Industry 4.0 – Co funguje a co nikoli?

Industry 4.0 je stále hlavním tématem průmyslových společností. Většina z pokusů o dosažení Industry 4.0 je pouze fouknutím do prázdna s nedohledným navrácením vložených investic. Přesto je však několik reálných nápadů, které mohou co nevidět celkem dobře fungovat. Tentokrát bych se chtěl zaměřit na to, co v Industry 4.0 funguje a co nikoli.

(Přeloženo z originálu „Industry 4.0 – What Works, What Doesn’t“, autorem je Christoph Roser na blogu www.allaboutlean.com)

Úvod

Industry 4.0 je především německý vládní výzkumný program pro počítače ve výrobě. Toto téma jako takové není zcela dobře definováno, takže všechno co souvisí s počítači a výrobou může, ale také nemusí být propojeno s Industry 4.0.

Průmyslové revoluce (By Christoph Roser at AllAboutLean.com under the free CC-BY-SA 4.0 license.)

Industry 4.0 ve výrobě

Industry 4.0 je především záležitostí výroby. Internet věcí nebo kyberneticko-fyzické systémy mohou propojovat výrobky a stroje mezi sebou. Představa je taková, že s pomocí počítačů, které všechno ví, jsme schopni zlepšovat řízení výrobních systémů. Nebo se o to všechno dokonce mohou starat samy počítače a my nemusíme dělat vůbec nic. Toto je však zatím možné pouze teoreticky a tím pádem jsou praktické záležitosti značně podceňovány. Už jsem viděl vysoce komplexní příklady Industry 4.0 v řadě různých společností. V takových výrobních systémech byly všechny stroje a všechny díly připojeny k síti, což umožňovalo získávání neskutečných objemů dat. Jakýkoli díl se mohl přesouvat z jednoho stroje na jakýkoli jiný v závislosti na potřebě a dostupnosti. Takové systémy by byly skvělými ukázkami Industry 4.0. Tedy až na to, že lidé, kteří v nich pracují, by se nejradši vrátili ke klasické výrobní lince. Celkově vzato jsou tyto systémy spojeny s vysokými náklady na jejich chod a údržbu, přičemž tyto náklady převyšují užitečnost těchto systémů. Z mého úhlu pohledu existuje několik důvodů, proč tyto složité počítačové systémy nejsou optimálními v porovnání s konvenčními systémy.

Náročné na nastavení

Lidé obvykle podceňují náklady na nastavení a jeho náročnost. Některé snímače a senzory pro získávání dat již mohou být součástí nakoupených strojů a v takovém případě už vám stačí jen nastavit rozhraní mezi softwarem strojů a vaším podnikovým informačním systémem. Jiné další snímače a senzory budete muset zapojit do strojů sami, což pro vás bude znamenat navedení datového propojení, napájení a začlenění do současných softwarových nástrojů. Je to tedy celkově hodně nákladné.

Náročné na pochopení dat

Jaká data byste měli získávat a měřit? Na tuto otázku je mnohem těžší odpovědět, než se může zdát. V průmyslu platí, že pokud sbíráte opravdu hodně dat, tak se snad někde mezi nimi najdou ty správné, které chcete. V tak velkém objemu se však tyto správné a potřebné data špatně hledají. Anebo dokonce ani nemusí být v systému. Ale aby toho nebylo málo, získat ta správná data je pouze prvním krokem. Musíte v nich hledat smysl, protože pokud sledujete nějaký senzor evidující průjezd dílce, tak vám tato informace prozatím k ničemu nebude. Zvlášť pokud těch senzorů máte třeba tisíc. Data musíte shromažďovat a zpracovávat, abyste jim mohli porozumět. A v souvislosti s tím si musíte klást ty správné otázky.
Abyste to udělali správně, bude vás to stát nejen čas, ale také peníze. Zpracování dat může být dokonce nákladnější než instalace a nastavení senzorů. Něco mi ale říká, že tato fáze získávání, zpracování a chápání dat je často zkracována, a to jak z časových a finančních důvodů, tak také z důvodu nedostatečného uvědomění si, že jde o důležitou a nezbytnou součást. Dle posledních průzkumů se ve výrobě vygeneruje výrazně více dat než v jiných odvětvích. A jak slýchávám, firmy mají tuny dat, ale žádné informace.

Náročné na využívání dat

Provozování továrny je obvykle přinejmenším poněkud chaotické a dobrá data mohou s řízením pomoci. Nejen že je musíte mít, ale současně se musíte také využít. K tomu často dochází mnohem méně, než by tomu mohlo být. Může to být způsobeno tradicí („Vždy jsme to dělali takto.“), nedostatkem tréninku („O jakých datech to mluvíš?“) nebo nevlastněním těch správných dat. Ve všech případech je ale výsledek stejný – systém není dostatečně využit. Často se setkávám s přesvědčením, že všechny problémy ve výrobě budou vyřešeny jednoduše jen tím, že je dáte do počítače. To není úplně pravda. Problémy budou stále existovat, až na to, že v současné chvíli jsou mnohem těžší k pochopení a nejste schopni jim zabránit a napravit je.

Nedostatek úspor z rozsahu

Výše uvedené se ne vždy daří provést správně, ale správně to může být provedeno. Je to jen otázka času a úsilí, které tomu věnujete. Avšak tou největší překážkou zřejmě je, že v Industry 4.0 musíte neustále vynakládat nové a nové úsilí. Když se vám podaří všechno připravit pro jeden shop floor, budete to muset udělat téměř úplně znovu pro další shop floor. Je obtížné znovu použít stejné softwarové nástroje bez většího přepracování, aby odpovídaly novým a odlišným senzorům v jiné továrně. Proto musíte v případě nové továrny začít s Industry 4.0 téměř od začátku. A aby toho nebylo málo, tak vám to ještě zkomplikuje skutečnost, že společnosti si velmi chrání svoje data. Slyšel jsem o mnoha výrobcích obráběcích strojů, kteří do svých strojů implementovali diagnostické nástroje pro dálkové snímání a údržbu, ale na základě požadavku zákazníka musely být tyto vypnuty. Společnosti totiž nechtějí, aby jejich dodavatelé měli přístup k informacím o jejich výrobě. Takové nástroje vzdálené podpory tím pádem nejsou vůbec využívány.

Proč to tedy dělat?

Když je tolik negativních aspektů Industry 4.0, proč se tím tedy vůbec zabývat? Z mého hlediska jsou dva důvody, které se mohou, ale také nemusí týkat všech společností.

  1. Je to příprava na budoucnost. I když je Industry 4.0 prozatím spojeno s nízkou návratnosti vložených investic, nakonec se všechny problémy vyřeší a bude to mít své výhody (např. u CNC strojů to trvalo něco přes 20 let). Takže i kdyby takový systém měl stát miliony eur, může to být užitečný nástroj k získávání zkušeností, jak zůstat na úrovni špičkové technologie.
  2. Pomáhá prodávat výrobky. Přesně takové systémy dokáží zaujmout zákazníka a mohou vést k navýšení prodejů (nebo také ne). Akorát takový přístup společností investovat peníze k dosažení lepší kvality nebo snížení nákladů často nemusí být správný.

Industry 4.0 v logistice – Výhoda úspor z rozsahu

Existuje však jeden typ Industry 4.0, který vykazuje úspory z rozsahu, a tím je logistika! V podstatě všechny výrobní společnosti musí zajistit pohyb dílů a výrobků. Rozvážení ze skladů a dovážení výrobků k zákazníkovi je pro mnoho společnosti standardní situací. V takovém případě mohou být k užitku úspory z rozsahu v logistickém Industry 4.0.
Nejznámějším příkladem bude zřejmě Amazon Robotics (dříve Kiva Systems). Jedná se o malé roboty, kteří rozvážejí zboží po skladu (mezi příjmem, výdejem a uložištěm). Tito roboti snižují náklady a umožňují lepší využití ploch. V minulosti byly využívány řadou různých společností, ale jakmile byla Kiva koupena Amazonem, došlo k ukončení smluv. Tím pádem již nejsou dostupné mimo Amazon.

Roboti v Amazonu (Amazon Robotics, www.amazonrobotics.com)

Obdobné systémy je možné využít v různých společnostech. Příkladem toho je čínská společnost Geek+, jíž služby využívá nejznámější čínský e-shop Alibaba.

Podobně to funguje i s velkými těžebními stroji, které začínají být řízeny počítači. V australském dole Rio Tonto využívají 73 samo-řídících trucků. V takto kontrolovaném prostředí je nastavení samo-řídících trucků mnohem snazší, jelikož můžete využívat prostorové značky laserové senzory, radary a další ovládací prvky, pomocí kterých můžete interagovat s těmito samo-řídícími 416t kolosy. Nejen že je to rychlejší a levnější, ale také zjevně i bezpečnější. Další doly se k tomu trendu také blíží. Nejnovější trucky už ani nemají kabiny pro řidiče.

Shrnutí

Věřím, že Industry 4.0 již nyní poskytuje výrazné výhody v logistice v porovnání s výrobou, kde jsou ty výhody ještě takové nejasné a celkem hodně vzdálené někde v budoucnosti. Teď již můžete jít a zlepšovat vaše procesy!

Přeloženo z příspěvku: Industry 4.0 – What Works, What Doesn’t
Autor: Prof. Dr. Christoph Roser

Přeložil: Pavel Ondra

Christoph Roser je profesor výrobního managementu na Karlsruhe University of Applied Sciences. Jako autor zakládá na mnohaletých zkušenostech implementace, výzkumu a výuky štíhlé výroby. Věnoval se 5 let výzkumu a práci pro Toyotu v Japonsku.

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

16 − 7 =