INTELIGENTNÍ TOVÁRNA JE SKOK K EFEKTIVITĚ A FLEXIBILITĚ

Vydáno 19.7.2019 smart factory

Smart factory už není jen o chytrých technologiích, v současné době se ukazuje, že kvalita, ale i existence této koncepce vůbec, je rozhodující pro cestu, kterou se firma vydá – zda bude úspěšná a inovující nebo neefektivní společnost, která nedokáže klasickou výrobou uspokojit stále náročnější požadavky zákazníků. Protože bez zákazníků není firma schopná přežít.

 

 

Jen chytré továrny totiž budou schopné zvládnout výkyvy poptávky, budou více odolné vůči závadám, zároveň dokážou vyrábět maximálně efektivně. Stroje, lidé a prostředky budou spolu nejen komunikovat, ale i spolupracovat. Stroje se samy ohlásí údržbáři, navíc přesně definují problém. Výrobek bude za pomoci čipu schopný řídit svůj tok výrobou, bude vědět, z kterých dílů se skládá a ke kterému zákazníkovi má být doručen. Sám výrobek se tedy bude aktivně podílet na procesu výroby.

 

TRANSFORMACE HODNOTOVÉHO ŘETĚZCE

V infrastruktuře chytrého podniku jsou propojeny smart logistic, smart grid, smart buildings a smart distribution. Jinými slovy proběhne transformace z tradičního hodnotového řetězce ke zcela novému. Koncept Industry 4.0, to nejsou jednotlivé články hodnotového řetězce pracující izolovaně, ale vše je propojeno a efektivně spolupracuje. Navíc vznikají velmi úzké vazby mezi dodavateli, výrobci i zákazníky.

Všechno je vzájemně propojeno množstvím komunikačních systémů, jako je internet věcí (IoT), internet služeb (IoS) a internet osob (IoP). Díky těmto technologiím budou jednotlivé entity schopné v prostředí Industry 4.0 mezi sebou komunikovat během celého životního cyklu bez ohledu na hranice podniků a států. Všechny dílky výrobního řetězce budou mít všechna potřebná data. Taková digitalizace průmyslové produkce může vytvářet zcela nové obchodní modely.

 

KLÍČOVÉ TECHNOLOGIE

Mezi zásadní technologie, bez kterých není možné Industry 4.0 zavést a které se vzájemně doplňují, patří kyberneticko-fyzikální systémy (cyber-physical systems = CPS), které spojují kybernetický a virtuální svět s existujícími zařízeními a lidmi. Sledují fyzické procesy, transformují je do digitální podoby a umožňují jejich decentralizované řízení. Tyto systémy jsou určeny pro průmyslovou integraci výrobních systémů a prostřednictvím internetu komunikují a ovládají fyzické komponenty, které jsou vybaveny komunikačním systémem. Kyberneticko-fyzikální systémy tak umožňují provádět řízení a rekonfiguraci funkcí s vysokým stupněm automatizace.

Neméně důležitou technologií, bez které se neobejde žádná chytrá továrna, je internet věcí (internet of things = IoT). Jedná se o síť vyhrazenou pro veškerá zařízení schopná přijímat signál na bázi internetu. V běžném životě to jsou mobilní zařízení, chytré televize, kávovary, sekačky a podobně. V průmyslové oblasti se jedná o výrobní stroje či roboty, které jsou naprogramovány k určité činnosti.

Komunikaci jednotlivých součástí výroby zefektivňuje doplňková technologie RFID (radio frequency identification) pomocí čipů, senzorů, čárových nebo QR kódů a jiných ID-tagů. Tyto komponenty budou součástí všech prvků ve výrobě. Strojům dají jasné informace, co má být s výrobkem či dílem provedeno. Tímto způsobem tak bude moct být na dálku programována a dle potřeb upravována samotná výroba.

 

DIGITÁLNÍ DVOJČE MĚNÍ SVĚT

Technologií, která doslova mění svět, je digitální dvojče. Rodí se už ve fázi prvotní myšlenky, je komplexním obrazem výrobku nejen po stránce jeho geometrických, ale i mechanických vlastností. Tento virtuální model formuje v digitálním prostředí vazby, které výrobek vytváří, a interakce s výrobním prostředím a uživatelem a také dodává široké spektrum informací. Virtuální dvojče šetří čas, zvyšuje efektivitu, flexibilitu, predikuje údržbu, snižuje finanční ztráty a je bránou do individualizované hromadné výroby.

 

FLEXIBILNÍ SYSTÉM

Inteligentní továrna představuje skok vpřed od tradiční automatizace k plně připojenému a flexibilnímu systému, který může používat nepřetržitý tok dat z připojených operací a výrobních systémů, aby se učil a přizpůsoboval se novým požadavkům.

Pravá inteligentní továrna dokáže integrovat data z celopodnikového fyzického, provozního a lidského dění za účelem řízení výroby, údržby, sledování zásob, digitalizace operací prostřednictvím digitálního dvojčete a dalších typů činností v celé výrobní síti. Výsledkem může být efektivnější a flexibilní systém, méně prostojů při výrobě a větší schopnost předvídat a přizpůsobit se změnám v zařízení nebo širší síti, což může vést k lepším výsledkům v boji s konkurencí.

 

AUTONOMNÍ ŘÍZENÍ

Jedním z nejcennějších rysů inteligentní továrny je její schopnost se seberealizovat, samočinně se přizpůsobit a autonomně řídit výrobní procesy. Tato schopnost může zásadně změnit tradiční procesy a modely řízení. Autonomní systém může v mnoha případech provádět řadu rozhodnutí bez zásahu člověka a posunovat rozhodovací povinnosti z člověka na stroj nebo soustředit rozhodnutí do rukou menšího počtu lidí.

I v inteligentní továrně se předpokládá, že lidé budou stále klíčoví. Část jejich rolí však bude zanikat, protože monotónní či fyzicky namáhavou práci budou zastávat kolaborativní roboti. Naopak budou vznikat nové funkce z oblasti virtuální reality a vizualizace dat.

 

VIRTUÁLNÍ ASISTENTI

Lidem na pracovištích budou pomáhat takzvaní virtuální asistenti, kteří budou poskytovat obsah a informace na základě předchozích interakcí. Počítače a zařízení, které používáme každý den, se budou učit našim zvykům a budou proaktivně zavádět správné aplikace a služby ve správný čas. Díky pokroku v oblastech zpracování přirozeného jazyka a hlasových technologií bude možné vést produktivnější dialog se stroji, zatímco automatizace a robotika zajistí rychlejší a plynulejší spolupráci s technologiemi, a umožní tak vykonat více práce. Aplikace rozšířené a virtuální reality, které vytvářejí podmanivé zážitky přímo na místě i mimo něj, poskytnou lidem přístup k údajům, které potřebují ke své práci, kdykoli a kdekoli se budou nacházet.

 

SÍŤ 5G OTEVŘE NOVÉ MOŽNOSTI

Rozvoji internetu věcí, autonomity či virtuální reality napomůže síť 5G, jejíž spuštění se v České republice předpokládá v roce 2021. Od tohoto kroku se očekává obří změna, týkající se rychlosti přenosu a dostupnosti dat. Sítě s velkou šířkou pásma a nízkou latencí umožní připojit více zařízení, vozidel a systémů a velká část umělé inteligence, strojového učení a výpočetních operací se bude odehrávat v hraničním prostředí, protože právě tam budou všechna ta data vznikat.

Brzy začnou ulice lemovat miniaturní datacentra, která také umožní vzniknout novým, „chytrým“ příležitostem pro poznatky v reálném čase. Více než kdykoli předtím se budou propojovat města a obce. To je nezbytný předpoklad pro vznik inteligentních měst a digitální infrastruktury. Sítě 5G způsobí revoluční změny v odvětvích, jako je zdravotnictví nebo výroba, ve kterých bude možné v reálném čase zpracovávat a analyzovat data a informace generované v terénu a výsledky poté snadno sdílet s těmi, kdo je potřebují. Nebude tak nutné neustále přenášet data do cloudu a z cloudu.

 

ROZMNOŽENÍ CLOUDŮ

V loňském roce společnost Deloitte předpověděla příchod nejrůznějších typů cloudů tvořících operační model, jenž se stane hybnou silou, protože strategie IT vyžadují veřejné i privátní cloudy. Zatím se tato předpověď naplňuje.

Prostředí s více cloudy urychlí zpracování dat v oblastech automatizace, umělé inteligence a strojového učení, protože poskytnou organizacím možnost spravovat, přesouvat a zpracovávat data v místě a čase podle potřeby. A objeví se další cloudy, protože data budou stále více distribuovaná, ať v hraničních oblastech prostředí autonomních vozidel, inteligentních továren, nativních cloudových aplikací, nebo chráněných místních center, aby vyhověla řadě nových standardů pro dodržování předpisů a ochrany osobních údajů, a samozřejmě ve veřejném cloudu pro různé aplikace a služby, které používáme každý den.

 

DATA NAD ZLATO

Chytrá továrna se neobejde bez shromažďování a vyhodnocování dat, které se stanou tou nejstrategičtější surovinou. Organizace už léta hromadí velké objemy dat. Ve skutečnosti se předpokládá, že do roku 2020 dosáhne objem dat 44 trilionů gigabytů neboli 44 zettabytů. Díky probíhající digitální transformaci je brzy konečně bude možné plnohodnotně využívat. Z těchto dat bude možné vytěžit větší hodnotu, jejich vyhodnocení povede k inovacím či efektivitě procesů.

Díky síle algoritmických analýz mohou data řídit všechny procesy, odhalit provozní chyby, poskytnout uživatelům zpětnou vazbu a při shromáždění v dostatečné míře a rozsahu mohou být použity k předpovídání provozních a neefektivních aktiv nebo kolísání zdrojů a poptávky.

Aby se dosáhlo vyšší úrovně inteligentní zralosti v továrnách, musí se zabezpečit kompletní zasíťování s vysokou rychlostí přenosu dat, velká uložiště dat a počítačový výkon s využitím cloud computingu a instalovat více smart senzorů, ze kterých se budou shromažďovat sady dat. Například implementace případu jednoho použití může vyžadovat zachycení a analýzu jediného souboru dat. Zavedení dalších případů použití nebo změna velikosti operace na průmyslové úrovni bude obvykle vyžadovat rozšíření snímání a analýzy větších a různých datových sad a typů (strukturované vs. nestrukturované), což povede k úvahám o analytických, úložných a řídicích schopnostech. Jednou velmi inteligentní tovární konfigurací z dat je digitální dvojče.

 

BEZPEČNOST INFORMACÍ

Klíčové bude zabezpečení dat. Průmyslová data udávají výrobní proces a jsou velice důležitá pro plánování výroby. Obsahují přesné a jedinečné informace o výrobcích, a proto je důležité tato data zabezpečit jak v procesu výroby, tak i ve vzdáleném centrálním úložišti. Pro funkční ochranu bude nutné šifrování, ochrana serverů pomocí firewallů, automatické skenování bezpečnostních slabin i zavedení jiných zabezpečujících systémů, aby podnik mohl uchránit své citlivé informace a obchodní tajemství. Důkladná ochrana před viry a včasné odhalení průniku do systému jsou klíčové atributy pro cybersecurity.

 

 

Soňa Singerová