Přejít na obsah
Člověk ve sledování výkonu v chytré továrně

Co je to chytrá továrna?

 

Tato webová stránka byla pro vás přeložena strojovým překladem. Společnost SAP neposkytuje žádné záruky správnosti nebo úplnosti strojového překladu. Původní anglickou webovou stránku najdete pomocí mapy světa v pravém horním rohu této stránky.

Jak název implikuje, chytrá továrna je… chytrá. Propojená síť strojů, komunikačních mechanismů a výpočetního výkonu, chytrá továrna, je kyberfyzický systém, který využívá pokročilé technologie jako umělá inteligence (AI) a strojové učení k analýze dat, řízení automatizovaných procesů a učení se tak, jak to jde.

 

Inteligentní továrny a chytrá výroba jsou součástí technologické transformace známé jako Průmysl 4.0 nebo Čtvrtá průmyslová revoluce. Každá z prvních tří průmyslových revolucí se zrodila z inovativní nové technologie, která zcela změnila způsob práce a výroby zboží: konkrétně parního stroje, montážní linky a výkonu počítače. Dnes je čtvrtá revoluce poháněna digitální transformací a inteligentní automatizací.

Co je chytrá továrna?

Inteligentní továrny pro měnící se svět

V posledních několika letech se vedoucím podnikatelům stále více ukazuje, že digitální transformace je naléhavou prioritou dodavatelských řetězců a výrobních operací, které doufají, že budou konkurenceschopné a odolné ve dvacátých letech dvacátého století. Pandemie dále odhalila nedostatky v celosvětovém dodavatelském řetězci a zranitelnost odvětví. Opakoval to článek v časopise Forbes, v němž se uvádí, že „COVID-19 ukázala světu něco, co by výrobní průmysl již měl vědět. Tradiční dodavatelské řetězce a výrobní ekosystémy selhávají a musíme přejít k přizpůsobivějšímu, flexibilnějšímu řešení, které bude plně digitálně podporováno.“

 

Očekávání spotřebitelů rovněž přispívají k rozvoji inteligentních továrních technologií a továrny budoucnosti. Poptávka spotřebitelů po dodávkách na příští den, známá jako Amazon Effect, roste stabilním a rychlým tempem. Podle časopisu Entrepreneur z roku 2019 „Pro lepší či horší je americká ekonomika a globální ekonomika v krku Amazonského efektu. […] Poskytovatelé elektronického obchodu jsou pod stále rostoucím tlakem, aby odpovídali rychlosti a efektivitě společnosti Amazon, a neexistují žádné důkazy o tom, že by se očekávání spotřebitelů zmírnila.“ Tento trend byl hlavním faktorem rostoucí poptávky po inteligentních technologiích továren, neboť zastaralé systémy se jeví jako nerovné vzhledem k rozsahu logistických a skladovacích kapacit, které jsou potřebné k udržení tempa s tímto jevem.

 

Výrobci a manažeři dodavatelských řetězců čelí dalšímu riziku a narušení provozu, neboť se snaží minimalizovat svou závislost na mezinárodních partnerech. Inteligentní tovární řešení, jako je výroba na vyžádání a virtuální zásoby, mohou jistě minimalizovat závislost na zahraničních dodavatelích a výrobcích. Jak ale upozorňuje Harvard Business Review v článku z roku 2020, je jednodušší než udělat návrat výroby zpět do USA. “Výrobci se obrátili na specialisty a subdodavatele, kteří se úzce zaměřují jen na jednu oblast – a dokonce i tito specialisté se musí spolehnout na mnoho dalších. A stejně jako se svět začal spoléhat na různé regiony pro přírodní zdroje, jako je železná ruda nebo lithný kov, tak i ten se stal závislým na regionech, kde tito specialisté sídlí.“ Nárůst domácí výroby může jistě snížit náklady a riziko dodavatelského řetězce, ale nutně to neodstraní potřebu zahraničních partnerů ani nesníží celkový počet článků řetězce. Je proto důležitější než kdy jindy, aby byly zavedeny digitální tovární technologie pro optimalizaci účinnosti a viditelnosti.

Jak funguje chytrá továrna?

Často hovoříme o automatizovaných procesech, jako by byly jedinečné pro inteligentní továrnu – přesto se automatizace a robotika používají již desítky let ve výrobních provozech. Mnoho tradičních továren používá automatizované stroje, jako jsou čárové skenery, kamery a digitalizovaná výrobní zařízení v různých částech jejich provozu. Tato zařízení však nejsou vzájemně propojena. Lidé, majetek a systémy správy dat v tradiční továrně fungují od sebe izolovaně a musí být průběžně ručně koordinovány a integrovány.

 

Chytrá digitální továrna funguje tak, že integruje stroje, lidi a Big Data do jediného, digitálně propojeného ekosystému. Chytrá továrna nejen okrádá a analyzuje data, ale skutečně se učí ze zkušeností. Interpretuje a získává přehled od množin dat až po prognózu trendů a událostí a doporučení a implementaci inteligentních výrobních workflow a automatizovaných procesů. Chytrá továrna prochází neustálým procedurálním vylepšováním pro sebekorekci a sebeoptimalizaci – může se naučit sama sebe (i člověka) být odolnější, produktivnější a bezpečnější.

 

Struktura chytré továrny

 

Základní strukturu chytré továrny lze shrnout do tří kroků:

Struktura inteligentní továrny

Tři hlavní postupy, které tvoří inteligentní továrnu

  1. Získávání dat: Umělá inteligence a moderní databázové technologie umožňují kuraci a získávání nesourodých souborů užitečných dat napříč podnikem, dodavatelským řetězcem a světem. Průmyslový internet věcí (IIoT) prostřednictvím senzorů a bran umožňuje připojeným strojům shromažďovat data do systému. Prostřednictvím mnoha jiných datových portálů mohou systémy využívající umělé inteligence kompilovat datové sady související s výkonem, trendy na trhu, logistikou nebo jakýmkoli jiným potenciálně relevantním zdrojem.
  2. Analýza dat: Strojové učení a inteligentní podnikové systémy používají pokročilé analýzy a moderní řešení pro správu dat, aby dávaly smysl všem shromážděným rozdílným datům. Snímače IIoT mohou varovat, když stroje potřebují opravu nebo servis. Tržní a provozní údaje lze shromažďovat za účelem zjištění příležitostí a rizik. Efektivitu workflow lze studovat v čase za účelem optimalizace výkonu a automatické korekce podle potřeby. Datové sady, které lze porovnat a analyzovat, totiž představují téměř nekonečnou možnost kombinací, které informují o digitální optimalizaci továrny a prognózách dodavatelského řetězce.
  3. Inteligentní automatizace továrny: Jakmile dojde k pořízení a analýze dat, jsou zřízeny pracovní postupy a jsou odeslány instrukce do strojů a zařízení v rámci systému. Tato zařízení mohou být uvnitř čtyř stěn továrny nebo daleko nad nimi v logistických nebo výrobních článcích dodavatelského řetězce. Inteligentní workflow a procesy jsou průběžně monitorovány a optimalizovány. Pokud novinový report varuje před špičkou v poptávce po určitém produktu, mohou být pracovní postupy 3D tiskárny poučeny o zvýšení výrobní priority pro tuto položku. Pokud dojde ke zpoždění zásilky surovin, mohou být do rotace vkládány zásobní pufry, aby se odstranilo případné narušení.

Výhody chytré továrny

Mnoho podniků se zabývá provozem dodavatelského řetězce a systémy, které se v podstatě za desetiletí nezměnily. Avšak vzhledem k očekáváním spotřebitelů a ekonomické nejistotě na vysoké úrovni potřebují manažeři dodavatelského řetězce řešení, která mohou poskytnout měřitelný a významný přínos – a mohou to přinést rychle. Podle časopisu Forbes mělo v roce 2017 iniciativy chytrých továren právě 43 % výrobců. Do roku 2019 to dělalo 68 procent z nich. Pro společnosti, které investují do řešení digitální transformace a inteligentních továren, existuje potenciál pro významné obchodní přínosy, včetně:   

  • Produktivita a efektivita: V celé své historii byla výroba především o reakci – dívání se na nějakou událost nebo trend, který se již udál, a pak se snaží po faktu nasměrovat podnik jiným směrem. Inteligentní technologie továrny jsou navrženy tak, aby snížily potřebu reaktivních postupů a přesunuly řízení dodavatelského řetězce do odolnějšího  a vnímavějšího režimu. Použití prediktivní analýzy a analýzy velkých objemů dat umožňuje identifikaci a zavedení optimalizovaných procesů. Just-in-time vedení zásob, přesné prognózy poptávky a lepší rychlost uvedení na trh představují několik výhod, které inteligentní továrny přinášejí. Lidé pracující v inteligentních továrnách jsou také schopni zefektivnit své úsilí a zvýšit tak celkovou produktivitu provozu. Ve  své studii chytré továrny  z roku 2019 nám společnost Deloitte říká, že  „společnosti hlásí až 12% nárůst v oblastech, jako je výroba, využití továrny a produktivita práce poté, co investovaly do iniciativ chytrých továren. Kromě toho výrobci s inteligentními továrnami pravděpodobně překonají tradiční továrny, které do roku 2030 zvýší čistou  produktivitu práce o 30 %.“ 
  • Udržitelnost a bezpečnost: Spotřebitelé jsou stále více ochotni utrácet za výrobky, o nichž vědí, že jsou získávány a vyráběny za použití sociálně a ekologicky odpovědných metod. Moderní inteligentní tovární technologie usnadňují podnikům identifikovat a realizovat příležitosti pro ekologičtější, bezpečnější a sociálně odpovědné výrobní postupy. Digitální inovace, jako jsou blockchain a snímače RFID, mohou manažeři inteligentních továren využít k zajištění nevyvratitelné provenience a kontroly kvality všech materiálů a dodávek – pocházejících i z nejvzdálenějších článků dodavatelského řetězce. A blíže k domovu hlásí Mezinárodní společnost automatizace, že roboti a automatizovaná zařízení mohou pomoci snížit nebo eliminovat tři z pěti hlavních příčin úrazů na pracovišti.
  • Kvalita výrobků a zákaznická zkušenost: Tradiční výrobci měli často obtížně zajištěné přesné přijímání směrnic a následování dodavatelů a výrobců na nižší úrovni ve svých dodavatelských řetězcích. V inteligentní továrně přináší konektivita cloudu a komplexní viditelnost v inteligentních továrnách přehledy a doporučení v reálném čase pro všechny úrovně výrobního procesu. Schopnost rychlé customizace a reakce na posun trendů znamená, že produkty jsou těsně aktuální s přáním zákazníků. Pokročilá analýza systémových dat rychle odhaluje nedostatky nebo oblasti pro zlepšení. To vede k lepší konkurenceschopnosti na trhu, lepším přezkumům výrobků a méně nákladné návratnosti nebo stažení výrobků z trhu.

Inteligentní výrobní technologie

Inteligentní technologie továrny jsou vysoce agilní. Vzhledem k tomu, že iniciativy digitální transformace v rámci podniku rostou, existují téměř nekonečné možnosti škálovat, upravovat a přizpůsobovat se podle potřeby. 

  • Konektivita cloudu: Ať už veřejné, soukromé, nebo hybridní, cloud je vodítkem, kterým všechna data a informace proudí přes inteligentní továrnu. Celopodnikové a globální připojení k cloudu zajišťuje, že každá oblast podniku pracuje s daty v reálném čase a že existuje okamžitý přehled o všech propojených prostředcích a systémech v rámci dodavatelského řetězce.  
  • Umělá inteligence: Operační systémy, které používají integrované technologie umělé inteligence, mají rychlost, sílu a flexibilitu nejen shromažďovat a analyzovat nesourodé datové soubory, ale poskytují přehledy v reálném čase a reagující doporučení. Automatizované procesy a inteligentní systémy v rámci inteligentní továrny jsou neustále optimalizovány a informovány umělou inteligencí.  
  • Strojové učení: Jednou z nejcennějších výhod, které strojové učení přináší inteligentní továrně, je její kapacita pro pokročilou prediktivní údržbu. Monitorováním a analýzou výrobních procesů lze před selháním systému odeslat výstrahy. V závislosti na situaci může proběhnout automatizovaná údržba nebo v případě potřeby může být doporučen zásah člověka. 
  • Big Data: Robustní a velké datové sady umožňují uskutečnit prediktivní a pokročilé analýzy v chytré továrně. Podniky dlouhodobě chápou strategickou hodnotu velkých objemů dat, ale donedávna často postrádaly systémy nezbytné k jejich smysluplnému využívání. Digitální transformace v dodavatelských řetězcích a inteligentních továrnách otevřela podnikům potenciál optimalizovat a inovovat pomocí přehledů o velkých objemech dat.  
  • Průmyslový internet věcí (IIoT): V chytré továrně, kdy jsou zařízení a stroje osazeny jedinečnými identifikátory a schopností odesílat a přijímat digitální data, tvoří síť IIoT. Moderní stroje již mohou mít digitální portály, ale dokonce i desetileté analogové stroje mohou být vybaveny IIoT gateway přístroji, které je přivádějí na rychlost. V podstatě data odeslaná ze zařízení hlásí jeho stav a aktivitu a data odeslaná do zařízení řídí a automatizuje jeho akce a workflow.  
  • Digitální dvojčata: Přesná virtuální replika stroje nebo systému se stane jeho digitálním dvojčetem. Umožňuje maximální inovaci a kreativitu s minimálním operačním rizikem. Digitální dvojče může být vytlačeno na limit, rekonfigurováno více virtuálními způsoby nebo testováno na kompatibilitu v rámci existujícího systému – to vše bez rizika nebo plýtvání zdroji ve fyzickém světě.  
  • Aditivní tisk: Také známý jako 3D tisk umožňuje inteligentním továrnám používat inteligentní automatizaci pro výrobu na vyžádání. To je obzvláště důležité v době neočekávaného narušení dodavatelského řetězce nebo náhlé poptávky po výrobcích. Ale i když to funguje jako obvykle, virtuální zásoby mohou výrazně minimalizovat rizika a plýtvání tím, že umožní výrobu just-in-time. 
  • Virtuální realita (VR) a rozšířená realita (AR): V roce 2019 časopis Assembly Magazine popsal některé aplikace VR nosičů v chytré továrně jako „schopnost spojit podmínky prostředí, úrovně zásob, stav procesu, data o chybách montáže, využití a metriky propustnosti v závislosti na kontextu (kde vypadáte nebo chodíte)“. Tato pohlcující senzorická zkušenost umožňuje uživatelům rozšířit jejich přirozené smysly o data v reálném čase z jakéhokoli místa nebo z libovolného časového okamžiku, aby získali neohraničené povědomí o stavu továrny.  
  • Blockchain: Jak inteligentní technologie továrny pokročily, bezpečnostní řešení naštěstí drží krok vedle nich. Blockchain má v dodavatelském řetězci mnoho aplikací, od vytváření „chytrých smluv“ s dodavateli až po sledování původu zboží a manipulace v rámci celého dodavatelského řetězce. V chytrých továrnách je blockchain zvláště užitečný pro řízení přístupu k propojeným majetkům a strojům napříč podnikem – chrání bezpečnost systému a přesnost záznamů, které tato zařízení drží.  
  • Moderní databáze: In-memory databáze a moderní ERP systémy jsou „mozky“ za Průmyslem 4.0 a všemi chytrými řešeními továrny a inteligentních dodavatelských řetězců. Starší databáze založené na disku jsou tlačeny – často značně nad rámec svých možností – aby udržely krok s komplexním řízením dat a analytickými funkcemi potřebnými pro provoz inteligentních továren a moderních dodavatelských řetězců. 

Dosažení inteligentní transformace továrny

V roce 2020 došlo k obrovskému narušení a provoznímu riziku pro podniky po celém světě. Před pandemií COVID-19 uvedlo průzkum společnosti Deloitte z roku 2019, který se týkal více než 600 vedoucích pracovníků výrobního odvětví, že 86 % se domnívá, že v příštích pěti letech „hlavní hnací silou konkurenceschopnosti výroby budou iniciativy inteligentních továren“. Digitální transformace a modernizace dodavatelského řetězce se dnes více než kdy jindy změnily z dlouhodobých cílů na naléhavé a bezprostřední priority pro společnosti odhodlané inovovat a konkurovat.  

 

Jak začnete s transformací chytré továrny, bude záležet na tom, kde se nyní nacházíte a které procesy jsou pro váš podnik nejkritičtější. Počáteční audit systémů vám pomůže analyzovat a zhodnotit stávající procesy, aktiva a podnikové systémy.  Než začnete automatizovat workflow a výrobní procesy, budete muset posoudit, jak vypadají dnes.   

 

Na začátku vaší digitální transformace je také důležité mít na paměti, že „inteligentní“ v inteligentní továrně pochází z její pokročilé analýzy dat a kapacity pro správu dat. Moderní databáze a robustní ERP systém jsou mozky za chytrou továrnou. Podporují pokročilé funkce, které řídí systém. Hlavním faktorem úspěchu jakékoliv transformace inteligentního závodu bude schopnost stávajících podnikových systémů spravovat velká data a integrovat technologie, jako je umělá inteligence, strojové učení a pokročilé analytické nástroje. 

 

A konečně jedna z nejlepších věcí na inteligentní transformaci továrny je, že aby byla účinná, nemusí se to stát všechno najednou. Nevyžaduje ani přerušení nebo pozastavení stávajících obchodních činností. Každá iniciativa, kterou podnik podniká k modernizaci a optimalizaci svých digitálních systémů, jim přiblíží plně integrovanou inteligentní továrnu. Navíc ze své podstaty inteligentní technologie továrny shromažďují a analyzují data. To znamená, že dopad a návratnost investic jakýchkoliv nových digitálních technologií lze – od okamžiku instalace – měřit a posuzovat.

Inteligentní továrny v akci

  • Podívejte se, jak vývoj transparentnějších inteligentních továrních procesů pomohl Absenovi zvýšit produktivitu.
  • Zjistěte, jak závazek k digitální transformaci vedl Kersenovou k vybudování dynamičtější a inteligentnější továrny.
  • Zjistěte, jak automatizace a konektivita pomohla WAGO vyvinout propojený rámec pro stroje jakéhokoliv věku.
placeholder

Seznamte se s řešeními
SAP Industry 4.0

Zkušenosti s přínosy transformace
výrobního a digitálního dodavatelského řetězce

Newsletter SAP Insights

placeholder
Přihlásit se k odběru dnes

Získejte důležité informace přihlášením k odběru našeho newsletteru.

Další čtení

Zpět na začátek