Przemysł 4.0 to nowy paradygmat zarządzania produkcją. Dzięki rozwiązaniom Inteligentnej fabryki łatwiej zarządzać produkcją, można rozwiązać problemy planistyczne, poprawić produktywność, poprawić wykorzystanie zasobów i elastyczność produkcji oraz skrócić czasy międzyoperacyjne, a także zmniejszyć produkcję w toku. Smart Factory pozwala szybciej, efektywniej, masowo produkować jednostkowe, zindywidualizowane produkty. Brzmi jak Święty Graal managerów produkcji. Jak go znaleźć? Kiedy „zwykła” fabryka staje się inteligentna? Jak być 4.0 w realiach polskiej fabryki? Jak być Smart?

Wstęp

Wszyscy słyszeli historie o fabryce przyszłości, gdzie pracuje tylko jeden człowiek i pies - pies do pilnowania fabryki, człowiek aby karmić psa. Cała fabryka pełna robotów i autonomicznych pojazdów sama się przezbraja, sama sobie dostarcza surowce, sama produkuje i wysyła produkt w świat, najlepiej autonomicznym dronem pod drzwi klienta końcowego. Może, albo raczej na pewno takie fabryki kiedyś powstaną. Pytanie tylko czy tego dożyjemy i czy nie okaże się, że aby taka fabryka-robot mogła funkcjonować wokół niej będzie musiało pracować tysiące osób z obsługi. Ostatnio na jednej z konferencji szef dużej firmy headhunterskiej opowiadał jak prezentowano mu super nowoczesny magazyn, całkowicie zrobotyzowany gdzie wszystkie prace wykonywane dotychczas przez człowieka przejęły automaty. Prawdziwy magazyn 4.0. Wszystkim jednak umknął jeden szczegół - okazało się, że czasami robot coś sknoci, rozsypie wyrób, nie zauważy dziury w pudełku, zakurzy mu się czujnik itp. I wtedy nagle okazuje się że potrzeba ludzi. I to więcej ludzi niż kiedyś! Co to oznacza? Czy przemysł 4.0 to wymysł lobbystów, a fabryka 4.0 to mrzonka? Albo może na takie gadżety będzie stać tylko najbogatszych i tak jak przy Just in Time będziemy mieli efekt drugiej strony lustra, gdzie duża fabryka chwali się systemem bez magazynu i dostawami prosto na linię produkcyjną, ale żeby to mogło działać mały poddostawca kumuluje stany magazynowe i w stresie czeka na kolejne zamówienie?

Co to jest ten cały Przemysł 4.0?

Ilość odpowiedzi na pytanie o definicję Przemysłu 4.0 równa jest liczbie osób udzielających odpowiedzi. Kiedyś na jednej z konferencji byliśmy świadkami jak trzech poważnych prezesów, reprezentujących bardzo poważne firmy dostarczające super nowoczesne rozwiązania próbowało to ustalić. W efekcie gdzieś pomiędzy 3.0 a 3.75 każdy został przy swoim. Oczywiście media są pełne definicji, opracowań, publikacji. Jaki jest jednak wspólny mianownik? Czy w ogóle jest jakiś wspólny mianownik? Kluczem do odpowiedzi wcale nie jest automatyzacja, roboty i autonomiczne pojazdy. Kluczem jest indywidualizacja produktu. W fabryce 4.0 nie chodzi o masowość produkcji, ale o masowość zamówień! Jeśli fabryka 3.0 potrafi wyprodukować 1000 par butów na godzinę w cenie x, to fabryka 4.0 zrealizuje w godzinę 1000 zamówień po 1 parze butów przy zachowaniu ceny x. Zatem do w Inteligentnej Fabryki 4.0 prowadzi wszystko co zmienia procesy organizacyjne w fabryce tak aby z masowo realizować pojedyncze zlecenia. W Inteligentnej Fabryce chodzi o czas. Jak zrealizować coraz bardziej wymagające zamówienia w coraz krótszym czasie?

Jak to osiągnąć?

Polityka handlowa jednej z firm głosi "always say yes" - o cokolwiek klient nas zapyta, jakąkolwiek będzie miał potrzebę w branży, w której działamy zawsze robimy wszystko, aby zrealizować zamówienie. Inteligenta fabryka to taka, która zmierza do tego stanu.

Czy możecie zmienić termin realizacji zlecenia? Czy możecie zmienić ilość? A może moglibyście zastosować trochę inną technologię? Muszę zamówić 100 sztuk, ale w zasadzie to potrzebuję tylko jedną. Czy możecie mi ją wyprodukować? Tak, w fabryce 4.0 to jest/będzie możliwe. Jedna z działających w Polsce firm drukuje oprawki okularów. Indywidualny wzór? Proszę bardzo! Nietypowy rozmiar? Żaden problem. Na wtorek? Gdzie wysłać? Druk 3D i rozwój metod przyrostowych to jedna z wielu dróg do osiągnięcia zmiany jaką niesie Rewolucja Przemysłu 4.0. Innym oczywistym kierunkiem jest automatyzacja i robotyzacja. Czasami te dwa pojęcia traktowane są oddzielnie, jednak wydaje się, że to tożsame zagadnienie. Ktoś mógłby powiedzieć, że robot w przemyśle to żadna rewolucja, są obecne w fabrykach od wielu lat. To prawda, jednak dzisiejsze roboty reprezentują zupełnie inne możliwości zastosowań, praktycznie w każdym przemyśle, a ich rozwój w stronę wersji wspomagającej pracę człowieka (cobot) jeszcze rozszerzy ten zakres. Ktoś może powiedzieć „to drogie rozwiązanie, nie stać mnie”. Koszty inwestycji w robotyzację i automatyzację znacząco spadły w ostatnich latach i spadają nadal. Jeżeli weźmiemy pod uwagę wzrastające na całym świecie koszty pracy to okres zwrotu w automatyzację staje się znacząco krótszy. Niedawno obiegła świat informacja, że chiński Foxconn postanowił w ciągu najbliższych kilku lat zastąpić 60 000 swoich pracowników robotami.

Dzisiejsze maszyny i urządzenia dzięki łatwo dostępnym wszelkiego rodzaju czujnikom wykorzystującym Internet Rzeczy dostarczają nieporównywalnej, z innymi okresami rozwoju przemysłu, ilości danych. Możemy mieć wiedzę nie tylko o parametrach procesu, wielkości produkcji ale również stanie maszyn, zużyciu elementów, lokalizacji produktów, czy też w logistyce wiedzę o stanie i wykorzystaniu baterii trakcyjnych wykorzystywanych w wózkach widłowych. I to wszystko w czasie rzeczywistym. Ich szybkie przetwarzanie jest możliwe dzięki rozwojowi narzędzi informatycznych takich jak Big Data, chmury obliczeniowe, czy też uczenie maszynowe. Pamiętajmy jednak, że nawet najnowocześniejszy zakład produkcyjny wyposażony w topowe maszyny i roboty jeśli ulegnie awarii nie będzie Inteligentną Fabryką. Będzie zepsutą fabryką. Dlatego tak duże znaczenie ma zapobieganie awariom i zmiana myślenia w zarządzaniu utrzymaniem ruchu właśnie w tym kierunku (Predictive Maintenance). Podstawowe znaczenie ma dynamiczny rozwój systemów informatycznych, które nie tylko wspomagają zarządzanie, ale wręcz same potrafią fabryką sterować. Tradycyjny wielomodułowy system "dla całej firmy" to już zdecydowanie za mało. Zrobotyzowana, zautomatyzowana Inteligenta Fabryka, która w czasie rzeczywistym reaguje na zapotrzebowanie rynku nie spełni swojej roli jeśli będzie sterowana przez planistę wyposażonego w tradycyjny system, statyczne harmonogramy i Excel. Dlatego kluczowe i jak się wydaje niezbędne dla całego procesu jest zastosowanie autonomicznych systemów decyzyjnych, które samodzielnie, w czasie rzeczywistym przeanalizują dostarczone dane, zareagują na zmiany i zasterują zasobami produkcyjnymi. Takie systemy, których rozwój umożliwiło powstanie technologii opartych o elementy sztucznej inteligencji są już dostępne na rynku i zarządzają już fabrykami w polskim przemyśle.