectactiviteiten. Daarnaast worden de projectresultaten als volgt verwerkt in het onderwijs:

• De ontwerpinstrumenten worden verwerkt in het keuzevak Computational Design.
• De digital twin wordt gebruikt in de minor Robotic Production and Circular Materials voor de gesimuleerde productie van ontwerpen, en in de Data Science minor.
• Het KPI-model, de businesscase en levensvatbaarheid van de fabriek worden gebruikt voor de keuzevakken Sustainable Business en Factory of the Future.

Partners en financiering

Het project Circular Wood 4.0 wordt medegefinancierd door Regieorgaan SIA. In het project werkt de HvA samen met partners uit verschillende industrieën:

• Partners uit de houtindustrie: Amsterdamse Fijnhout, Fiction Factory, Helwig, Timmerfabriek Visser, CBM, Nijboer
• Partners uit Smart Industry: ABB, Rolan Robotics, SICK, Siemens, SMC
• Partners uit de hospitality-sector: Gemeente Amsterdam (Koplopergroep Circulaire Hotels), Heineken, Stayokay, Table-Sage
• Kennispartners: TNO, HMC en Bouwlab R&Do