Według raportu opublikowanego przez Boston Consulting Group (BCG), aż 79 proc. firm na całym świecie uważa innowacje za jeden z trzech najważniejszych priorytetów na ten rok, a 66 proc. planuje zwiększyć wydatki na ten cel – 42 proc. z tych ostatnich chce wydawać nawet o 10 proc. więcej niż do tej pory.
Na liście 50 najbardziej innowacyjnych firm wciąż królują te technologiczne, okupując też 5 pierwszych miejsc. Ale już na szóstym miejscu mamy farmaceutyczną, w drugiej dziesiątce pojawia się znana marka produkująca odzież i buty sportowe. Ich fabryki to istne laboratoria technologiczne, kojarzące się raczej z podbojem kosmosu niż produkowaniem tabletek albo butów.
Bo Przemysł 4.0 to nie tylko technologia. To również zmiana mentalności, która stawia na pierwszym miejscu innowacyjność i ciągłe doskonalenie. Firmy, które chcą przetrwać i odnieść sukces w nowym świecie, muszą być gotowe na ciągłe zmiany, eksperymenty i adaptację do zmieniających się warunków. Muszą również zrozumieć, że technologia jest narzędziem, które pomaga osiągnąć cele, a nie jest celem samym w sobie.
Automatyzacja na krawędzi
Rok 2018. Tesla stoi na skraju bankructwa. Przedsprzedaż modelu 3 okazała się sukcesem, który niemal przerósł firmę. Złożono ponad 300 tys. zamówień wartych ponad 11 mld dolarów. To oznaczało, że firma powinna produkować 5 tys. aut tygodniowo, czyli 1 samochód co dwie minuty. W taki sposób mogą działać tylko nowoczesne, w pełni zautomatyzowane fabryki, a Tesla do tej pory produkowała auta ze stosunkowo dużym wykorzystaniem pracy rąk ludzkich.
Elon Musk zdawał sobie oczywiście z tego sprawę, zakupiono więc ponad tysiąc robotów i zautomatyzowanych narzędzi, które – zainstalowane w nowozaprojektowanych fabrykach – miały pomóc sprostać temu wyzwaniu. Niestety – w dwa lata po prezentacji modelu 3 Tesla była znacząco w tyle za harmonogramem, produkując zaledwie 2 tys. aut i wydając jednocześnie aż 100 mln dolarów tygodniowo! Nastąpiły masowe rezygnacje z rezerwacji, pojawiały się coraz to nowe doniesienia o złej jakości produktów. Musk musiał zatrudnić setki pracowników tymczasowych, by nadrabiać zaległości, a finanse kurczyły się w zastraszającym tempie.
Błędy, jakie wytykano firmie, to postawienie wszystkiego na jedną szalę – jednoczesna budowa w pełni automatycznych linii produkcyjnych i projektowanie nowoczesnego (również niemal zupełnie "automatycznego") samochodu niemal "w locie", czego nie da się "zgrać" bez zgrzytów. Jednak Musk zaskoczył świat po raz kolejny, w ciągu kilkunastu miesięcy postawił w końcu produkcję modelu 3 na nogi, zarówno pod względem wydajności ilościowej, jak i jakości produktu. Dzisiaj Tesla planuje m.in. budowę fabryki w Meksyku i rozbudowę niemieckiej lokalizacji (uznanej za jedną z najnowocześniejszych na świecie) w celu zwiększenia jej produkcji pięciokrotnie, do 1 mln pojazdów rocznie. Robotyzacja i automatyzacja stały się bronią firmy – tą samą, która niemal przyszpiliła ją do ściany 5 lat temu.
Nie tylko roboty
Nie każdy ma jednak taki produkt jak pożądany przez miliony samochód i nie każdy ma taką moc medialną jak Elon Musk. Jak pokazuje przykład Tesli (i popełniane przez nią błędy), fabryki przyszłości to przede wszystkim robotyzacja i automatyzacja, ale też analityka i wykorzystanie nowoczesnych technologii do planowania i zwiększania efektywności produkcji.
Przemysł 4.0 oznacza zakłady, w których komputery i automatyzacja są skonfigurowane w zupełnie nowy sposób, z robotami połączonymi bezpośrednio z systemami cyber-fizycznymi, które są w stanie kontrolować procesy produkcyjne.
Główne trendy w rozwoju nowoczesnych fabryk to zwiększona automatyzacja, wykorzystanie sztucznej inteligencji do optymalizacji procesów, wykorzystanie IoT do monitorowania i kontroli produkcji, a także wykorzystanie sieci kampusowych do szybkiego i niezawodnego przesyłania danych.
AI może być używana choćby do monitorowania jakości produktów na linii produkcyjnej, identyfikowania błędów i sugerowania poprawek. W przyszłości sztuczna inteligencja będzie wykorzystana do przewidywania problemów z produkcją – ale jeszcze zanim się pojawią, co pozwoli na ich szybkie rozwiązanie i uniknięcie przestojów.
Sensory IoT z kolei mogą np. monitorować różne aspekty procesu produkcyjnego, takie jak temperatura, wilgotność, ciśnienie i przesyłać te dane do systemu zarządzania, który może je analizować i podejmować na ich podstawie decyzje (np. przez AI). W przyszłości IoT może być wykorzystane do tworzenia bardziej złożonych systemów monitorowania i kontroli, które mogą automatycznie dostosowywać procesy produkcyjne na podstawie danych z sensorów.
Robotyka i automatyzacja są już dawno kluczowymi elementami nowoczesnych fabryk. Roboty są wykorzystywane do wykonywania różnych zadań, od prostych, montażowych po bardziej złożone, takie jak precyzyjne spawanie. Automatyzacja pozwala na zwiększenie efektywności i redukcję błędów. Możemy oczekiwać, że w przyszłości roboty będą jeszcze bardziej zaawansowane i będą mogły wykonywać jeszcze więcej zadań, a także że będą mogły lepiej współpracować z ludźmi, co dziś jest jeszcze dużym wyzwaniem zarówno dla producentów sprzętu, jak i pracowników, którzy mają go wykorzystywać.
Wszystko połączone
Aplikacje, systemy, roboty, czujniki – każdy z nich do pracy wymaga połączenia z siecią. Dlaczego kluczowe w kontekście nowoczesnych fabryk już dziś, ale także w przyszłości, są rozwiązania pozwalające na efektywną budowę architektury sieciowej, oferującą zarówno odpowiednią przepustowość i elastyczność, jak i bezpieczeństwo i stabilność. Te wymagania spełniają tzw. sieci kampusowe. Pozwalają one na szybkie i niezawodne przesyłanie danych w czasie rzeczywistym między różnymi częściami fabryki, urządzeniami, modułami i innymi elementami zastosowanych rozwiązań sieci campusowej w obrębie jednej fabryki, przedsiębiorstwa.
Dzięki wysokowydajnej sieci kampusowej, działającej w oparciu o technologię komórkową, zbędna staje się łączność Wi-Fi, która co do zasady nie powinna być wykorzystywana w rozwiązaniach krytycznych, ze względu na brak gwarancji niezawodności. Dla użytkowników korzystających z internetu bezprzewodowego do potrzeb domowych lub nawet biurowych chwilowa utrata sygnału Wi-Fi nie stanowi problemu. W rozwiązaniach przemysłowych takie zdarzenie może już generować poważne problemy. W przypadku 4G i 5G Quality of Service wpisane jest w DNA tych technologii. Technologia 5G, z jej niskim opóźnieniem i wysoką przepustowością, ma potencjał do znacznej poprawy tych sieci. W przyszłości sieci kampusowe oparte na technologii 5G (lub kolejnych generacji) umożliwią jeszcze szybszą i bardziej niezawodną komunikację, co jest kluczowe dla efektywnego funkcjonowania "inteligentnych fabryk". Za sprawą np. technologii rozszerzonej rzeczywistości (AR) pracownicy będą mogli wykonywać przeglądy urządzeń na hali, korzystając z pomocy zdalnego eksperta, dla którego będą "zdalnymi oczami i rękoma". Informacje o procesach i urządzeniach agregowane są w jednym miejscu – OT Management Center pozwalającym na zarządzanie z jednego miejsca całością produkcji.
Mobilna sieć kampusowa to również niskie opóźnienia, stabilność, możliwość zapewnienia najwyższych wskaźników QoS (Quality of Service), a także pełna kontrola nad tym, kto jest podłączony do sieci. Odbiorca dysponuje na wyłączność zasobami swojej sieci mobilnej, dzięki czemu nikt niepowołany nie może do niej dołączyć z zewnątrz. Jedną z największych zalet nowoczesnej sieci kampusowej jest bezpieczeństwo danych – wrażliwe dane użytkownika takiej sieci nie opuszczają terenu zakładu przemysłowego, gdyż mogą być w całości przetwarzane w ramach wewnętrznej infrastruktury (będąc w pełni zgodnym z rozwiązaniami i architekturą Edge Computing), bez potrzeby korzystania z publicznych chmur obliczeniowych. Sieci kampusowe wykorzystujące najnowsze osiągnięcia technologii LTE i 5G mogą być budowane już dziś.
Latarnie przyszłości
Skupiona wokół Światowego Forum Ekonomicznego sieć Gobal Lighthouse Network to platforma służąca do opracowywania, powielania i skalowania innowacji w produkcji. Obecnie tworzy ją ponad 130 fabryk, wdrażających zaawansowane technologie produkcji i zwiększające wydajność, oparte na zrównoważonym rozwoju i zabezpieczonych łańcuchach dostaw. Jej cel to przyspieszenie i rozpowszechnienie technologii Czwartej Rewolucji Przemysłowej na całym świecie.
W kontekście budowania obrazu fabryki przyszłości z doświadczeń Global Lighthouse Network można wysnuć bardzo istotny wniosek – to się opłaca. Podawane przez WEF przykłady to m.in. firma z branży zdrowotnej, która wdrożyła zaawansowany system zmniejszający zużycie energii, który zaowocował 25-procentową jego redukcją i 18-procentowym obniżeniem emisji CO2. Inna organizacja – producent AGD – dzięki wykorzystaniu Big Data i zaawansowanej technologii kontroli procesu produkcyjnego zwiększyła wydajność produkcji o 35 proc.
Sieć GLN opiera się na dążeniu do czterech trwałych zmian, które można zakwalifikować jednocześnie jako cztery trendy w rozwoju idei Przemysłu 4.0: elastyczność i zorientowanie na klienta, odporność łańcucha dostaw, szybkość i produktywność oraz – bardzo podkreślana – ekoefektywność.
W tym kontekście można powiedzieć, że technologia jest jedynie środkiem do osiągnięcia celu, jakim jest idealna fabryka, w której połączone siecią – komputerową i procesową – urządzenia działają tak, by tworzyć przydatne i poszukiwane produkty, produkowane i dostarczane sposób obojętny dla środowiska. To, co odróżnia takie "inteligentne" zakłady od innych, to fakt, że są w stanie samodzielnie monitorować i kontrolować swoje procesy produkcyjne, co prowadzi do większej efektywności, niższych kosztów i lepszej jakości produktów.
Płatna współpraca z marką T-Mobile