Umelá inteligencia na úrovni prevádzky (1)

V tomto seriáli sa budeme venovať úvahám o budúcnosti inteligentnej automatizácie a o jej vplyve na výrobné prevádzky.
Umelá inteligencia na úrovni prevádzky (1)

Umelá inteligencia: ďalší digitálny horizont

Umelá inteligencia (UI) bola po niekoľko desaťročí len koncepciou sci-fi, ako ju napríklad predstavil Isaac Asimov. Vďaka početným dielam tohto literárneho a filmového žánru sa však začala diskusia o umelej inteligencii a o tom, čo by mohlo znamenať nasadenie tejto technológie do scenárov skutočného sveta. Napriek tomu, že sme stále len na začiatku, UI je schopná zrealizovať niektoré z týchto myšlienok už teraz. To, čo bolo ešte donedávna označované ako prielomová koncepcia, teraz sa javí ako megatrend budúcnosti. Až teraz začíname vidieť skutočné možnosti a schopnosti UI. Vďaka kombinácii pokročilých inteligentných technológií umožňuje UI strojom vykonávať úlohy, ktoré boli doteraz možné iba pomocou ľudskej inteligencie. Keďže táto technológia postupuje rýchlo a exponenciálne, nebude existovať nijaké obmedzenie toho, čo môže UI dosiahnuť v mnohých priemyselných odvetviach a funkciách.

Obzvlášť výroba prechádza v dôsledku digitalizácie značnou transformáciou a UI je nápomocná pri uskutočňovaní tejto zmeny. V rámci výroby sa UI v priebehu rokov vyvíjala vo svojich schopnostiach a našla nespočetné množstvo aplikácií v oblasti priemyselnej automatizácie. Aj keď výrobné spoločnosti investovali do UI značné prostriedky s cieľom automatizovať viaceré priemyselné procesy, jej prijímanie je stále pomalé. Integrácia umelej inteligencie s inými vyspelými technológiami v priemyselnom ekosystéme pomohla výrobcom získať silnú oporu v koncepcii Priemyslu 4.0. Jedným z kľúčových kritérií pre výrobcov, aby zostali pred svojou konkurenciou, by bolo posúdenie, ako skoro môžu upgradovať svoju starú infraštruktúru na infraštruktúru, ktorá môže podporovať rozvíjajúcu sa digitalizáciu. Automatizácia je už dlho súčasťou výroby prostredníctvom automatizačných systémov, ako je programovateľný logický regulátor (PLC), distribuovaný riadiaci systém (DCS) a systém SCADA. Inteligentná výroba je však v súčasnosti krížovým prepojením pokročilých technológií UI, priemyselného internetu vecí (IIoT) a analýz zabudovaných do týchto tradičných automatizačných systémov s cieľom zvýšenia automatizácie výroby, lepšej optimalizácie procesov a vyšších úspor nákladov. Počas posledných piatich desaťročí sa UI vyvinula zo systémov, ktoré dokážu riadiť priemyselné strojové zariadenia založené na predprogramovanej logike, až na systémy, ktoré sú intuitívnejšie a zahŕňajú menej zásahov ľudí. Dnes sme dospeli k bodu, keď UI už nie je dystopickou vecou budúcnosti; je pripravená na implementáciu a prispôsobenie.

Prínosy UI možno očakávať na produktovej, procesnej a strategickej úrovni výroby. Na úrovni produktu by sa UI mohla použiť na zabezpečenie výhod pre koncového používateľa. Model predaja kancelárskych zariadení spoločnosti Xerox na základe počtu spravených kópií, model Rolls-Royce's Power by Hour pre letecké motory a Contract Air Service spoločnosti Atlas Copco sú príkladmi toho, ako sa spoločnosti posúvajú od dodávania produktu k dodávke výrobku ako služby (PaaS) alebo virtualizovaného zážitku.

Na úrovni procesu by sa UI mohla použiť na automatizáciu a zlepšenie prevádzkových kapacít. V tomto prípade sa automatizácia zameriava viac interne na samotnú organizáciu a výsledkom je rýchlejšia a lacnejšia práca s menšou námahou a s vyššou účinnosťou. To sa premieta do zlepšeného prílevu príjmov pre organizáciu. Napríklad výrobné spoločnosti ako Jabil v súčasnosti hľadajú riešenia, ktoré môžu pomôcť predpovedať poruchy strojov a chyby súvisiace s procesmi. Aplikácia UI a súvisiacich možností pomáha spoločnosti Jabil získať lepší prehľad o všetkých úrovniach prevádzky závodu, zlepšuje jeho kvalitu a vyhýba sa nákladom v dôsledku zlyhania stroja a prestojov.

Na strategickej úrovni by sa UI mohla použiť na poskytovanie poznatkov, ktoré informujú o rozhodnutiach vedenia. Na tejto úrovni sa UI používa na konverziu obrovského množstva komplexných súborov údajov s cieľom vytvoriť prehľady, ktoré môžu pomôcť najvyššej úrovni riadenia pri dôležitých rozhodnutiach týkajúcich sa podniku. Niekoľko významných podnikov už používa UI na klasifikáciu údajov týkajúcich sa zákazníkov do zaujímavých formátov založených na nákupných zvyklostiach používateľov. To môže pomôcť organizáciám určiť priority a prispôsobiť predaj na základe vytvorenia automatizovaných štatistík.

Podniky, ktoré uvažujú o umelej inteligencii, si môžu vziať ponaučenie od niektorých podnikov, ktoré do technológie UI už skôr investovali miliardy. Niekoľko veľkých spoločností v oblasti priemyselnej automatizácie sa už vydalo na cestu smerom k revolúcii UI.

Dnes sme na vrchole novej éry v oblasti priemyselnej automatizácie – stroje už nebudú vyžadovať špeciálne programovanie na vykonávanie úloh. Namiesto toho majú tieto stroje potenciál poučiť sa zo svojich vlastných skúseností. Tento koncept získal v posledných rokoch veľa podnetov vďaka schopnosti využívať obrovské množstvo údajov, ktoré sa generujú v dôsledku priemyselných konceptov, ako je IIoT. Aby výrobné odvetvie zostalo konkurencieschopné, musia podniky rozvíjať schopnosti, ktoré môžu pomôcť využiť príležitosti digitalizácie. Niekoľko najlepších podnikov sa už týmto smerom vydalo. Jedným z príkladov je Siemens AG, ktorý využíva neurónové siete a otvorené systémy IoT na integráciu svojich obchodných funkcií do jedného systému. Spoločnosti ako Siemens využívajú údaje a súvisiace digitálne technológie nielen na zlepšenie svojich vlastných podnikov, ale aj na transformáciu celého priemyselného ekosystému. Tieto aplikácie UI sa okrem toho líšia pre rôzne odvetvia výrobného priemyslu. Obr. 3 poskytuje prehľad o tom, ako sa UI uplatňuje v niektorých priemyselných odvetviach.

Výrobcovia sa neustále usilujú o vyššiu produktivitu a efektívnosť. Cesta k budúcnosti priemyselnej automatizácie bude charakterizovaná nasledujúcimi štyrmi etapami:

1. Automatizácia založená na účinnosti. Priemyselná automatizácia sa v súčasnosti zameriava na zlepšenie efektívnosti a zníženie nákladov. Priemyselné stroje sa považujú za doplnok k pracovnej sile.

2. Automatizácia založená na službách. Toto bude ďalšie vývojové štádium priemyselnej automatizácie, v ktorom sa priemyselné stroje budú využívať na princípe platby za použitie. Tieto stroje budú mať vyššie možnosti ako ich predchodcovia a budú sa nasadzovať vo väčšom počte v dôsledku pohodlnejších a efektívnejších spôsobov poskytovania služieb prostredníctvom týchto priemyselných strojov.

3. Automatizácia založená na výsledkoch. V tejto fáze budú priemyselné stroje rozmiestnené podľa modelu platby za výsledok. Tieto stroje budú mať pokročilé technické možnosti, vďaka ktorým budú môcť komunikovať s inými strojmi a cloudom. To umožní optimalizáciu procesov a údaje sa stanú neoceniteľným aktívom.

4. Plne autonómna výroba. V tejto poslednej fáze bude výroba úplne automatizovaná s konektivitou end-to-end. Priemyselné stroje budú napojené na podnikové informačné systémy. Optimalizácia zdrojov a procesov sa bude uskutočňovať na najvyšších miestach.

Zavedením UI bude cesta do budúcnosti priemyselnej automatizácie z hľadiska výroby úplne autonómna. V rámci trendu k automatizácii sa bude poskytovať viac za menej peňazí, pretože výrobcovia budú mať možnosť využívať množstvo údajov s menšou spotrebou energie a zároveň dodávať efektívnejšie produkty a procesy. Automatizačné systémy, ktoré sú staré niekoľko desaťročí, ako PLC, SCADA a DCS, doteraz zaznamenali postupný vývoj z hľadiska veľkosti alebo cien strojov. Revolúcia UI na druhej strane prinesie do budúcich automatizačných systémov niekoľko funkcií vrátane zlepšenej efektívnosti, rýchlejšej doby uvedenia na trh, zvýšenia zákazníckej prispôsobiteľnosti, znížených výrobných a prevádzkových nákladov, integrovaných podnikov, efektívnej správy majetku a prediktívnej údržby. V tomto novom vyvíjajúcom sa podnikateľskom prostredí budú v nadchádzajúcich rokoch vytvárať výrazný rast a úspech iba podniky, ktoré sa dokážu prispôsobiť, inovovať a digitalizovať.

V nasledujúcej časti seriálu sa pozrieme na yin a yang umelej inteligencie v súvislosti s priemyselnou automatizáciou a na to, ako dokáže priemyselná automatizácia využiť potenciál UI.

Zdroj: Sundaram, K. – Nandini, N.: Artificial Intelligence in the Shop Floor, Envisioning the Future of Intelligent Automation and its Impact on Manufacturing. White paper. Frost & Sullivan 2018.

© Frost & Sullivan, All rights reserved, 2018

www.frost.com