Průmyslová revoluce 4.0

Pohybujeme se krajinou průmyslové revoluce 4.0 jako sprinter nebo jako vytrvalostní běžec?

V tomto příspěvku se pokoušíme o sebereflexi našeho agilního přístupu k digitální transformaci ve výrobních procesech v NEDCONu a našeho vztahu k průmyslu 4.0.

Bod nula

Když se objevily první úvahy o průmyslové revoluci 4.0 (bylo to v roce 2011), byli jsme v situaci, kdy jsme právě přepracovávali svoje výrobní koncepty v kontextu tehdy nastupující automatizace a robotizace. Byli jsme tedy ještě ve fázi průmyslové revoluce 3.0, nicméně měnící se situaci jsme vnímali jako impulz, který může výrazně zlepšit naši připravenost na implementaci kyberneticko-manipulačních systémů. Zpočátku to byl skutečný sprint; byl ale koordinovaný a soustředěný na zavádění průmyslových standardů, které nám umožnily nastoupit na cestu k digitální transformaci.

Od improvizovaných aplikací až po plně integrovaná řešení

Před nástupem úvah o průmyslu 4.0 byl svět provozních technologií (OT), do něhož patří i automatizovaná a robotizovaná výroba, do značné míry řízen IT, a to platilo i v NEDCONu. Doménou této fáze bylo vertikální digitální propojení obou světů, OT a IT – konkrétně propojení systémů jako FIELD a SAP/ERP na principu tzv. automatizační pyramidy. Jednalo se o několik aplikací na takzvané vrstvě MES (Manufacturing Execution System), která propojuje digitální tok informací v obou směrech. Mezi nejdůležitější aplikace patří vyřizování objednávek, monitoring stavu/spotřeby energie, správa dokumentace měření a souběžná implementace systému Real-Time OEE (Overall Equipment Efficiency). Nový systém Real-Time OEE nahradí digitální aplikaci, která nefunguje v reálném čase. Rušit dosud funkční technologie je samozřejmě nelogické, takže propojování starších zařízení k novým systémům nebylo jednoduché. Dnes už zbývá jen ještě globálnější integrace vyvíjených řešení, dokončení hierarchického systému toku informací (na úrovni závodu) a skok směrem k větší mobilitě.

Tradiční pohled na MES dnes pravděpodobně nestačí

Zavedení vrstvy MES se zpočátku zdálo být jasným a hmatatelným cílem. Věčný kolotoč digitalizace ale tento cíl posouvá pořád dál. Automatizační pyramida prochází výraznými změnami ve vertikálním směru. Na vrstvě Field i MES proto připravujeme propojení IIoT a asistenční funkce pro rozhraní člověk-stroj. Na rozdíl od známých aplikací pro mobilní zařízení chceme přednostně používat aplikace na platformách IIoT, které jsou propojeny s produkcí a systémy zpracování dat. Na začátku jsme usilovali spíše o monolitický systém, který bude dokonale vyladěn pro naše potřeby. Zapojení do digitálního ekosystému průmyslu 4.0 ale přináší řadu výhod. Proměnil se samotný vrchol pyramidy tohoto digitálního ekosystému – jeho špičku už netvoří pouze systém ERP, ale celá vrstva Business Intelligence (BI), která nabízí pokročilé možnosti reportingu a analýzy nad produkčními daty. Právě to je jedno z aktuálních témat, jež v NEDCONu v oblasti digitalizace výroby řešíme.

Digitální transformace není jen vertikální

Udržet se na správné cestě znamená nejen pracovat na aktuálních projektech, ale neustále utvářet další vize a definovat kroky k jejich dosažení. A v tomto bodě se cesty začínají větvit. Budoucnost už není jen vertikální; spočívá také v horizontální datové kompetenci. Při hledání optimálních výrobních podmínek se již nemůžeme spoléhat pouze na výrobní data, nýbrž musíme se napojit i na další robustní datové platformy, jako je integrované plánování, TQM apod. Řada těchto platforem poskytuje data v nestrukturovaných formátech, jako je např. hlasový záznam hlášení pracovníka údržby na stroji. Tato data často vyžadují sémantickou analýzu, která je převede do strukturovanějšího formátu vhodného pro další analýzu. Jednou z největších výzev v této fázi je koordinace různorodých dat mezi různými (ne)strukturovanými systémy. NEDCON posiluje svoje schopnosti v oblasti datových technologií, aby mohl plně využít potenciál BI vrstvy, a to včetně analýz dat z horizontálních datových systémů s využitím umělé inteligence. Tento přístup je nezbytný pro nalezení základních souvislostí a příčinných souvislostí, abychom dosáhli optimalizace nejen v celém životním cyklu výroby, ale nakonec i v celém dodavatelském řetězci. Tomuto zásadnímu tématu se intenzivně věnujeme v našich analýzách možných dalších kroků v digitální transformaci výroby.

Další rozměr jako bonus

Hledání korelací a jejich příčin nám poskytuje cenné poznatky, ale samo o sobě neřeší rozhodování o způsobu optimalizace, natož aby umožnilo samooptimalizaci/adaptaci komplexních systémů a procesů. K tomu potřebujeme existenci digitálních modelů objektů a systémů, ale i procesů. V NEDCONu je matematické modelování procesů zatím ve fázi zrodu. Máme v úmyslu masivně rozvíjet používání 3D grafických a funkčních provozních modelů zařízení – totiž jejich digitálních dvojčat. Dosud jsme hovořili pouze o příbuznosti provozních a informačních technologií (OT-IT). Nyní musíme začít hovořit ještě o novém rozměru, totiž o konstrukčních technologiích (ET) a zejména o konvergenci IT-OT-ET. Pokud chceme plně využít potenciál robustních nástrojů, jako je deep learning nebo umělá inteligence, musí se tento nový rozměr stát prioritou naší digitalizační strategie.

Jaká jsou největší rizika a jaké jsou největší výzvy pro úspěch?
Uveďme si ty nejdůležitější:

• Vytvoření dlouhodobé vize a uplatnění strukturovaného rámce pro konsolidaci problémů.
• Podcenění role datových expertů, zejména absence datového inženýrství a tzv. „občanských datových vědců“ (Citizen Data Scientists), kteří mají znalosti v oblasti byznysu a základní kompetence v analytice.
• Změna organizační mentality s cílem přizpůsobit organizaci stavu, kdy jsou některé aspekty obtížně vysvětlitelné nebo není předem známé řešení.
• Páteřní procesy a platformy musí být robustně digitalizované a pokud možno horizontální.
• V agilních metodách se musí změnit role manažerů a jejich vztah k týmu.

Jak tedy zní odpověď na otázku v nadpisu?
Kdybychom to měli přirovnat ke sportu, šlo by nejspíš o etapový cyklistický závod. Náš plán digitální transformace je rozdělen do etap s jasnými cíli. Je důležité připravit se dobře na každou etapu, ale zároveň mít jasnou vizi a strategii pro závod jako celek. Závod v digitalizaci můžete vyhrát, i když nevyhrajete žádnou z etap. Stačí vždy zaujmout správnou pozici. Každá etapa je jiná a o úspěchu rozhoduje obratnost a taktika celého týmu. A navíc – v prémiových úsecích a před cílovou páskou přichází sprint!