Dołącz do czytelników
Brak wyników

Raport

2 kwietnia 2021

NR 2 (Marzec 2021)

Od maszyny parowej do maszyny inteligentnej, czyli przemysł 4.0

0 127

W całej historii ludzkości przełomowe osiągnięcia technologiczne odbijały się ogromnym echem, wywołując tzw. rewolucje przemysłowe, które powodowały znaczące przemiany w strukturze i organizacji produkcji. Nie umniejszając oczywiście znaczenia przełomowych wynalazków, bez których ludzkość nie poszłaby naprzód, m.in. takich jak koło, czy pierwsze przekładnie mechaniczne – termin „rewolucja przemysłowa” po raz pierwszy pojawił się w czasach nowożytnych. 

Przemysł 4.0 – geneza

Punktem wyjścia dla tego zjawiska było spopularyzowanie napędu parowego w maszynach oraz pojazdach, co zapoczątkowało pierwszą rewolucję przemysłową. Napęd parowy pozwalał na zwiększenie wydajności produkcji, poprzez zastąpienie pracy mięśni ludzkich oraz zwierzęcych pracą maszyn. Napęd parowy miał również rewolucyjny wpływ na rozwój środków lokomocji (pierwsze pociągi, rozwój trakcji kolejowych). W efekcie światowy przemysł mógł się rozwinąć. Pojęcie drugiej rewolucji przemysłowej jest nierozerwalnie związane z wdrożeniem linii produkcji seryjnej. Za pierwszą uważana jest linia przetwórstwa mięsnego w Cincinnati, uruchomiona w 1870 r. Najbardziej znaną natomiast jest linia produkcyjna stworzona przez Henry’ego Forda w 1913 r. Nowa organizacja pracy dawała możliwość produkcji masowej, co znalazło odzwierciedlenie w cenie, jakości i powtarzalności produktów. Zakłady, które zdecydowały się na inwestycję w przełomową wówczas technologię, w późniejszym czasie stały się potentatami w swoich branżach. Trzecią rewolucję przemysłową zapoczątkowało natomiast wprowadzenie programowalnego sterownika logicznego Modicon 084 w 1969 r.

W obecnych czasach jesteśmy świadkami bezprecedensowych zmian zachodzących w różnych gałęziach przemysłu. Po trzeciej rewolucji przemysłowej, która polegała na automatyzacji poszczególnych procesów, nastał czas na czwartą rewolucję umożliwiającą łączenie urządzeń w ramach cyfrowych „organizmów”, oraz pogłębianie integracji wewnątrz poziomych i pionowych łańcuchów wartości. Globalnym trendem, który umożliwił nadejście kolejnej rewolucji, stał się przede wszystkim wzrost ilości zgormadzonych i dostępnych niemal w czasie rzeczywistym danych oraz możliwości obliczeniowych nowoczesnych maszyn i urządzeń. Za ich pomocą możliwe stało się lepsze zarządzanie zasobami firmy, planowanie produkcji czy zarządzanie całym cyklem życia produktu. Analizowanie ogromnych ilości danych pozwoliła firmom na pogłębianie współpracy z dostawcami, a także lepsze odpowiadanie na potrzeby klientów. Na czym polega cały ten proces? W głównej swej mierze opiera się na automatycznym zbieraniu oraz przetwarzaniu wielkich zbiorów danych, pochodzących z urządzeń bądź bezpośrednio od ludzi. Następnie analiza tych danych pozwala m.in. na dokonywanie optymalizacji kosztowych i produktowych.

Szerokie wykorzystywanie łączności mobilnej do transmisji danych otworzyło także nowe możliwości. Dzięki tej łączności stało się możliwe łączenie ze sobą urządzeń za sprawą Internetu Rzeczy (IoT). IoT definiowany jest jako rzeczy i obiekty takie jak RFID, sensory, urządzenia uruchamiające czy telefony komórkowe, które poprzez unikalny system/schemat adresowania wchodzą ze sobą w interakcje i współpracują z sąsiednimi inteligentnymi komponentami dla osiągnięcia wspólnego celu.

Inteligentne domy czy fabryki stanowią przykłady zastosowania Internetu Rzeczy. Czwartą rewolucję przemysłową napędza także postępująca automatyzacja produkcji i upowszechnienie robotów. Za ich sprawą bardzo mocno rozpowszechniła się realizacja zadań produkcyjnych przez maszyny, które na podstawie zaprogramowanej sekwencji działań oraz danych z otoczenia są w stanie, bez udziału człowieka, prowadzić samodzielnie procesy produkcyjne. Nie bez znaczenia pozostają też nowe, cyfrowe kanały dostępu do konsumenta. Dzięki nim możliwe stało się odejście od tradycyjnego modelu „push” (wypychania produktów na rynek) i przejście do modelu „pull” (produkcji na zamówienie). Warto podkreślić, że opisywane zmiany mają także bardzo istotne znaczenie z perspektywy naszego kraju. Sektor produkcji przemysłowej jest jednym z motorów rozwoju polskiej gospodarki. Po silnym załamaniu w 2009 r., związanym z globalnym kryzysem, poziom produkcji wzrasta. Za początek czwartej rewolucji przemysłowej przyjmuje się 2013 r., jednakże sam termin przemysł 4.0 został użyty już w 2011 r., podczas międzynarodowych targów Hannover Messe. W październiku 2012 r. w Niemczech utworzono grupę roboczą, której podstawowym zamiarem było określenie oraz ustandaryzowanie następnych kroków zmierzających do sformułowania zasad przyszłości automatyzacji fabryk. Rezultatem poczynionych działań stały się zalecenia skierowane do rządu niemieckiego dotyczące niezbędnych wdrożeń prowadzących do osiągnięcia poziomu tzw. inteligentnego przemysłu.

W kwietniu 2013 r. został zaprezentowany finalny raport z poczynionych prac (również na Hannover Messe). Wśród podstawowych wytycznych uwzględniono wtedy m.in.: pomysł rozwoju globalnych sieci obejmujący wszelkie maszyny, systemy magazynowe i urządzenia produkcyjne i sprowadzenie ich do postaci tzw. systemów cyber-fizycznych, rozwój inteligentnych maszyn, systemów magazynowania i urządzeń produkcyjnych zdolnych do autonomicznej wymiany informacji, wyzwalania działań i wzajemnej kontroli, doskonalenie procesów przemysłowych związanych z projektowaniem, produkcją, zarządzaniem materiałami i łańcuchem dostaw, a także cyklem życia produktu, projektowanie, uruchamianie i rozwój inteligentnych fabryk i produktów, rozwój nowoczesnych metod komunikacji i diagnostyki obiektów przemysłowych (obejmujących swoim zakresem jednoznaczną identyfikację oraz lokalizację awarii w czasie rzeczywistym, gromadzenie danych historycznych 
i bieżących stanów operacyjnych). Razem z rosnącą popularnością nowoczesnych technologii związanych z rozwojem Internetu i sztucznej inteligencji ośrodki naukowo-badawcze największych potęg gospodarczych, niezależnie od siebie, podjęły prace zmierzające do wykorzystania nowych zdobyczy technologicznych do budowy przewagi w przemyśle. W Stanach Zjednoczonych źródłem innowacji jest Dolina Krzemowa oraz ośrodki prowadzące badania na rzecz wojska. Niemiecki przemysł maszynowy czerpie wiedzę i kadry – niezbędne do wdrażania nowych technologii – ze ścisłej współpracy z jednostkami badawczymi na uczelniach, od których wymaga się ścisłej współpracy z dużą firmą produkcyjną. W Chinach działają rządowe programy rozwoju przemysłu, a także promocji marki „China” w perspektywie 10 lat (program „made in China 2025”). Twórcy innowacji konkurują o narzucenie standardów, choć jednocześnie ich prace badawcze dopełniają się. 

Człowiek w czwartej rewolu

...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy