Technologia, organizacja i procesy – trzy obszary transformacji cyfrowej

234

Artykuł jest fragmentem publikowanej w Platformie Przemysłu Przyszłości w odcinkach książki pt. „Gospodarka Cyfrowa. Jak nowe technologie zmieniają świat”. Międzynarodowe targi przemysłowe w Hanowerze należą do największych na świecie – w 2018 roku odwiedziło je 250 tysięcy gości. Ale to nie jedyny powód, dla którego przejdą do historii. W 2011 podczas Hanover Messe przedstawiciele biznesu, nauki i polityki ogłosili koncepcję Industrie 4.0. Pomysł chwycił, a wizja niemieckiej polityki gospodarczej opartej na wykorzystaniu nowych technologii uwiodła także rząd federalny, który włączył ją do inicjatywy „High-Tech Strategy 2020 for Germany”. W 2013 roku specjalna grupa robocza opracowała założenia przemysłu 4.0 dla rozwoju niemieckiej gospodarki, rozwijając śmiałą perspektywę przedsiębiorstw funkcjonujących w sieciach obejmujących całe fabryki, maszyny, systemy magazynowe i urządzenia produkcyjne.

W ślad za Niemcami pojęcie przemysłu 4.0 upowszechniło się w Europie, szczególnie w krajach skandynawskich. Tymczasem w Stanach Zjednoczonych częściej mówi się o „inteligentnej produkcji” (Smart Manufacturing), a w Azji – o „inteligentnej fabryce” (smart factory). Wszędzie jednak chodzi o to samo zjawisko: Przemysł 4.0 polega na paradygmatycznym przejściu od produkcji zautomatyzowanej do inteligentnej. Od kilku lat DELab UW uczestniczy w badaniach przemysłu 4.0 w Polsce: w 2017 roku przyglądaliśmy się wdrażaniu rozwiązań z tego zakresu w przemyśle motoryzacyjnym, w 2018, we współpracy z Ministerstwem Przedsiębiorczości i Technologii, tworzyliśmy narzędzia do mierzenia potrzeb i motywacji polskich przedsiębiorców do inwestowania w rozwiązania z zakresu p4.0 oraz do analizy dojrzałości firm we wdrażaniu tego typu innowacji. Za każdym razem kluczowe znaczenie miała odpowiedź na pytanie, czym właściwie jest przemysł 4.0.

Trudność w odpowiedzi na to pytanie wynika z braku koniecznego dystansu: przejście od trzeciej do czwartej rewolucji przemysłowej dokonuje się właśnie teraz. Jak to ujął Nick Gill, ekspert Capgemini, zjawisko przez wiele lat istniało bardziej w prezentacjach Powerpoint niż w rzeczywistości, podsumowując tym samym przemiany technologiczne, przez jakie przechodził w listopadzie 2018 roku – skądinąd najbardziej zaawansowany – sektor motoryzacyjny. Badacze potrafili wskazać wiele pojedynczych przykładów wpływu danych na proces produkcyjny, ale znali tylko nieliczne przykłady nowych rozwiązań w fabrykach, które przekładałyby się na znaczące zwroty z inwestycji. Michael Mandel, główny ekonomista think tanku Progressive Policy Institute, autor znakomitych opracowań na temat przemysłu 4.0, zauważył, że cyfryzacja dokonała się szybko tylko w tych sektorach gospodarki, w których produktem jest informacja, natomiast zachodzi znacznie wolniej w gałęziach, gdzie konieczne jest wykorzystanie zasobów fizycznych w zgodzie z ograniczeniami technologicznymi:


Software pochłonął te sektory, gdzie finalne produkty da się zredukować do bitów. To właśnie branże cyfrowe – komunikacja, rozrywka, finanse, a nawet usługi profesjonalne (…). Póki co jednak oprogramowanie nie było w stanie pożreć świata fizycznego. Dla przemysłu wytwórczego, budowlanego, rolnictwa i ochrony zdrowia dane są ważne, ale nie kluczowe. Żeby postawić budynek, potrzeba dźwigów, a nie ich wirtualnych odpowiedników.


Przejście między trzecią a czwartą rewolucją przemysłową ma charakter w dużej mierze inkrementalny (narastający – zachodzi stosunkowo powoli w wybranych obszarach) i jakościowy. Większość rozwiązań technologicznych niezbędnych dla p4.0 funkcjonowała już w p3.0, który wyłonił się pod koniec lat 70., w drodze rezygnacji z elektroniki analogowej na rzecz mikroelektroniki, półprzewodników, rozwiązań informatycznych i sieci. Ethernet, sensory, programy typu SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) w połączeniu z zaawansowaną analityką umożliwiały automatyzację procesów. Przemysł 4.0 wyróżnia sposób korzystania z danych, ich efektywne pozyskiwanie, przetwarzanie, wykorzystywanie w celu zoptymalizowania produkcji, sprzedaży i logistyki. To nie byłoby możliwe bez innowacyjnych technologii – internetu rzeczy, chmury, sztucznej inteligencji, sensorów i kolejnych generacji robotów. W efekcie dochodzi do zmiany paradygmatu produkcji, którego istotą nie są już linia produkcyjna czy nawet łańcuch wartości dodanej. Datafikacja – integracja danych z urządzeń, czujników, systemów informatycznych i operacyjnych – umożliwia rozwój nowych rozwiązań w całym cyklu życia produktu. Co ważne, ten proces nie zaczyna się i nie kończy na linii produkcyjnej, tak jak to się działo w przemyśle 3.0. Jest obecny we wszystkich fazach: od projektowania aż po serwisowanie.

(graf. „Gospodarka cyfrowa…”)

Przyjmujemy, że przemysł 4.0 to złożony proces transformacji technologicznej, procesowej i organizacyjnej przedsiębiorstw, związany ze zmianą ich modelu biznesowego i integracją łańcucha wartości w całościowym cyklu życia produktu. Warunkiem tej transformacji jest zaawansowane wykorzystanie rozwiązań cyfrowych oraz zasobów danych, a jej celem – masowa personalizacja wytwarzania towarów i usług w odpowiedzi na zindywidualizowane potrzeby klientów.

Technologia

Punktem wyjścia dla rozwoju nowoczesnego wytwarzania jest przemysłowy internet rzeczy (Industrial Internet of Things, IIoT). To dynamiczna sieć złożona z fizycznych obiektów wyposażonych w sensory, autonomicznych czujników, platform i aplikacji zdolnych do zbierania danych oraz dzielenia się nimi między sobą, a także z otoczeniem. Innymi słowy, maszyny i urządzenia stają się częścią autonomicznych sieci komunikujących się i wchodzących ze sobą w rozmaite interakcje. Linearny, punktowy proces pozyskiwania i przetwarzania informacji, a następnie podejmowania na ich podstawie decyzji odnośnie do procesów fizycznych, który był charakterystyczny dla przemysłu 3.0, zostaje zastąpiony przez nieprzerwany, cykliczny proces zbierania, analizy i wykorzystania danych, który dzieje się w czasie rzeczywistym. Dane są gromadzone w obszarze całego łańcucha wartości (obejmującego środki produkcji, systemy magazynowe i sieci dostawców), z kolei zastosowanie algorytmów sztucznej inteligencji pozwala porządkować, integrować, analizować i efektywnie wykorzystywać informacje.

(graf. „Gospodarka cyfrowa…”)

Przemysłowy internet rzeczy używany w fabryce umożliwia stałe monitorowanie procesów produkcyjnych oraz dostosowanie planu konserwacji i serwisowania, a tym samym zapobiega awariom i związanym z nimi przestojom. Zintegrowany z systemami ERP (Enterprise Resource Planning) pozwala zarządzać zasobami i zużyciem energii oraz ogólnie optymalizować procesy produkcyjne. Z kolei integracja z systemami CRM (Customer Relationship Management) umożliwia budowę zautomatyzowanych środowisk obsługi w czasie rzeczywistym, w sposób dostosowany do profilu konkretnego klienta.