Przemysł 4.0 – szanse i zagrożenia
W ostatnich latach panuje moda na wdrażanie nowych rozwiązań technologicznych umożliwiających zintegrowanie niemal każdej pojedynczej komórki produkcyjnej
w jeden duży i spójny system, gdzie poszczególne stanowiska i urządzenia komunikują się między sobą, przekazując sobie potrzebne dane i informacje o swoim stanie oraz poziomie eksploatacji. Zbieramy te dane, przetwarzamy, wyciągamy wnioski, a wszystko po to, by jeszcze bardziej zwiększać wydajność produkcji, ograniczać i przewidywać przestoje linii produkcyjnych, obniżać koszty produkcji. Robimy to też po to, by „być w grze”, by nie przespać Rewolucji Przemysłowej, która jednych porywa, innych pozostawia w tyle.
Wszyscy chcielibyśmy być w tej pierwszej grupie, jednak zanim zaczniemy inwestować w najnowsze nowinki technologiczne, warto zadać sobie kilka pytań:
- jakie będą rzeczywiste korzyści dla naszej firmy?
- ile czasu i środków należy przeznaczyć na to, aby wdrożyć rozwiązania „Przemysłu 4.0”?
- czy rzeczywiście potrzebujemy tych wszystkich robotów, czujników, skomplikowanych systemów nadzorowania i sterowania?
- czy jesteśmy w stanie odpowiednio zabezpieczyć gromadzone dane?
- a finalnie, czy wiemy po co to robimy i czy będziemy umieli właściwie wykorzystać ogromną ilość danych i informacji, które zaczniemy pozyskiwać?
Odpowiedzi na powyższe pytania nie będą jednoznaczne. Wszystko zależy od profilu naszej działalności, wielkości zakładu produkcyjnego, obecnego stanu kontroli procesu wytwarzania i istniejącej infrastruktury oraz sieci wymiany danych w przedsiębiorstwie. Wielkie korporacje chętnie będą wdrażały kolejne punkty z listy wymogów „Przemysłu 4.0” podczas, gdy firm małych i średnich zwyczajnie nie będzie na to stać. Finanse to jednak nie wszystko. Czwarta „rewolucja” przemysłowa niesie ze sobą korzyści, ale też zagrożenia, których należy być świadomym. Popatrzmy więc na Przemysł 4.0. z dwóch perspektyw: szansy na rozwój i pewnych zagrożeń. Dopiero wtedy będziemy mieli czyste sumienie i pewność, że podejmujemy świadomą decyzję, a nie ulegamy modzie.
Przemysł 4.0 – szansa na rozwój
Jednym z najważniejszych czynników wpływających na kondycję przedsiębiorstw są koszty produkcji. Przemyślane zastosowanie narzędzi Przemysłu 4.0. pozwala je zredukować. W tym celu wiele firm automatyzuje swoje procesy produkcyjne. Pozwala to na skrócenie czasu produkcji, zwiększenie wydajności i zminimalizowanie ryzyka wytworzenia detali wadliwych. To z kolei przekłada się nie tylko na zmniejszenie kosztów wytwarzania, ale także przyczynia się do wzrostu kapitału pochodzącego od sprzedaży. Aby zautomatyzować nasz zakład produkcyjny często musimy podjąć decyzję o kosztownych inwestycjach takich, jak zakup robotów przemysłowych wraz z wymaganą dla nich infrastrukturą, a także dokupienie odpowiedniego oprogramowania sterującego. Na szczęście takie zakupy powoli zaczynają „być w zasięgu możliwości” nawet średniej wielkości przedsiębiorstw. Jednak przed podjęciem decyzji o takich inwestycjach warto przygotować bilans kosztów i potencjalnych zysków, aby mieć kompletny pogląd na sytuację.
Niezwykle ważnym aspektem Przemysłu 4.0 jest Internet Rzeczy (Internet of Things, IoT). Zastąpienie tradycyjnych metod pozyskiwania danych aplikacjami opartymi na IoT pozwoli, w dłuższej perspektywie, prowadzić dokładniejsze odczyty, zaoszczędzić czas, efektywniej wykorzystywać zasoby ludzkie i maszyny, a więc zmniejszyć koszty. Jedynym z zastosowań Internetu Rzeczy jest zbieranie danych o stanie wyposażenia i przebiegu procesów produkcyjnych. Umożliwi to wykrycie przyczyn zmian wydajności i źródeł awarii, a także pozwoli na obserwowanie w czasie rzeczywistym, skutków podejmowanych decyzji. Dodatkowo, zebrane dane można także wykorzystać do prognozowania wystąpienia problemów w działaniu linii produkcyjnych. Na podstawie odczytów parametrów maszyn oraz urządzeń monitorujących ich stan i wydajność, analizowanych w połączeniu z danymi archiwalnymi, można z wyprzedzeniem wykryć oznaki zbliżającej się awarii. Jest to niewątpliwie dużą zaletą, ponieważ pozwala na uniknięcie znacznych kosztów związanych z przestojami produkcyjnymi i usuwaniem skutków nagłych awarii. Takie podejście nosi miano predykcyjnego utrzymania ruchu.
Elementem nieodłącznie związanym z Internetem Rzeczy jest pojęcie Dużego Zbioru Danych (Big Data). To zestaw danych pozyskiwanych, magazynowanych oraz przetwarzanych przez urządzenia pracujące w obrębie IoT. Często możliwości zakładów produkcyjnych są niewystarczające, aby poradzić sobie z tym wyzwaniem, ale w dobie postępującej cyfryzacji pojawiają się bardziej wydajne i tańsze aplikacje do przetwarzania dużych zbiorów danych. Dodatkowym atutem dla firm chcących wprowadzać obszerniejszą analizę zebranych informacji jest coraz bardziej niezawodna i tańsza usługa chmury obliczeniowej. W porównaniu z zakupem własnego sprzętu lub oprogramowania, chmura obliczeniowa jest zdecydowanie tańsza. Ponadto zawsze mamy dostęp do najnowszych rozwiązań, a także posiadamy możliwość korzystania z zasobów (i płatności za nie) tylko w takim wymiarze, jaki jest nam aktualnie potrzebny.
O ile mamy sporo możliwości przechowywania i przetwarzania danych, to nie należy zapominać o ich bezpieczeństwie. Warto zatem zadbać również o ten aspekt.
Obecnie, w myśl zasady „klient – nasz pan”, na świecie panuje trend personalizacji wytwarzanych produktów pod każdego, nawet najmniejszego klienta. Firma, która w konkurencyjnej cenie nie będzie w stanie zaproponować nabywcy opcji „dostrojenia” produktu według własnego uznania, z czasem może zacząć tracić udziały w rynku. Przez „dostrojenie” mam tu na myśli wybór dodatkowych funkcji, które produkt może posiadać, inne kolory, kształty czy nietypowe cechy, które uczynią go unikatowym, a jednocześnie czas jego wytworzenia znacząco się nie wydłuży. Dzięki zastosowaniu narzędzi „Przemysłu 4.0” producent zyskuje możliwość dostosowania swojej oferty do wymagań rynku nie ponosząc dużych kosztów związanych z ręcznym przezbrajaniem parku maszynowego. W dobie „inteligentnych” maszyn działoby się to w pełni automatycznie, ponieważ to maszyny przezbrajałyby inne maszyny. Oczywiście warunkiem jest zaimplementowanie w firmie odpowiednich systemów i urządzeń, które takie operacje umożliwiają. Zatem znowu pojawia się zagadnienie do rozważenia zasadności tego wydatku, a mianowicie kiedy, jeśli w ogóle, nasza inwestycja się zwróci.
I gdybyśmy mieli na tym zakończyć, to wniosek byłby oczywisty – należy czerpać z Rewolucji Przemysłowej ile tylko się da i zrobić wszystko, aby nasz zakład stał się „fabryką przyszłości”. Jednak Przemysł 4.0 niesie ze sobą także pewnego rodzaju ryzyko i zagrożenia, które warto wziąć pod uwagę, zanim popadniemy w „hurraoptymizm”.
Przemysł 4.0 – zagrożenia
Przemyślana robotyzacja linii produkcyjnych, to praktycznie zawsze doskonała inwestycja pod warunkiem, że weźmie się pod uwagę aspekt ludzki i możliwości współpracy ludzi z robotami. Wiele mówi się o tym, że ludzie mogą pracować ramię w ramię z robotami. Człowiek w takim układzie ma być jednostką nadrzędną, która dzięki swoim kompetencjom programować będzie maszyny w taki sposób, aby potrafiły one później radzić sobie z równymi sobie, pozostałymi robotami w liniach produkcyjnych.
Widzę tu jednak dwa aspekty, które należy rozważyć:
Po pierwsze należy pamiętać, że wprowadzając robota do linii, w której ciągle pracują ludzie, trzeba uwzględnić różnice wynikające z uwarunkowań pracy poszczególnych jednostek. Robot, w odróżnieniu od człowieka, wykonuje powierzone mu czynności w sposób powtarzalny, niemal idealnie. Daną operację wykona zawsze dokładnie tak samo i w tym samym czasie. Człowiek już niekoniecznie, dlatego, przede wszystkim, należy pamiętać o wprowadzeniu odpowiednich procedur pracy z robotami.
Po drugie mówi się, że najcięższe i najbardziej monotonne prace będą wykonywały roboty, a ludzie przyjmą role specjalistów, mających programować i nadzorować realizowane przez maszyny procesy. Brzmi to dobrze, ale pojawiają się dwa pytania: gdzie możemy takich specjalistów pozyskać i kto zapłaci za przygotowanie takiej kadry? Nowoczesne technologie rozwijają się niezwykle dynamicznie, więc należałoby zapewniać takim osobom ciągłe szkolenia, aby zawsze posiadali umiejętności adekwatne do aktualnie obowiązującego na świecie poziomu zaawansowania technologicznego. Trzeba pamiętać, że w Polsce nie ma jeszcze zbyt wielu miejsc posiadających odpowiednią ofertę kształcenia w tym kierunku, a to dość duża przeszkoda.
Przejdźmy teraz do kwestii przetwarzania i przechowywania danych zbieranych w ramach struktury Przemysłu 4.0. Już nie wystarczy tylko zbierać i przechowywać dane. Wyzwaniem staje się odpowiednie zabezpieczenie ich i zminimalizowanie ryzyka utraty czy ingerencji osób niepożądanych.
Mamy tutaj kilka opcji: skorzystanie z usług dostawców, oferujących przetwarzanie i przechowywanie informacji w chmurach obliczeniowych, co szczególnie na początku naszej drogi do Przemysłu 4.0. będzie tańszym rozwiązaniem, lub inwestycja we własną infrastrukturę, co w dłuższej perspektywie warto zrobić. Zwłaszcza, gdy wytwarzane przez nasz zakład produkty, a być może prowadzone również badania, mają charakter poufny lub innowacyjny i mogłyby podlegać prawu patentowemu.
Tak dobiega końca moja refleksja o tym, jakie korzyści i jakie zagrożenia niesie ze sobą Przemysł 4.0. i Czwarta „Rewolucja” Przemysłowa, której jesteśmy świadkami. Nie jest moją intencją straszenie kogokolwiek czy odradzanie inwestowania w nowoczesne rozwiązania. Wręcz przeciwnie. Uważam, że mądre, przemyślane zmiany, dają nam szansę na rozwój. To, do czego namawiam, to chwila refleksji i zastanowienia nad tym, co z tego, co oferują nam nowoczesne technologie i dzisiejszy świat jest nam rzeczywiście potrzebne i z czego jesteśmy w stanie w pełni skorzystać. Tylko wtedy mamy szansę dłużej utrzymywać się „na fali” rozwoju przemysłowego, do czego wszyscy powinniśmy stale dążyć.
Projektowanie Maszyn W.Pietrzyk, P.Żabiński Sp.J.
source: Projektowanie Maszyn