W Polsce coraz więcej przedsiębiorstw przemysłowych rozpoznaje korzyści płynące z wdrożenia rozwiązań związanych z Przemysłem 4.0. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych systemów monitorowania i kontroli produkcji, firmy mogą zwiększyć efektywność swoich procesów, redukować koszty oraz minimalizować błędy produkcyjne. Automatyzacja produkcji, wspierana przez technologie Industry 4.0, umożliwia również szybszą reakcję na zmieniające się warunki rynkowe oraz elastyczne dostosowanie się do wymagań klientów.
Transformacja technologiczna
Zdaniem Aleksandra Faleńczyka, Dyrektora Sprzedaży, Systemy dla Produkcji PSI Polska, Przemysł 4.0 odnosi się do transformacji technologicznej, jaka zachodzi obecnie w przedsiębiorstwach. Symbolem pierwszej rewolucji przemysłowej była energia wodna i parowa wykorzystywana do zmechanizowania produkcji. Druga rewolucja opierała się na energii elektrycznej, trzecia – na technologach informatycznych wdrażanych po to, by automatyzować produkcję. – Obecnie jesteśmy świadkami czwartej rewolucji przemysłowej, gdzie następuje fuzja trzech obszarów: cyfrowego, fizycznego i biologicznego. W praktyce oznacza to dalszą, dogłębną cyfryzację procesów w przedsiębiorstwach – inteligentne fabryki, których pracę optymalizuje sztuczna inteligencja i zaawansowane algorytmy – tłumaczy Aleksander Faleńczyk.
W polskich zakładach produkcyjnych można zaobserwować wzrost inwestycji w technologie związane z Internetem Rzeczy (IoT), co pozwala na tworzenie inteligentnych fabryk, gdzie maszyny, urządzenia oraz systemy są ze sobą połączone i współpracują ze sobą w czasie rzeczywistym. Ponadto, rozwój sztucznej inteligencji umożliwia analizę ogromnych ilości danych w celu optymalizacji procesów produkcyjnych oraz przewidywania awarii maszyn.
W opinii Karoliny Tokarz, Prezesa Zarządu, PROMAG S.A., polski przemysł jest obecnie na etapie dynamicznego rozwoju i implementowania nowoczesnych technologii. Od kilku lat jesteśmy świadkami wzrostu świadomości firm i inwestycji w obszary związane z automatyzacją, analizą danych, Internetem Rzeczy i sztuczną inteligencją. – Pod kątem wdrażania nowych technologii Polska może się porównywać do innych krajów Europy Środkowo-Wschodniej, takich jak Czechy czy Węgry, które również rozwijają swój przemysł w kierunku Industry 4.0. W Europie liderem na pewno pozostają Niemcy. Warto podkreślić, że wdrażanie koncepcji Przemysłu 4.0 w firmach to proces stopniowy, który wymaga zarówno inwestycji w nowoczesne technologie, jak i zmiany mentalności oraz procesów w organizacjach. Polski przemysł rozwija się w kierunku coraz bardziej zintegrowanych, inteligentnych i elastycznych rozwiązań, ale nadal istnieje wiele obszarów do poprawy i dostosowania się do globalnych standardów. Jednym z kluczowych wyzwań jest edukacja oraz rozwijanie kompetencji związanych z nowymi technologiami, zarówno wśród pracowników, jak i kadry zarządzającej – wyjaśnia Karolina Tokarz.
Ewa Kubisiewicz-Boba, Dyrektor Marketingu i Sprzedaży, AIUT, uważa natomiast, że fabryki mają być na tyle 4.0, na ile tego potrzebują. Przemysł 4.0 musi iść w parze z ekonomiczną opłacalnością. Jeśli dzięki cyfryzacji kolejnych procesów firmy będą mogły osiągać wyznaczone cele, w tym najważniejszy, jakim jest stabilizacja procesów produkcyjnych i łańcucha dostaw, wówczas narzędzia Przemysłu 4.0 będą wdrażane na coraz szerszą skalę. – Widać to na przykładzie branży motoryzacyjnej, która mocno inwestuje w nowoczesne rozwiązania i cyfryzację procesów. Jednak nie we wszystkich sektorach potrzeba wdrożeń będzie jednakowa. Sama dostępność i doskonalenie cyfrowych narzędzi nie sprawią, że przedsiębiorstwa będą je szeroko wdrażać. Warto tu jednak podkreślić, że na inwestycję w automatyzację i cyfryzację należy patrzeć w szerokiej perspektywie, a przez ekonomiczną opłacalność rozumieć również utrzymanie pozycji firmy na konkurencyjnym rynku. Firmy są tego coraz bardziej świadome – mówi Ewa Kubisiewicz-Boba.
Smart factory
Połączenie świata fizycznego z wirtualnym, inteligentnym wytwarzaniem to fundament Przemysłu 4.0. Nowoczesne rozwiązania cyfrowe umożliwiają elastyczną automatyzację produkcji, a to z kolei wpływa na indywidualizowanie produktów. To jest kluczowe, gdyż fabryka przyszłości musi reagować natychmiast na zmieniające się wymagania konsumentów czy też zmieniający się popyt i aktualne trendy.
Inteligentna fabryka pozwala na lepsze wykorzystanie aktywów, chociażby poprzez skrócenie przestojów, co przełoży się na zwiększenie produktywności. Z drugiej strony zapewni optymalizację kosztów produkcji dzięki monitorowaniu strat i ponoszonych kosztów. Nowoczesne rozwiązania to również m.in. nowe, bardziej wydajne modele produkcyjne, a także lepsze planowanie i zarządzanie procesami wytwórczymi. W takiej fabryce w centrum łańcucha wartości jest klient, a transformacja cyfrowa podporządkowana jest wymaganiom rynku. Dotyczy to zarówno procesów technologicznych, jak i zarządzania jakością. Obszary objęte zakresem rozwiązań to nie tylko szeroko rozumiana produkcja, lecz także proces sprzedaży i obsługi klientów lub kontrahentów, cyberbezpieczeństwo, logistyka, zarządzanie zasobami ludzkimi czy efektywność energetyczna. Ten nowoczesny technologicznie obraz w praktyce wygląda jednak różnie.
Aleksander Faleńczyk mówi, że śledząc doniesienia medialne, spotkał się nawet z tezą, że do polskich fabryk zawitał już Przemysł 5.0. To zdecydowanie hurraoptymistyczne i przesadzone założenie. – Myślę, że bardziej uprawnione byłoby stwierdzenie, że duże firmy reprezentują w znacznej części poziom 3.0+. Oznacza to, że część procesów została zautomatyzowana, część przedsiębiorstw korzysta z Internetu Rzeczy, sztucznej inteligencji, ale nie można jeszcze mówić o zintegrowaniu wszystkich rozwiązań technologicznych w jedną całość. Tylko w ten sposób można tworzyć opłacalne krótkie serie produktów, przyśpieszyć ich proces projektowania i wdrażania, a tym samym wprowadzenia na rynek. Dziś nawet w przypadku dużych firm mamy raczej do czynienia z wdrożeniami wyspowymi. Należy nadmienić, że nawet te przedsiębiorstwa, które korzystają z zintegrowanych systemów klasy ERP, w większości przypadków wspomagają się pracą z arkuszem kalkulacyjnym Excel, który absolutnie nie pasuje do koncepcji rewolucji przemysłowej 4.0. Spora część firm stoi też w obliczu konieczności wymiany systemów IT, bo te, z których korzystają obecnie, nie są w stanie wesprzeć ich w rozwoju. Były wdrażane w innej rzeczywistości, na innym etapie rozwoju przedsiębiorstwa. W mniejszych firmach rzeczywistość zazwyczaj wygląda gorzej – spora ich część znajduje się na etapie Przemysłu 3.0. – częściowej automatyzacji. Daleko im do autonomicznej produkcji – wyjaśnia Aleksander Faleńczyk.
Branże otwarte na nowe technologie
Oczywiście, istnieją branże, które są szczególnie podatne na stosowanie koncepcji Przemysłu 4.0 i w których łatwiej jest zaadoptować określone rozwiązania. Przede wszystkim sektor produkcji przemysłowej, zwłaszcza produkcja samochodów, lotnictwo, elektronika, tekstylia oraz przemysł chemiczny są branżami, które mogą skorzystać z zaawansowanych technologii Industry 4.0. W tych dziedzinach procesy produkcyjne są często złożone i wymagają precyzyjnej kontroli, co czyni je idealnymi do zastosowania nowoczesnych rozwiązań. W sektorze produkcji samochodów, na przykład, technologie, takie jak Internet Rzeczy (IoT), robotyka, analiza danych, sztuczna inteligencja oraz druk 3D, mogą być wykorzystywane do monitorowania i optymalizacji linii produkcyjnych, zarządzania zapasami, personalizacji produktów oraz przewidywania awarii maszyn. W lotnictwie technologie Industry 4.0 mogą pomóc w doskonaleniu procesów produkcyjnych, zapewniając wysoką jakość i bezpieczeństwo produktów. W sektorze elektroniki, zwłaszcza produkcji urządzeń elektronicznych, automatyzacja procesów produkcji i zastosowanie inteligentnych systemów monitorowania jakości mogą znacznie zwiększyć wydajność oraz jakość produktów. W branży tekstylnej technologie Industry 4.0 mogą być używane do monitorowania procesów przędzenia, tkania i produkcji odzieży, co pozwala na lepszą kontrolę jakości oraz dostosowanie produkcji do zmieniających się trendów na rynku.
W opinii Ewy Kubisiewicz-Boby potencjał i potrzebę wdrażania rozwiązań 4.0 dobrze rozumie dynamicznie rozwijający się rynek e-commerce, stawiający na automatyczne rozwiązania magazynowe i transport zrobotyzowany. – Narzędzia Przemysłu 4.0 coraz szerzej wykorzystywane są również przez miasta (smart city) oraz rynek dostawców mediów (inteligentne systemy zdalnego monitoringu wody, gazu, ciepła, energii), czego polski rynek jest znakomitym przykładem – mówi Ewa Kubisiewicz-Boba.
Logistyka i magazynowanie to kolejne branże, które łatwiej adoptują rozwiązania z zakresu nowych technologii. Zdaniem Karoliny Tokarz systemy automatycznego transportu, kompletacji, składowania, zarządzania zapasami i monitorowania przesyłek są kluczowe w tych sektorach. Np. roboty magazynowe są wyposażone w systemy wizyjne i sensorowe, które pozwalają im samodzielnie manipulować produktami i optymalizować układ magazynu. – Branża energetyczna korzysta z Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT) i analizy danych, aby monitorować i optymalizować sieci energetyczne, co pomaga w zarządzaniu energią i redukcji strat energii. Można powiedzieć, że branże, które stoją przed dużymi wyzwaniami, są bardziej otwarte na wdrażanie nowych rozwiązań, które pomagają im w zwiększeniu wydajności i optymalizacji procesów – dodaje Karolina Tokarz.
W praktyce
Nasi eksperci chętnie przedstawiają konkretne przykłady własnych realizacji projektów z zakresu Przemysłu 4.0. Zdaniem Ireneusza Borowskiego, Country Managera Poland, Dassault Systèmes, firma przeniosła koncepcję Przemysłu 4.0 na kolejny poziom dzięki platformie 3DEXPERIENCE. – Podejście platformowe pozwala firmom skutecznie reagować na wyzwania związane z transformacją cyfrową, której głównym celem jest zwiększenie elastyczności przedsiębiorstwa, a tym samym lepsze dostosowanie do zmieniającego się rynku – dodaje Ireneusz Borowski.
Dassault Systèmes realizuje obecnie dużą liczbę projektów z zakresu transformacji cyfrowej w Polsce, przykładem jest choćby współpraca z bydgoską PESĄ. Zintegrowane podejście platformowe pozwala pracownikom różnych oddziałów na efektywną współpracę, a także optymalizację procesów związanych z inżynierią produktów. – Pozwala też wprowadzać na rynek produkty najwyższej jakości zgodne z oczekiwaniami klientów, a także skrócić time to market. Przykład PESY pokazuje, że polscy przedsiębiorcy podchodzą pragmatycznie do procesu transformacji cyfrowej i są świadomi jego wartości – kończy Ireneusz Borowski.
Z kolei AIUT jako integrator systemów automatyki przemysłowej działa bardzo szeroko. Jest m.in. projektantem i producentem autonomicznej platformy intralogistycznej bazującej na robotach mobilnych AMR Formica, która umożliwia pełną automatyzację wewnętrznych operacji transportowych w oparciu o rzeczywisty stan fabryki, w tym integrację z nadrzędnymi systemami zakładowymi (MES, WMS). Rozwiązanie jest wdrożone w fabrykach klientów firmy w Polsce, USA, Kanadzie oraz Niemczech. – Nasze rozwiązania klasy EAM/CMMS z grupy AIUT Maximo umożliwiają kompleksowe zarządzanie majątkiem przedsiębiorstwa i utrzymaniem ruchu w zakładach, pozwalając na redukcję awaryjności i przestojów oraz obniżenie kosztów logistycznych i automatyzację zadań dotychczas obsługiwanych manualnie – tłumaczy Ewa Kubisiewicz-Boba. Podkreśla jednocześnie, że w kwestii poprawy bezpieczeństwa pracy w zakładach produkcyjnych kluczowa staje się możliwość monitorowania ruchu osób, czasu przebywała pracownika w danej strefie czy automatyzacja kontroli dostępu do wybranych stref. – Pozwala na to nasza kompleksowa platforma lokalizacji wewnątrzbudynkowej AIUT Romotus, która w czasie rzeczywistym monitoruje i analizuje ruch na terenie zakładu, zarządzając w sposób zautomatyzowany pracą maszyn i ludzi, jednocześnie czuwając nad bezpieczeństwem załogi i zasobów – dodaje Ewa Kubisiewicz-Boba.
W jej opinii na rozwiązania Przemysłu 4.0 otwarty jest również sektor smart city, gdzie AIUT szeroko wdraża stacjonarne systemy zdalnego monitoringu i zarządzania sieciami dostaw mediów. Tu rozwiązania AIUT pozwalają na kompleksowe zarządzanie, np. siecią wodociągową, w oparciu o dane pozyskiwane dzięki naszym rejestratorom IoT z wodomierzy i innych urządzeń. Jednym z naszych najnowszych rozwiązań jest wykorzystujący sztuczną inteligencję system wykrywania wycieków i redukcji strat wody AIUT WaterPrime. – Podobne rozwiązanie oferujemy również dla branży paliwowej. Mowa tu o AIUT FuelPrime, który to system odpowiada za monitoring paliwa na całej ścieżce dostaw, od terminala do dystrybutora na stacji. Rozwiązanie wykrywa nawet śladowe straty w czasie transportu oraz w zbiornikach na stacjach paliw, a jego skuteczność potwierdza uzyskany certyfikat SIR3 i wdrożenia na ponad 1000 stacjach paliw w Europie i na rynku azjatyckim – podsumowuje Ewa Kubisiewicz-Boba.
Z kolei Aleksander Faleńczyk wskazuje na firmową platformę PSIasm składającą się z systemów klasy APS, MES i SCADA, która daje możliwość połączenia trzech obszarów: cyfrowego, fizycznego oraz biologicznego i wejście w świat digitalizacji procesów. – W dzisiejszych czasach niestabilności na rynkach finansowych i kosztów mediów oraz zachwiania tradycyjnych łańcuchów dostaw szczególnie ważne wydaje się posiadanie narzędzi informatycznych, które dają możliwość zwiększenia wydajności, poprawy terminowości oraz ograniczenia kosztów produkcji. Wśród naszych klientów, którzy zdecydowali się na takie kompleksowe rozwiązanie, możemy wskazać na firmę KAN Sp. z o.o. z Białegostoku, która wdrożyła platformę PSIasm w trzech obszarach APS, MES i SCADA. Pozwoliło to na optymalizację procesu produkcyjnego oraz osiągniecie zakładanych przed wdrożeniem KPI dotyczących redukcji kosztów oraz opóźnień. Kolejnym klientem, który realizuje takie kompleksowe wdrożenie platformy PSIasm, jest duży koncern z branży automotive, będący dostawcą największych globalnych marek poziomu Tier 1 – wyjaśnia Aleksander Faleńczyk.
Również PROMAG S.A. z powodzeniem realizuje projekty z zakresu Przemysłu 4.0 m.in. w firmach Indrol, MND Group, OSM Kalisz, OSM WART-MILK, BRZEŚĆ Sipa, TREND GLASS, WKRĘT-MET. – Sztandarowym przykładem wdrożenia w duchu Industry 4.0 jest zintegrowany system pakowania, ważenia, etykietowania, transportu pojemników, kartonów i palet oraz zrobotyzowanej paletyzacji i gęstego składowania w firmie Indrol. Projekt ten to złożony, wielopoziomowy układ urządzeń wyposażony w wysokiej jakości automatyczne komponenty, systemy bezpieczeństwa i nowoczesne oprogramowanie zarządzające WCS/WMS – dodaje Karolina Tokarz.
Bariery do pokonania
Wprowadzenie koncepcji Industry 4.0 do przemysłu niewątpliwie stanowi rewolucję, ale nie jest to proces łatwy czy bezproblemowy. Istnieje kilka głównych barier, które utrudniają przedsiębiorstwom pełne korzystanie z tego potencjału.
Ogromnym wyzwaniem są koszty implementacji nowych technologii związanych z Przemysłem 4.0. Zaawansowane systemy monitorowania, automatyzacji, robotyki oraz analizy danych wymagają znacznych inwestycji. Firmy, zwłaszcza te mniejsze, często zmagają się z ograniczonym budżetem, co stanowi poważne ograniczenie w procesie wdrażania nowych rozwiązań technologicznych.
Problemem może być także brak odpowiednio przeszkolonej kadry pracowniczej. Wprowadzenie Przemysłu 4.0 wymaga specjalistycznej wiedzy z obszaru sztucznej inteligencji, analizy danych czy programowania. Nie wszyscy pracownicy posiadają odpowiednie kwalifikacje, a przekształcenie ich umiejętności może być czasochłonne i kosztowne. Ponadto, istniejący personel często jest oporny na zmiany, co dodatkowo utrudnia proces adaptacji.
Kluczowym elementem jest jednak bezpieczeństwo danych. Zwiększone podłączenie urządzeń i systemów w ramach Industry 4.0 otwiera nowe możliwości dla cyberprzestępców. Ataki hakerskie, kradzież danych czy inne cyberzagrożenia stwarzają poważne ryzyko dla firm. Wprowadzenie odpowiednich środków bezpieczeństwa wymaga zarówno technologicznych inwestycji, jak i edukacji personelu, aby zwiększyć świadomość zagrożeń i odpowiednie reakcje w przypadku incydentów.
Mimo tych wyzwań, przemysł musi koniecznie przezwyciężyć te trudności, aby w pełni wykorzystać potencjał Industry 4.0. Odpowiednie wsparcie finansowe, inwestycje w rozwój umiejętności pracowników oraz skoncentrowanie się na bezpieczeństwie danych są kluczowe dla pokonania barier i osiągnięcia pełnej korzyści płynących z rewolucji przemysłowej czwartej generacji.
Sławomir Erkiert
Ten i inne artykuły znajdziecie w czasopiśmie Kaizen – dostępnym w naszym sklepie
