Przemysł 4.0 – co to jest i jak usprawnia działanie fabryki?

Przemysł 4.0 to pojęcie, które od ładnych kilku lat przewija się w temacie efektywnego prowadzenia fabryk oraz optymalizacji procesów produkcyjnych. Jednak pod tym pojęciem kryje się o wiele więcej, niż sprawne zarządzanie produkcją. To narzędzie usprawniające działanie całego przedsiębiorstwa – niezależnie od jego branży czy rozmiaru. Czas zatem się dowiedzieć: co to jest przemysł 4.0 i jak rzeczywiście usprawnia działanie fabryki?

W naszym artykule znajdziesz odpowiedzi na pytania:

• Co to jest przemysł 4.0?
• Jak działa przemysł 4.0?
• Jak przemysł 4.0 wpływa na zarządzanie firmą?
• Jak przemysł 4.0 wpływa na finanse firmy i czy się opłaca firmie
• Przemysł 4.0 a poszczególne branże
• Czy przemysł 4.0 jest dla każdej fabryki?
• Co mają wspólnego przemysł 4.0 i Internet Rzeczy?

Co to jest przemysł 4.0?

Przemysł 4.0 to, inaczej mówiąc, czwarta rewolucja przemysłowa, która bazuje na komunikacji systemów i urządzeń przemysłowych w celu pozyskania danych pozwalających na optymalizację pracy oraz procesów. Trzy poprzednie rewolucje wiązały się z:

• mechanizacją (przemysł 1.0) – wprowadzenie silnika parowego,
• elektryfikacją (przemysł 2.0) – przejście na elektryczne linie produkcyjne,
• cyfryzacją (przemysł 3.0) – automatyzacja linii produkcyjnych i sterowanie produkcji przez komputery.

Z ideą przemysłu 4.0 wiążą się również pojęcia: fabryka 4.0 i produkcja 4.0. Wszystkie one obracają się wokół możliwości stworzenia ekosystemu pomiędzy systemami IT, maszynami, pracownikami produkcji oraz kadrą kierowniczą. Jego głównym zadaniem jest płynne przekazywanie informacji pośród tymi komponentami. Do powstania takiej sieci komunikacyjnej wykorzystuje się m.in. Internet oraz wszelkiego rodzaju technologie informacyjne. Na ich bazie tworzone są integracje pomiędzy maszynami i systemami za pomocą, których dane są gromadzone, przetwarzane oraz analizowane w czasie rzeczywistym. Pozwala to m.in. na natychmiastowe reagowanie na wszelkiego rodzaju odchylenia, jak również na stałe udoskonalanie działania wytwórni w celu zwiększenia jej wydajności, a co za tym idzie jakości produkcji i czerpanych z niej zysków.

Jak działa przemysł 4.0?

Jak już wspominaliśmy, przemysł 4.0 działa w oparciu o sieć komunikacyjną, pozwalającą na zbieranie danych pomiędzy urządzeniami, systemami oraz pracownikami. Nie ogranicza się on tylko do fabryki, ale dotyczy niemalże wszystkich systemów i procesów zachodzących w przedsiębiorstwie.

Jak to wygląda w praktyce? Przemysł 4.0 obejmuje sobą cały łańcuch działania wytwórni od złożenia zamówienia oraz dostawy materiałów, przez ich magazynowanie, kontrolę jakości,  proces produkcji, aż po wysyłkę do klienta. Ten główny łańcuch jest dodatkowo wspierany przez systemy działające w okołoprodukcyjnych działach, np. laboratorium. W ten sposób w razie wystąpienia wadliwych surowców, systemy pozwalają szybko wstrzymać produkcję wyrobów. Gdy jednak do odkrycia błędów dochodzi na późniejszym etapie, po wypuszczeniu produktów do klientów, połącznie z systemami magazynowymi oraz logistycznymi pozwala szybko namierzyć dane partie na rynku i doprowadzić do ich wycofania. Jest to szczególnie istotna zaleta w takich branżach, jak rolno-spożywcza czy farmaceutyczna, gdzie liczy się czas reagowania.

Wszystko to jest możliwe dzięki płynnemu przepływowi informacji pozwalającemu na ich gromadzenie, szybkie przetwarzanie oraz analizowanie. W oparciu o te dane tworzone są np. alerty informujące nie tylko o błędach, ale możliwych brakach magazynowych i to już na etapie planowania produkcji. To znów pozwala uniknąć przestojów w pracy, zapewniając płynność działania.

Sczytywanie informacji z maszyn umożliwia także pracownikom reagowanie w czasie rzeczywistym na awarie, jak również zapobieganie im. Analizy oraz raporty są w stanie wskazać w jakim stopniu zużycia znajdują się poszczególne elementy maszyn, a tym samym kiedy należy je wymienić, by uniknąć niepotrzebnych, dłuższych przestojów w pracy. Przemysł 4.0 w ten sposób dba o zapewnienie najoptymalniejszego działania urządzeń.

(Dowiedz się jak szczegółowo działa system MES w zgodzie z ideą Przemysłu 4.0)

Jak przemysł 4.0 wpływa na zarządzanie firmą?

Przemysł 4.0 wpływa na zarządzanie firmą przede wszystkim usprawniając i optymalizując jej procesy. Umożliwia również reagowanie na awarie i odchylenia w czasie rzeczywistym, jak również wyciąganie długofalowych wniosków w oparciu o precyzyjniejsze analizy oraz raporty. Bazując na nich przedsiębiorstwo może tworzyć efektywniejsze plany działania dla każdego działu firmy – od produkcji, przez finanse, po akcje marketingowe.

Dostęp do szczegółowych danych, jakie zapewnia przemysł 4.0, to szansa na usprawnienia w każdym aspekcie. Dzięki nim nie tylko można wykryć i wyeliminować wąskie gardła oraz usterki w samym przedsiębiorstwie, ale również poza nim, np. w kwestii dostaw. Połączenie systemów w jeden ekosystem pozwala na analizę danych pod kątem całościowym oraz wyrywkowym. Można z nich m.in. wyciągnąć informacje na temat dostawców surowców – w jakich warunkach są one przewożone, a tym samym jak wpływają na ich jakość.

Usprawnienia dotyczą również kwestii magazynowych. Pracownicy są w stanie otrzymać realne dane na temat ilości przechowywanych materiałów, czy ich terminów przydatności, a tym samym optymalniej nimi zarządzać. Mogą także wykonywać szybkie przemieszczenia między magazynami lub zamówienia brakujących składników już na etapie planowania produkcji. Przemysł 4.0 umożliwia również gospodarowanie odpadami produkcyjnymi, pozwalając na ich ponowne wykorzystanie albo odpowiednią utylizację czy sprzedaż.

Środowisko to oferuje także nowoczesne narzędzia dla kadry zarządzającej, zapewniając zdalny dostęp do przejrzystych raportów i analiz całościowych oraz tych rejestrowanych w czasie rzeczywistym. Umożliwiają one tym samym dostęp do realnych informacji związanych z bieżącym działaniem firmy, z dowolnego miejsca i o każdej porze. Raporty mogą być tworzone pod indywidualne potrzeby danego działu lub tematu, dostarczając tylko te dane, które rzeczywiście mają dla nich znaczenie.

Te i inne działania, oferowane w ramach przemysłu 4.0, wpływają również na zyski i koszty przedsiębiorstwa.

Jak przemysł 4.0 wpływa na finanse firmy i czy się opłaca?

Jeżeli Facebookowi opłaca się gromadzenie i przetwarzanie informacji, to każdemu innemu  przedsiębiorstwu, zwłaszcza produkcyjnemu, również się opłaca. Jeśli zależy nam na wydajności oraz pełnej kontroli, szczególnie w obrębie obłożenia pracy maszyn, ich awaryjności, czy planowania działań serwisowych to przemysł 4.0 jest wręcz wskazany. To samo dotyczy optymalizacji planowania produkcji.

Przemysł 4.0 jest niezastąpionym wsparciem dla całego firmowego zespołu, dającym pracownikom, kierownikom oraz zarządowi dostęp do niemalże każdej ważnej danej w dowolnym miejscu i czasie. Wpływa tym samym na jakość produktów oraz personalizację pod potrzeby klientów. Umożliwia również szybkie reagowanie na rynkowe zmiany, uelastyczniając procesy produkcyjne i ułatwiając tym samym wprowadzanie w nich zmian.

Wpływ przemysłu 4.0 na finanse przedsiębiorstwa jest niezwykle korzystny. Pozwala na obniżenie kosztów produkcji, a przez możliwości szybszego reagowania na zmieniające się potrzeby klientów, zapewnia przewagę konkurencyjną i większe zyski.

Jak przemysł 4.0 a poszczególne branże?

Przemysł 4.0 jest bardzo elastycznym środowiskiem, które daje możliwości dopasowania rozwiązań do wymagań i potrzeb danych branż. Przykładowo w produkcji i automotive jego najważniejszym zadaniem będzie optymalizacja procesów oraz zapewnienie ciągłości produkcji.  Zaś w logistyce kluczowe staną się tematy związane z analizowaniem tras, ustalaniem optymalnych czasowo przesyłów czy pakownością pojazdów. To, co chcemy osiągnąć oraz w jaki sposób przede wszystkim zależy od algorytmów, na jakich będziemy działać. Istotnym jest jak zostaną one zaplanowane, gdyż to właśnie będzie wpływało na sposób optymalizacji wszystkich procesów, niezależnie od branży, w której działamy.

Wysokie zainteresowanie przemysłem 4.0, spowodowane zauważalnymi wynikami z jego wprowadzenia do przedsiębiorstw, sprawiło, że obecnie na rynku jest dostępna duża ilość gotowych już algorytmów. Są im nawet poświęcone całe prace naukowe, dlatego przystąpienie do wdrożenia tych rozwiązań w przedsiębiorstwie jest obecnie dużo łatwiejsze.

Warto jednak pamiętać, iż wbrew wcześniejszym przewidywaniom, że przemysł 4.0 wykluczy pracowników fizycznych z fabryk, to stało się odwrotnie. Personel jest zawsze najsilniejszym atutem przy przeprowadzaniu wdrożenia w przedsiębiorstwie oraz późniejszym otrzymywaniu z niego wymiernych korzyści. To on posiada wiedzę praktyczną, która stoi za sukcesem przemiany wytwórni w fabrykę 4.0.

Samo zaś środowisko przemysłu 4.0 zapewnia lepsze warunki działania oraz większą satysfakcję z pracy, która staje się bardziej efektywna zarówno pod kątem ilościowym, jak również jakościowym.

Czy przemysł 4.0 jest dla każdej fabryki?

Tak, przemysł 4.0 jest rozwiązaniem, które sprawdzi się w każdego rodzaju fabryce – niezależnie od jej wielkości czy branży. Zapewnia on przede wszystkim standaryzację procesów w wytwórniach, co jest dużą zaletą. Ułatwia ona pracę, zwłaszcza w przypadku przedsiębiorstw rozwijających się, które zatrudniają coraz więcej nowych pracowników i kupują lub budują nowe fabryki. Pozwala szybciej przygotować je do pełnej pracy i czerpać z nich zyski.

W oferowanych przez Kotrak rozwiązaniach dla przemysłu 4.0 stawiamy również mocny nacisk na integracje z systemami automatyki. Pozwalają one znacząco ograniczyć pracę manualną. Skupiamy się również silnie na implementacji rozwiązań umożliwiających ustrukturyzowanie pozyskiwanych danych – prezentując je w czytelnej dla odbiorców formie raportów oraz analiz. Wiemy, że standaryzacja procesów jest również bardzo istotna pod kątem poboru informacji – szczególnie w dużych, wielooddziałowych korporacjach. Dbamy aby dane były gromadzone w taki sposób, by na dowolnym szczeblu firmy pozwalały podejmować różne strategiczne decyzje.

Warto również zaznaczyć, że przemysł 4.0 oferuje rozwiązania dla mniejszych fabryk – jedno lub dwu oddziałowych. Mniejszym kosztem mogą one wprowadzić rozwiązania optymalizujące i organizujące pracę wytwórni. W tego rodzaju miejscach dużą popularnością cieszą się ta zwane kioski produkcyjne (inaczej POSy produkcyjne). Nie wymagają one tworzenia integratorów, które dla mniejszych przedsiębiorstw bywają zwykle nieopłacalne, gdyż ich parki maszynowe składają się zwykle z kilku lub kilkunastu urządzeń.

Kioski produkcyjne znajdujące się w naszej ofercie są wyposażone w przejrzyste i wygodne interfejsy dla operatorów, które można obsługiwać bez problemu również w grubych rękawicach roboczych. Rejestrują takie dane, jak:

• czas rozpoczęcia i zakończenia pracy
• co jest realizowane
• przerwy w pracy i ich rodzaje – awarie, przezbrojenie maszyny, konserwacja, etc.

Urządzenia te stanowią bardzo dużą siłę w pozyskiwaniu informacji, gdyż można je zaprogramować zgodnie z oczekiwaniami klienta. W ten sposób dostarczają dokładnie te dane, na jakich nam zależy. Są też bardzo proste i uniwersalne w obsłudze dla wszystkich pracowników, również tych starszych.

Co mają wspólnego przemysł 4.0 i Internet Rzeczy?

Przemysł 4.0 i Internet Rzeczy (w skrócie IoT) mają ze są bardzo dużo wspólnego. To z ich współpracy powstają nowoczesne fabryki 4.0, w których informacja, sposób jej pozyskiwania i to czemu ma służyć stają się czynnikami determinującymi optymalizację oraz rozwój przedsiębiorstwa.

To właśnie IoT umożliwia komunikację wszystkiego ze wszystkim – maszyn, systemów i operatorów. Pozwala na pozyskiwanie newralgicznych informacji z konkretnych urządzeń. Przykładowo może rejestrować dane związane z pracą określonych części, np. rolek odpowiadających za szybkość przemieszczania się surowca na linii produkcyjnej. Okres zapisu prezentuje czas od rozpoczęcia do zakończenia transportu. Gdy dane są zbierane przez dłuższy przedział czasowy można z nich wyciągnąć istotne dla produkcji informacje. Przykładowo zauważyć, że z 16 sekund potrzeba nagle 25 sekund na transport danej części. Jest to wymierna dana, zwłaszcza gdy przedsiębiorstwu zależy na czasie. Gdy taką różnicę przemnoży się przez ilość godzin pracy, to widać jak spore jest opóźnienie i jak istotne będą płynąć korzyści np. z odpowiednio wczesnej wymiany łożysk.

Gdy wiemy na jakich danych nam zależy i z jakich elementów w fabryce chcemy je pozyskiwać, to sięgając po rozwiązania IoT możemy t je bezproblemowo zbierać i analizować. Korzyści płynące z tych usprawnień znacząco wpłyną na wydajność fabryki i całej firmy.

(Dowiedz się jak Internet of Things wspiera rozwój biznesów)

Artykuł powstał we współpracy z Pawłem Ogielą, Senior Software Development Managerem w Kotrak S.A.