Priemysel 4.0 sa neviaže len na veľké projekty

Každá minca má dve strany. Staré známe príslovie platí aj pre štvrtú priemyselnú (r)evolúciu a celé „hnutie“, ktoré okolo nej vzniklo. Tak ako má svojich zástancov, nájdu sa aj skeptici. O tom, aké výzvy Priemysel 4.0 prináša pre priemyselné podniky, kedy a v akom rozsahu môžeme očakávať zavádzanie tohto konceptu do reálnej praxe a či sú podniky na Slovensku pripravené na takéto zmeny, sa diskutovalo aj na spoločnej konferencii Zväzu automobilového priemyslu SR a Slovenskej spoločnosti údržby v máji tohto roku. V nasledujúcej časti vám prinášame exkluzívny záznam názorov, ktoré k daným témam prezentovali Ing. Jozef Sedlák, riaditeľ prevádzky CEIT Consulting Žilina, Ing. Juraj Cesnek, konateľ spoločnosti VOITH (Voith Industrial Services), Ing. Marián Varga, branch manažér spoločnosti GAMO/IBM Slovensko, Karel Hříb z IBM, Česká republika, Jozef Šuran zo SAP Slovensko, spol. s r. o., a Ing. Martin Morháč, riaditeľ spoločnosti SOVA Digital, a. s.
Priemysel 4.0 sa neviaže len na veľké projekty

Obr. Zľava doprava: Ing. Jozef Sedlák, riaditeľ prevádzky CEIT Consulting Žilina, Ing. Juraj Cesnek, konateľ spoločnosti VOITH (Voith Industrial Services), Ing. Marián Varga, branch manažér spoločnosti GAMO/IBM Slovensko, Karel Hříb z IBM, Česká republika, Jozef Šuran zo SAP Slovensko, spol. s r. o., Ing. Martin Morháč, riaditeľ spoločnosti SOVA Digital, a. s. a moderátor podujatia Ing. Jaroslav Holeček, PhD., výkonný viceprezident Zväzu automobilového priemyslu

Hlavné dôvody zavedenia Priemyslu 4.0 do praxe

Moderátor podujatia Ing. Jaroslav Holeček, PhD., výkonný viceprezident Zväzu automobilového priemyslu SR, na úvod vyjadril názor, že podniky, ktorým sa nepodarí zachytiť nastupujúce trendy štvrtej priemyselnej revolúcie, z veľkou pravdepodobnosťou stratia aj konkurencieschopnosť. Následne sa obrátil na diskutujúcich s prvou témou okrúhleho stola – ako vnímajú technologické spoločnosti tému Priemysel 4.0. Podľa J. Sedláka ide o zmenu myslenia a určitých postupov smerov k väčšej autonómnosti. „Tu bude potrebné zozbierať čo najviac relevantných informácií zo strojov, z procesov, zo skladového hospodárstva a pod. Na základe týchto informácií a získaných znalostí v reálnom čase dokážete reagovať. Druhou dôležitou súčasťou sú samotní ľudia. Prichádza nám generácia Y, ktorá je veľmi dôležitá z hľadiska logiky a myslenia. Často nerozumejú oni nám a naopak my im. No podstatné je, že my sa budeme musieť prispôsobiť im.“

Preto aj CEIT v spolupráci so spoločnosťou Volkswagen Bratislava vybudoval trenažér využívajúci virtuálnu realitu, aby tak uľahčil generácii zvyknutej na komunikáciu cez mobilný telefón a tablet oboznámenie sa s nastupujúcimi technológiami Priemyslu 4.0 s cieľom využívať mobilné platformy pri údržbe a riadení priemyselných procesov. Jedným z prínosov zavedenia konceptu Priemyslu 4.0 do praxe by malo byť aj šetrenie nákladov. „Dnes pociťujeme veľký tlak na efektivitu všetkých procesov. Zavedením princípov a technológií štvrtej priemyselnej revolúcie bude možné dosiahnuť zlepšenia v efektivite, kvalite a pod. aj o niekoľko desiatok percent, čo je pre každú firmu zásadná zmena,“ myslí si J. Cesnek.

Údaje, ktoré sa budú generovať zo všetkých procesov, bude potrebné ukladať, triediť, spracúvať. Na to treba zabezpečiť technické pozadie a nástroje, ktoré budú s takýmito údajmi vedieť pracovať. „Tu vidíme priestor pre spoločnosti z oblasti informačných a komunikačných technológií. Okrem už spomenutých úkonov s dátami bude totiž potrebné zaistiť aj ich bezpečnosť, dostupnosť a zálohovanie pre prípad zlyhania určitých systémových prvkov. To sú oblasti, kde chceme ako IT spoločnosť podporiť príchod Priemyslu 4.0,“ konštatuje M. Varga. Podľa jeho slov už dnes existujú riešenia, ktoré ešte nie sú v definitívnej podobe a stále sa vyvíjajú, napr. outsourcingové služby využívajúce cloudové riešenia. Digitálny podnik bude jednoznačne postavený na údajoch.

V súvislosti s témou Priemysel 4.0 nemožno obísť ani tému internetu vecí (IoT). Či už ide o rýchlu evolúciu, alebo revolúciu, rozdiel medzi doterajším stavom v priemysle a tým, čo by malo byť bežnou súčasťou Priemyslu 4.0, je asi taký ako medzi starším mobilným telefónom s tlačidlami a moderným inteligentným telefónom s pripojením na internet a doplnkovými službami. „Internet vecí, alebo ako ja radšej používam slovné spojenie internet vo veciach, bude hlavným činiteľom nielen v oblasti správy technických prostriedkov či vo výrobe, ale práve pri väčšej transparentnosti celého prostredia a procesov,“ myslí si K. Hříb. Vďaka rozmiestneniu snímačov budeme schopní zistiť, kde a čo sa deje, virtualizovať a efektívnejšie automatizovať mnohé procesy, rýchlejšie sa rozhodovať a vykonávať predikcie. Spoločnosť IBM vytvorila v nemeckom Mníchom pre oblasť IoT celosvetové centrum, pretože táto téma je pre nich veľkou prioritou. „To je dobrá správa aj pre český a slovenský trh, pretože budeme relatívne blízko centra diania v tejto perspektívnej oblasti,“ dopĺňa K. Hříb. O tom, že pre spoločnosť IBM je to veľká téma, svedčí aj fakt, že v minulom roku vyhlásila, že do výskumu a vývoja (najmä softvéru a analytických nástrojov) v tejto oblasti pôjdu v najbližších piatich rokoch investície na úrovni 3 mld. eur. „Podľa našich prieskumov až 90 % vedúcich pracovníkov v priemyselných podnikoch téma IoT zaujíma,“ konštatuje K. Hříb.

Snahou takmer všetkých priemyselných podnikov v súčasnosti je vyrábať efektívnejšie, rýchlejšie, bez prestojov, s väčším objemom, vysokou kvalitou a pridanou hodnotu. Prečo by sa mali teda podniky začať zaoberať technológiami a postupmi štvrtej priemyselnej revolúcie? Čo im to prinesie, keď na zavedenie nových technológií budú musieť vynaložiť určité prostriedky? „Cena snímačov je dnes takmer zanedbateľná, pár eur. To je položka, ktorá sa časom len zníži. Čo sa však mení výrazne, sú náklady spojené s komunikáciou. V minulosti ak chcel mať niekto internet v počítači, bolo potrebné natiahnuť káble. V súčasnosti je internet dostupný v mobilných zariadeniach. Výrazne sa zmenili aj možnosti hardvéru. Výpočtový výkon sa za posledných pár rokov niekoľkonásobne zvýšil. Ak sa vo výrobnej prevádzke nachádza niekoľko stoviek snímačov, z ktorých údaje treba spracovať a vyhodnotiť v reálnom čase, tak dnešné systémy sú to schopné zvládnuť. A to sú dôvody, ktoré už dávajú podnikom základ rozhodnutia ísť cestou štvrtej priemyselnej revolúcie,“ myslí si J. Šuran. Doteraz sa kládol väčší dôraz na vyhodnotenie zozbieraných údajov a hľadanie dôvodov, prečo sa nejaké veci v minulosti stali a iné práve nestali. „Dnes je trend opačný. Teraz bude potrebné na základe zozbieraných údajov povedať, čo sa bude diať zajtra, o týždeň či o mesiac,“ zdôrazňuje J. Šuran. Snahou nasadenia technológií a postupov obsiahnutých v koncepte Priemysel 4.0 bude okrem iného objektivizácia informácií. „Často sa totiž stav technológií alebo strojov analyzuje na základe subjektívneho posúdenia nejakého pracovníka, čo prináša riziko nesprávneho vyhodnotenia. Dôležitosť preto naberú prediktívne modely, ktoré sa budú zo zozbieraných údajov vedieť učiť a predvídať možné scenáre vývoja – v oblasti výroby, údržby a pod., a to takmer nezávisle od posúdenia človekom,“ dodáva.

Jedným z priekopníkov v zavádzaní konceptu Priemysel 4.0 je určite automobilový priemysel. Ten v najbližších rokoch očakáva také výrazné zmeny, aké sa neudiali za posledných niekoľko desiatok rokov. Tieto zmeny budú súvisieť napr. s nástupom autonómnych vozidiel a nových typov pohonov, pričom náhradné diely sa nebudú skladovať, ale tlačiť v 3D tlačiarňach. Neodmysliteľnou súčasťou bude aj výroba automobilov v dávke jedného kusu. To všetko bude vyžadovať nasadenie technológií a postupov, ktoré sú súčasťou konceptu Priemyslu 4.0. „Na druhej strane zavedenie nových postupov a technológií sa nemusí zákonite viazať len na veľké projekty. Nepozerajme sa na to ako na proces, ktorý vyžaduje niekoľkoročnú prípravu a následne niekoľkoročnú implementáciu,“ dopĺňa M. Morháč. Zatiaľ nie sú žiadne skúsenosti s veľkými projektmi súvisiacimi s témou Priemyslu 4.0, preto je podľa M. Morháča potrebné skúsenosti naberať práve pri menších projektoch a z nich sa poučiť. Priestor na to by mohol byť práve v oblasti údržby strojov a technológií, kde často stačí nasadiť niekoľko snímačov a údaje z nich zbierať a vyhodnocovať. „Nemusíme mať pocit, že Priemysel 4.0 je niečo vzdialené, neuchopiteľné. Práve naopak. Nová éra je už tu, treba ju začať postupne implementovať do každodenného života priemyselného podniku,“ dodáva M. Morháč.

Dôsledkom využívania nových technológií a postupov bude znižovanie nákladov, pretože výroba a súvisiace procesy budú fungovať efektívnejšie, zvýši sa čas bezporuchovej prevádzky a vďaka digitalizácii fyzikálneho sveta bude možné eliminovať riziká, že sa stane niečo nepredvídateľné, čo doteraz podnikom takmer vždy spôsobovalo nemalé straty. „Dôvody využívania možností, ktoré nové technológie a postupy prinášajú, sú podľa môjho názoru jasné – zvyšovanie efektivity, bezpečnosti a transparentnosti pri relatívne nízkych nákladoch,“ konštatuje K. Hříb.

Nemenej zaujímavou časťou diskusie bola aj téma úlohy človeka v koncepte Priemysel 4.0. Táto problematika bude úzko súvisieť so vzdelanosťou pracovníkov. „Operátori aj údržbári budú musieť byť natoľko vzdelaní, aby rozumeli, čo sa v ich výrobe deje. Budú potrebovať vedieť vyhodnotiť údaje zozbierané zo strojov a procesov, a to pomocou sofistikovaných softvérových a analytických nástrojov,“ dodáva K. Hříb. Posun bude musieť nastať podľa M. Vargu aj z pozície myslenia v podobe „konštatujem“, do podoby „predvídam“, resp. „tvorím“. Ľudský faktor sa podľa neho nedá od výrobných procesov a rozhodovania odčleniť. Problémom je aj nedostatok kvalifikovanej pracovnej sily. To môže mnohé výrobné podniky v budúcnosti ovplyvniť z hľadiska dosahovania stanovených výkonov a plnenia plánov. Nedostatky cítiť už na úrovni stredného školstva, kde sa vyvíjal tlak na zmenu vzdelávania či atraktívnosti technických profesií pre žiakov končiacich základnú školu. Už teraz sa na Slovensku investovalo do tejto zmeny nemálo finančných prostriedkov a len čas ukáže, či tieto aktivity prinesú očakávané výsledky v podobe dostatku kvalifikovanej pracovnej sily.

Prínosy Priemyslu 4.0 pre oblasť údržby

Pri jednoduchších strojných zariadeniach možno nasadiť niekoľko snímačov základných veličín, ako sú teplota, vibrácie a pod., a takto získať viacero hodnotných informácií o stave stroja, ktoré pomôžu útvarom údržby lepšie plánovať svoje činnosti a zásahy. „Pri zložitejších strojoch, ako sú napr. turbíny, možno riešiť sledovanie stavu pomocou tzv. digitálneho dvojčaťa. Ide v podstate o digitálny model konkrétneho zariadenia, pričom v obidvoch prípadoch sa sledujú tie isté parametre a veličiny. Parametre nasnímané na reálnom zariadení sa konfrontujú s digitálnym modelom a na základe toho možno vykonávať prediktívnu údržbu. Očakáva sa, že postupom čase sa tento prístup uplatní aj pri jednoduchších zariadeniach,“ konštatuje M. Morháč.

Zozbierať údaje zo snímačov je prvý krok aj z hľadiska riešenia výkonu údržby. V súčasnosti nie je už nič výnimočné, že aj samotní dodávatelia automatizačných riešení, ako sú napr. výrobcovia robotov, ponúkajú koncovým zákazníkom vzdialenú diagnostiku a údržbu zriadení. „Snahou takýchto dodávateľov bude presvedčiť koncových zákazníkov, aby im sprístupnili údaje z rôznych snímačov, ktoré sledujú veličiny ovplyvňujúce výkon robota. Na ich základe a porovnaním z výsledkami činnosti robotov v iných prevádzkach bude výrobca robotov vedieť povedať, či bol výpadok robota spôsobený chybným HW/SW alebo nedostatočnou údržbou či inými faktormi,“ vysvetľuje J. Šuran. Jedna vec je teda vyhodnocovať namerané údaje v rámci podniku a druhá vec poskytnúť takéto údaje iným subjektom, ktoré sa na to dokážu pozrieť inou „optikou“ a vydolovať iné súvislosti. Tie v konečnom dôsledku môžu spätne pomôcť aj samotnému podniku pri zvyšovaní efektivity a dostupnosti jeho výrobných technológií.

Ako sme už spomenuli, spoločnosť IBM vytvorila centrum a celú divíziu v Mníchove pre IoT. „A všetky produkty a služby súvisiace s údržbou a správou technických prostriedkov zaradila práve do tejto novej divízie. Dôvod je jednoduchý – IBM si myslí, že IoT najviac súvisí práve s údržbou,“ vysvetľuje K. Hříb. V súčasnosti sa vytvárajú riešenia určené pre spracovanie nazbieraných údajov a zistenie ich významu.

Prediktívna údržba bude podľa M. Vargu jednoznačne ovplyvnená schopnosťou analytických nástrojov nájsť v údajoch, ktoré budú generované, tzv. prediktívne indikátory. „Následne to bude o úspešnosti modelov, ktoré budú slúžiť na predvídanie vzniku udalostí v prvkoch, ktorých zlyhanie môže zásadne ovplyvniť činnosť celku,“ dodáva. Model správania nejakého zariadenia by mal s určitou pravdepodobnosťou vedieť povedať, kedy nastane kritický moment, kedy niečo zlyhá a zásadným spôsobom ovplyvní činnosť nejakého celku – stroja, linky, prevádzky. Človek sám o sebe nebude musieť vedieť analyzovať obrovské množstvá údajov, on bude musieť zvládnuť obsluhu analytických nástrojov, ktoré to urobia za neho. Prediktívna údržba by mala generovať pracovný príkaz so všetkým, čo k tomu patrí – opis samotného výkonu, súpis a dostupnosť náhradných dielov a pod.

Inteligentné systémy nielen v údržbe, ale aj riadení výrobných procesov by mali byť postavené na podobnom princípe, ako funguje napr. navigácia v automobile. Na základe jasných slovných a obrazových pokynov sa šofér dokáže dostať do cieľa. „Podobne by to malo fungovať aj v priemysle. IBM pracuje na kognitívnom systéme Watson využívajúcom umelú inteligenciu, ktorý si dokáže rýchlo vyhľadať informácie a dať ich aj do súvislostí. S kolegami sa podieľam na projekte, kde podobný inteligentný systém vyhodnocuje aj zápisky údržbárov, pričom dokáže rozpoznať jazyk, čo je tá kognitívna funkcia, vie, čo ten zapísaný text znamená, a vie tak vyhodnotiť, že na nejakom stroji vznikla nejaká porucha za takých a takých podmienok,“ uvádza príklad z praxe K. Hříb. Silou takýchto analytických nástrojov je schopnosť spracovať a vyhodnotiť informácie uložené v n-rozmerných maticiach. „Pre človeka je nemožné nájsť v takomto množstve údajov súvislosti, nehovoriac o čase, ktorý, aj keby to zvládol, by na to potreboval,“ dodáva K. Hříb. Neobáva sa ani toho, že tieto systémy by nahradili vo veľkom meradle súčasných pracovníkov údržby, ktorí by tak prišli o svoju prácu. „Je to podobné ako s prechodom od klasických telefónov na inteligentné. Aj údržba sa teraz bude vykonávať pomocou inteligentných systémov, s ktorými sa však bude musieť vedieť pracovať.“

Riziká spojené so zavádzaním Priemyslu 4.0 do praxe

Najväčším rizikom je skutočnosti, že veľká časť procesov bude prebiehať v digitálnom prostredí a bude sa pracovať s citlivými údajmi, náchylnými na znehodnotenie, stratu či zneužitie. „Aj keď na Slovensku sa tomu mnohí bránia, existujú už funkčné riešenia outsourcingu bezpečnej IT infraštruktúry a dátové centrá, kde sa tak povediac narába s údajmi v rukavičkách. Od fyzického zabezpečenia serverov cez viacúrovňovú softvérovú bezpečnosť až po klimatizáciu serverov a serverových miestností,“ vysvetľuje M. Varga. Práca s dátami bude však vždy spojená aj s nákladmi na zaistenie ich bezpečnosti. V prípade veľkého množstva generovaných údajov možno z hľadiska optimalizácie nákladov využiť kombinované riešenie, keď sa časť údajov uloží v outsourcovanom zabezpečenom priestore a časť zostáva priamo v podniku. „Netreba byť skeptický, len si treba uvedomiť na všetkých úrovniach v podniku, čo znamená práca s citlivými údajmi a aké dôsledky môže mať ich strata či zneužitie,“ dodáva M. Varga.

„Medzi výrobu a údržbu bude musieť byť v budúcnosti vložený jeden externý člen. To bude špecializovaný subjekt, ktorý bude na báze outsourcingu pomáhať prevádzkovateľovi zariadení a technológií spracovať novo generované množstvá údajov a hľadať v nich súvislosti,“ myslí si J. Cesnek. „Ďalším možným rizikom je fakt, že podnik využíva systém na proprietárnej platforme, ktorý nie je schopný komunikovať s inými systémami,“ dopĺňa K. Hříb.

Podnik by si mal podľa J. Šurana dobre zvážiť, kde sa oplatí a kde je zbytočné nasadiť technológie a postupy Priemyslu 4.0. „Je zbytočné nakúpiť za štyri škatule snímačov a rozhádzať ich po prevádzke, keď nám to de facto nič neprinesie. Treba si zanalyzovať prínosy na mieste technológie a nerobiť to hurá systémom.“