Internet Rzeczy (IoT, ang. Internet of Things) to swoiste połączenie w jeden organizm sprzętu, pojazdów i innych przedmiotów, realizowane przez zaawansowane narzędzia informatyczne. Odpowiednie algorytmy rejestrują i przewidują wydarzenia oraz przekazują informacje o nich do podmiotów połączonych. IoT coraz częściej znajduje zastosowanie w działalności produkcyjnej. AI (Artificial Intelligence) oraz AR (Augmented Reality) to kolejne „tajemnicze” pojęcia. Nie brakuje opinii, że wraz z IoT staną się niebawem rzeczywistością w polskich fabrykach. Według prognoz MarketsandMarkets wartość samego tylko rynku IoT w ciągu najbliższych kilku lat wzrośnie o jedną czwartą. Korzyści biznesowe wynikające z wdrożenia takich rozwiązań to: optymalizacja kosztów, usprawnienie łańcucha dostaw, pozyskiwanie klientów. Ireneusz Borowski, Country Manager, Dassault Systèmes w Polsce, zaznacza, że o ile przedsiębiorstwa przemysłowe w Polsce zaliczyć można do innowatorów, to pomiędzy technologiami operacyjnymi a zorientowanymi biznesowo technologiami informacyjnymi (IT) istnieje jednak dostrzegalna luka. – Dotychczas branże przemysłowe pozostawały w tyle, jeśli chodzi o poziom inwestycji w IT. Ten trend stopniowo ulega zmianie, przedsiębiorstwa zaczynają coraz mocniej inwestować w transformację cyfrową – tłumaczy I. Borowski, przywołując dane badania „Gotowość polskich firm produkcyjnych na transformację cyfrową i migrację do chmury. Analiza sytuacji w obliczu pandemii COVID-19”, które niedawno przeprowadzono na zlecenie Dassault Systèmes. Wnioski są czytelne: szefowie firm są coraz bardziej świadomi potencjału technologii cyfrowych w tworzeniu nowego, cyfrowego modelu biznesowego. – Ankietowani wskazują rozwiązania IoT i systemy IT wspierające produkcję jako strategiczne obszary dla firm w ciągu najbliższych 2–3 lat. Co czwarty ankietowany podmiot wskazał także na rozwiązania Big Data i sztuczną inteligencję (AI) jako rozwiązania, które będą wywierać znaczący wpływ na rynek w kolejnych latach. Badanie pokazuje różne obszary o strategicznym znaczeniu dla poszczególnych sektorów: dla 51% producentów z sektora urządzeń przemysłowych kluczowe zastosowanie ma sztuczna inteligencja, natomiast aż 61% firm z sektora transport i mobilność stwierdziło, że IoT w przyszłości będzie miało zdecydowanie najistotniejszy wpływ na rynek – dodaje I. Borowski.

Duże przyśpieszenie

Jakub Stec, Kierownik sprzedaży produktów robotyki, Biznes Robotyki i Automatyki Dyskretnej, ABB, podkreśla, że pandemia i początkowa niepewność spowodowały chwilowe wstrzymanie decyzji. Po tym pierwszym okresie firmy produkcyjne stwierdziły, że popyt na ich produkty bardzo często nie tylko nie maleje, ale wręcz rośnie, bo ludzie, mając ograniczone możliwości korzystania z usług i rozrywek, zaczęli wykorzystywać ten czas w inny dostępny sposób, np. do remontów, majsterkowania czy też zakupów elektroniki. Jednocześnie osoby decyzyjne w firmach zauważyły problemy z łańcuchami dostaw z innych krajów oraz ryzyko przerwania produkcji w przypadku wystąpienia zakażenia u któregoś z pracowników zakładu. – Widzimy wyraźny trend przyśpieszenia decyzji o automatyzacji i robotyzacji produkcji na już istniejących liniach produkcyjnych oraz decyzje o lokalizacji w Polsce produkcji komponentów, które do tej pory były produkowane, np. w Azji. Wszystko wskazuje na to, że proces ten, wzmacniany jeszcze m.in. takimi czynnikami, jak problemy z dostępnością pracowników oraz coraz większą elastycznością i łatwością wdrożeń robotów, będzie się samoczynnie napędzał – mówi J. Stec.

Marek Drewniak, Kierownik Sekcji Badań i Rozwoju w Dziale Automatyki, AIUT, podkreśla, że do pełnej stabilizacji rynkowej, kiedy to gotowość inwestycyjna osiągnie poziom sprzed pandemii, potrzebny jest czas. W pewnych obszarach (np. procesach sterowania) wykorzystanie tego typu technik zostało ograniczone (np. virtual commissioning – ze względu na niepewność inwestycyjną, czy rozwiązania AI – ze względu na inne priorytety), z kolei w innych obszarach (np. procesach zarządzania) zaobserwowano wzrost (m.in. przez ogólną cyfryzację pracy i ugruntowanie się modelu pracy zdalnej).

O tym, że pandemia pokazała, jak ograniczenia, takie jak utrzymywanie odpowiedniego dystansu pomiędzy ludźmi, wpłynęły na produkcję, przypomina Maciej Gryczewski, Kierownik ds. sprzedaży, Siemens. Podstawową kwestią była limitowana dostępność pracowników produkcji, ale równie istotnym aspektem były ograniczenia w funkcjonowaniu służb utrzymania ruchu czy zewnętrznych firm świadczących usługi serwisowe, utrzymaniowe czy zajmujące się pracami modernizacyjnymi. Coraz większa grupa klientów dostrzega, jak istotne są m.in. możliwość zdalnego diagnozowania maszyn i całych linii czy wręcz przewidywanie awarii przy zastosowaniu inteligentnych algorytmów predykcyjnych.

Co w trawie piszczy?

Marek Kuropieska, Prezes Zarządu, Aspekt, dostrzega rosnącą świadomość możliwości zastosowania inteligentnych rozwiązań pośród zarządów i pracowników polskich firm. – Oczywiście wdrożenie rozwiązań z obszaru Przemysłu 4.0 to duża zmiana dla każdego przedsiębiorstwa, stąd ostrożność i badanie możliwości ze strony menadżerów. Jednak zainteresowanie jest duże. Ponadto odbywa się wiele wydarzeń branżowych (w obecnym czasie w formie on-line), które są doskonałą okazją do tego, by trzymać rękę na pulsie, m.in. konferencje organizowane przez Aspekt, które dostarczają ogrom wiedzy na temat nowości w obszarze logistyki – tłumaczy nasz rozmówca.

Zdaniem M. Drewniaka (AIUT), trzeba rozróżnić świadomość w zakresie dostępności i możliwości korzystania z rozwiązań od rynkowej gotowości do ich stosowania. Wiedza i rosnący poziom świadomości w zakresie oferty inteligentnych rozwiązań, nie przekładają się obecnie w sposób znaczący na zakres inwestycji w tym obszarze na rynku polskim. Jednym z czynników jest to, że w zakładach preferowane są znane, dojrzałe technologicznie rozwiązania, z drugiej strony firmy nie posiadają odpowiednich nakładów inwestycyjnych, czemu nie sprzyja też brak centrów badawczo-rozwojowych oraz kultury wdrażania innowacyjnych rozwiązań. – Bardzo wiele zależy również od integratora, jego doświadczenia i podejścia, bowiem to on staje się niejako przewodnikiem klienta po obszarach nowych technologii, rekomenduje i wdraża rozwiązania. Rolą integratora jest wspieranie oraz kierunkowanie inwestycji, istotny jest przy tym dialog z klientem, słuchanie jego potrzeb i prowadzenie wnikliwej analizy procesów przemysłowych, które pomogą proponować odpowiednie rozwiązania. Takie, które nie tylko zwrócą się w możliwie krótkim czasie, ale będą też pomagały w dalszym rozwoju przedsiębiorstwa – mówi M. Drewniak.

O tym, jak ważne jest przyśpieszenie działań przypomina M. Gryczewski (Siemens), dodając, że reprezentowana przez niego firma działa na zasadzie ko-kreacji i oferuje Audyt Dojrzałości Technologicznej. – Audyt prowadzimy na zasadzie warsztatu, podczas którego podejmujemy się stworzenia mapy drogowej rozwoju danego przedsiębiorstwa w stronę Przemysłu 4.0. Definiujemy wyzwania, które stoją na przeszkodzie digitalizacji firmy i konfrontujemy je z potrzebami oraz faktycznym stanem firmy. Dopasowujemy najbardziej użyteczne i opłacalne rozwiązania digitalizacyjne oraz planujemy je na osi czasu. Na koniec budujemy wspólnie indywidualny plan rozwoju – tłumaczy nasz rozmówca.

W naszym kraju jest spore grono firm, które widzą konieczność inwestycji w rozwiązania typu smart, ale mamy też firmy cyfrowo wycofane, patrzące ostrożnie na zaawansowane IT – twierdzi Sławomir Kuźniak, Dyrektor ds. Zarządzania Produktem, BPSC. Przywołuje dane Międzynarodowej Federacji Robotyki (IFR), według których tuż przed pandemią nasz kraj znalazł się w zestawieniu krajów kupujących najwięcej robotów przemysłowych. Na początku 2018 r. IFR szacowała, że całkowita liczba maszyn zainstalowanych w polskich fabrykach wynosi ok. 11,5 tys. sztuk. – Często zdarza się tak, że pracownicy są bardziej otwarci na inwestycje niż zarządy. Innowacja jest jednym z fundamentów produkcji. Przewaga konkurencyjna polega nie tylko na wyrobach wysokiej jakości, ale także na sprawnie działającym łańcuchu wartości, a więc usługach i dodatkowych możliwościach, które oferuje producent. Oznacza to, że innowacje w równym stopniu dotyczą sposobu działania, jak tego, co wytwarza dana firma – mówi S. Kuźniak.

W realu, czy w planach?

Co musiałoby się stać, by AI, IIoT (Industry Internet of Things, Przemysłowy Internet Rzeczy) i AR mogły na dobre zagościć w produkcyjnej rzeczywistości? J. Stec (ABB) podkreśla, że wiele z tego typu rozwiązań nie tak dawno temu osiągnęło dojrzałość i przydatność w zastosowaniach przemysłowych. Jednym z tych, które dają duże korzyści, a wymagają niskich nakładów, jest rozszerzona rzeczywistość. Używa się tego narzędzia np. jako wsparcia dla serwisantów lub też podczas planowania produkcji i analizy rozwiązań nowych linii. Przykładem jest narzędzie RobotStudio^® ABB, które pozwala w łatwy sposób oglądać jak nowa linia, czy też cela zrobotyzowana będzie się wpasowywać w istniejącą przestrzeń fabryki.

To, że AI jest technologią wykorzystywaną w polskich zakładach wciąż fragmentarycznie, np. w procesach zarządzania produkcją, zarządzania majątkiem przedsiębiorstwa, zarządzania zużyciem zasobów, systemach kontroli jakości lub systemach analityki procesowej i biznesowej, zaznacza M. Drewniak (AIUT). Z kolei obecność rozwiązań wykorzystujących technologie IIoT jest w przedsiębiorstwach coraz bardziej wyraźna, głównie przez wymianę urządzeń produkcyjnych – wyposażanych w interfejsy IIoT. M. Drewniak zwraca uwagę na mniejszą powszechność protokołów komunikacyjnych IoT, głównie ze względu na ich niszową znajomość i często brak kadry technicznej inwestorów zdolnej do utrzymania tego typu rozwiązań. – VR/AR w Polsce wciąż jest z punktu widzenia inwestorów pewnego rodzaju ciekawostką technologiczną, niż faktycznie wdrażanym rozwiązaniem. Obecnie za jedyny naprawdę mocno rozwijający się rynek dla AR uważa się rynek północnoamerykański. VR stosowany jest np. w procesach projektowania i symulowania składowych mechaniki – dodaje przedstawiciel AIUT.

Wśród klientów BPSC jest kilka firm, które znakomicie wykorzystują wdrożenie zaawansowanych rozwiązań technologicznych jako podstawy do większych zmian. W ciągu kilku lat stały się one modelowymi przykładami wykorzystania nowych technologii zarówno w obszarze oprogramowania, jak i maszyn. – Na razie są to przede wszystkim Przemysłowy Internet Rzeczy i, w nieco mniejszym zakresie, AI. Ta druga technologia wykorzystywana jest głównie do predykcji i pomaga w analizie danych – zaznacza S. Kuźniak.

Można powiedzieć, że IIoT jest wykorzystywane przez wielu integratorów i producentów maszyn głównie jako dodatkowa funkcjonalność obecnie oferowanych, a stosowanych powszechnie od dawna, urządzeń automatyki przemysłowej, takich jak sterowniki PLC (programmable logic controller) – wynika ze słów M. Gryczewskiego (Siemens). Urządzenia te posiadają szereg standardów komunikacyjnych ułatwiających zdalną diagnostykę, zbieranie danych czy łączenie ich z aplikacjami chmurowymi. AR znajduje zastosowanie w diagnostyce maszyn, gdzie pracownicy służby utrzymania ruchu mogą bardzo szybko przeprowadzić prace serwisowe. – AI również z rozpędem wchodzi do fabryk, przykładem jest firmaLubella, produkująca m.in. makaron, która postawiła na system analityczny wykorzystujący sztuczną inteligencję w celu ciągłego monitorowania stanu wytwarzania makronu oraz wychwytywania nieprawidłowości w trakcie procesu suszenia. Model systemu analitycznego uczy się zachowań rzeczywistej linii produkcyjnej. Dzięki temu sieć neuronowa, na podstawie nietypowych parametrów z suszarni, jest w stanie przewidzieć możliwość wystąpienia awarii z aż osiemdziesięcioprocentową skutecznością. Dane pozyskiwane dzięki wspólnemu rozwiązaniu firm Siemens i Brainhint usprawniają kontrolę jakości produkowanego przez Lubellę makaronu. Dodatkowo firma obniża koszty produkcji poprzez zmniejszenie ilości odpadów produkcyjnych oraz zużycia mediów, głównie prądu i wody. Ostatecznie również decyzje podejmowane przez operatorów urządzeń są trafniejsze – konkluduje M. Gryczewski.

W tych branżach najłatwiej

Zdaniem M. Kuropieski (Aspekt) wszędzie tam, gdzie możliwa i konieczna jest automatyzacja procesów, możliwe są już dzisiaj inteligentne rozwiązania. Doskonale sprawdza się to w logistyce i łańcuchu dostaw, zatem proces automatycznej identyfikacji produktów powinien rozpocząć się już u producenta.

M. Drewniak (AIUT) za istotnie zainteresowane uznaje branże cechujące się dużą zmiennością czy wariantowością produkcji. Indywidualizowane procesy produkcyjne zaburzają dość mocno ciągłość pracy składowych instalacji produkcyjnych i wyzwaniem w takich przypadkach jest m.in. umiejętne zarządzanie zadaniami produkcyjnymi, personelem produkcyjnym, intralogistyką i zasobami magazynowymi. Z pomocą przychodzą nowoczesne technologie i tworzone z ich wykorzystaniem, inteligentne rozwiązania. – Wyraźny rozwój w tym zakresie widać dziś na rynku autonomicznych robotów mobilnych, które dzięki odpowiedniemu systemowi zarządzającemu mogą pełnić znacznie więcej funkcji niż tylko transport towarów. Za istotne, zwłaszcza dla sektora motoryzacyjnego, można uznać nowe podejście do organizacji linii produkcyjnej, która – jak pokazują nasze doświadczenia – dzięki robotom AMR (np. Formica) może zostać szybko i przy niskich kosztach przystosowana do produkcji niskoseryjnej. Stopniowo widać też zwiększające się zainteresowanie robotami kolaboracyjnymi, zwłaszcza w branżach lekkich, np. produkcji spożywczej. Warto też wspomnieć, że systemy kontroli, zarządzania i ewidencjonowania produkcji dla potrzeb tworzenia historii produkcyjnych – a jednocześnie do budowania analityk procesowych i biznesowych – są coraz częściej spotykane w branżach innych niż samochodowa – wylicza M. Drewniak.

S. Kuźniak (BPSC) jest przekonany, że oprogramowanie do automatyzacji procesów jest w stanie poprawić efektywność operacyjną w każdym sektorze. Systemy IT do automatyzacji mogą wprowadzać, wyodrębniać i zarządzać danymi, oprogramowanie pozwala automatyzować transfer informacji, digitalizować fizyczne dokumenty dzięki funkcji OCR, a nawet automatycznie wypełniać formularze. – Sektor produkcyjny będzie jednym z większych beneficjentów rozwoju technologii z zakresu sztucznej inteligencji, która znajdzie zastosowanie w niemal każdym obszarze funkcjonowania przedsiębiorstwa. Inteligentne algorytmy już pojawiają się w wielu obszarach. Na razie ich działanie jest punktowe, ale z czasem będzie obejmowało swoim zasięgiem coraz to nowsze i większe obszary. W ciągu najbliższych lat systemy oparte na sztucznej inteligencji będą sterować pracą maszyn, robotów i całych linii produkcyjnych – prognozuje S. Kuźniak.

O tym, że algorytmy oparte na wąskiej sztucznej inteligencji doskonale radzą sobie ze zmiennością towarzyszącą procesom produkcyjnym, zarządzając nimi bez harmonogramowania i z ograniczonym udziałem osób nadzoru bezpośredniego, zapewnia Piotr Karaś, Marketing and PR Manager, UIBS Teamwork. – Autonomiczne i bezpośrednie zarządzanie produkcją jest obecnie najbardziej zaawansowanym i najskuteczniejszym rozwiązaniem. Jego logika opiera się na zarządzaniu przez jeden „ośrodek decyzyjny”, który w oparciu o pełną wiedzę na temat dostępnych zasobów oraz zdarzeń samodzielnie podejmuje decyzje, komu i jakie operacje przydzielić. Takim systemem jest IPOsystem, jedyny jak dotąd wdrożony i sprawdzony w wielu zakładach system, który samodzielnie i bezpośrednio steruje procesami produkcji. Jest stale rozwijany i udoskonalany, osiągnął również zdolność pobierania danych bezpośrednio z maszyn wraz z możliwością autonomicznego zarządzania nimi, w tym robotami, dzięki czemu dysponuje już wszelkimi cechami systemów klasy CPS, czyli systemów cyberfizycznych. Fabryki zarządzane autonomicznie i bezpośrednio przez IPOsystem same się organizują, tym samym w pełni zasługując na miano SMART Fabryki – konkluduje P. Karaś.

Michał Jurczak

Ten i inne artykuły znajdziecie w czasopiśmie Kaizen – dostępnym w naszym sklepie