Čo je to inteligentná fabrika?
Táto webová stránka bola pre vás strojovo preložená. Spoločnosť SAP neposkytuje žiadne záruku v súvislosti so správnosťou alebo úplnosťou strojového prekladu. Originálnu anglickú webstránku nájdete pomocou mapy sveta v pravom hornom rohu tejto stránky.
Ako z názvu vyplýva, inteligentná fabrika je… smart. Inteligentná továreň je počítačový fyzický systém, ktorý využíva vyspelé technológie, ako je umelá inteligencia (AI) a strojové učenie, aby analyzoval údaje, riadil automatizované procesy a učil sa.
Inteligentné továrne a inteligentná výroba sú súčasťou technologickej transformácie známej ako Priemysel 4.0 alebo Štvrtá priemyselná revolúcia. Každá z prvých troch priemyselných otáčok sa zrodila z inovatívnej novej technológie, ktorá úplne zmenila spôsob práce a výroby tovaru: konkrétne parný motor, montážne vedenie a výkon počítača. Dnes je štvrtá revolúcia poháňaná digitálnou transformáciou a inteligentnou automatizáciou.
Inteligentné továrne pre meniaci sa svet
V posledných rokoch sa lídrom podnikov čoraz viac ukazuje, že digitálna transformácia je naliehavou prioritou dodávateľských reťazcov a výrobných operácií, ktoré dúfajú, že budú konkurencieschopné a odolné v dvadsiatych rokoch. Pandémia ďalej odhalila nedostatky globálneho dodávateľského reťazca a zraniteľnosť odvetvia. Článok v magazíne Forbes to zopakoval a uviedol, že „COVID-19 ukázal svetu niečo, čo by už mal výrobný priemysel poznať. Tradičné dodávateľské reťazce a výrobné ekosystémy zlyhávajú a musíme prejsť k prispôsobivejšiemu a agilnejšiemu riešeniu, ktoré je plne digitálne umožnené.“
Spotrebiteľské očakávania prispievajú aj k rozvoju technológií inteligentných tovární a fabrike budúcnosti. Spotrebiteľský dopyt po dodaní na ďalší deň stabilným a rýchlym tempom rastie. Podľa magazínu Podnikateľ v roku 2019 „Za lepšie alebo horšie, americká ekonomika a svetová ekonomika sú v troskách Amazonského efektu. […] Poskytovatelia elektronického obchodu sú vystavení čoraz väčšiemu tlaku, aby zodpovedali rýchlosti a efektívnosti spoločnosti Amazon a neexistujú žiadne dôkazy o tom, že očakávania spotrebiteľov sa zmierňujú.“ Tento trend bol hlavným faktorom rastúceho dopytu po technológii inteligentných tovární, pretože zastarané systémy sa ukázali ako nerovnaké, pokiaľ ide o splnenie rozsahu logistiky a skladovacích kapacít, ktoré sú potrebné na udržanie tempa s týmto javom.
Výrobcovia a manažéri dodávateľského reťazca čelia ďalšiemu riziku a prevádzkovému narušeniu, keďže sa snažia minimalizovať svoju závislosť od medzinárodných partnerov. Inteligentné továrenské riešenia ako výroba na požiadanie a virtuálne zásoby môžu určite minimalizovať závislosť od zahraničných dodávateľov a výrobcov. Ako však Harvard Business Review zdôrazňuje v článku na rok 2020, je jednoduchšie, ako sa hovorí, vrátiť výrobu späť do USA. “Výrobcovia sa obrátili na špecialistov a subdodávateľov, ktorí sa úzko zameriavajú len na jednu oblasť – a aj tí špecialisti sa musia spoliehať na mnohé ďalšie. A rovnako ako sa svet spolieha na rôzne regióny pre prírodné zdroje, ako je železná ruda alebo lítiový kov, tak sa tiež stal závislým od regiónov, v ktorých títo špecialisti žijú.“ Zvyšovanie domácej výroby môže určite znížiť náklady a riziko v dodávateľskom reťazci, ale nemusí nevyhnutne eliminovať potrebu zámorských partnerov ani znižovať celkový počet článkov reťazca. Preto je dôležitejšie ako kedykoľvek predtým, aby sa zaviedli technológie digitálnej fabriky na optimalizáciu efektívnosti a viditeľnosti.
Ako funguje inteligentná fabrika?
Často hovoríme o automatizovaných procesoch, akoby boli jedinečné pre inteligentnú fabriku – napriek tomu sa automatizácia a robotika používajú už desaťročia vo výrobných prevádzkach. Mnohé tradičné továrne používajú automatizované stroje ako skenery čiarových kódov, kamery a digitalizované výrobné zariadenia v rôznych častiach svojej prevádzky. Tieto zariadenia však nie sú vzájomne prepojené. Ľudia, majetok a systémy správy údajov v tradičnej továrni fungujú oddelene od seba a musia byť priebežne manuálne koordinované a integrované.
Inteligentná digitálna továreň funguje tak, že integruje stroje, ľudí a Big Data do jedného, digitálne prepojeného ekosystému. Inteligentná fabrika nielen kričí a analyzuje dáta, ale sa vlastne učí zo skúseností. Interpretuje a získava informácie z množín údajov na prognózovanie trendov a udalostí a na odporúčanie a implementáciu inteligentných výrobných pracovných postupov a automatizovaných procesov. Inteligentná fabrika prechádza neustálym procedurálnym zlepšovaním sebakorektnosti a sebarealizácie – dokáže sa naučiť sama seba (a človeka), aby bola odolnejšia, produktívnejšia a bezpečnejšia.
Štruktúra inteligentnej továrne
Základnú štruktúru inteligentnej továrne možno zhrnúť do troch krokov:
Tri hlavné postupy, ktoré tvoria inteligentnú továreň
- Získavanie údajov: Umelá inteligencia a moderné databázové technológie umožňujú spracovanie a získavanie rôznorodých súborov užitočných údajov v rámci celého obchodného, dodávateľského reťazca a sveta. Prostredníctvom senzorov a brán umožňuje Priemyselný internet vecí (IIoT) pripojeným strojom zhromažďovať údaje do systému. Prostredníctvom nespočetných iných dátových portálov môžu systémy využívajúce speňažovacie systémy zhromažďovať súbory údajov týkajúce sa výkonnosti, trendov na trhu, logistiky alebo akéhokoľvek iného potenciálne relevantného zdroja.
- Analýza údajov: Strojové učenie a inteligentné podnikové systémy využívajú pokročilé analytické riešenia a moderné riešenia správy dát, aby mali zmysel pre všetky zhromaždené nesúrodé údaje. IIoT snímače môžu varovať, keď stroje potrebujú opravu alebo servis. Trhové a prevádzkové údaje možno zhromažďovať s cieľom odhaliť príležitosti a riziká. Efektivitu workflow je možné priebežne skúmať, aby sa optimalizoval výkon a aby sa optimalizovala automatická oprava, ako je zaručené. Množiny údajov, ktoré je možné porovnať a analyzovať, v skutočnosti predstavujú takmer nekonečnú možnosť kombinácií informovať o optimalizácii digitálnej továrne a prognózovaní dodávateľského reťazca.
- Inteligentná továrenská automatizácia: Po uskutočnení zberu a analýzy údajov sa vytvoria pracovné postupy a na zariadenia v rámci systému sa posielajú pokyny. Tieto zariadenia môžu byť v rámci štyroch stien továrne alebo ďalekého areálu v logistických alebo výrobných článkoch dodávateľského reťazca. Inteligentné pracovné postupy a procesy sa neustále monitorujú a optimalizujú. Ak novinka upozorní na nárast dopytu po určitom produkte, je možné odporučiť, aby pracovné postupy 3D tlačiarne zvýšili prioritu výroby tejto položky. V prípade oneskorenia dodávky surovín je možné vykonať rotáciu bufferov zásob, aby sa zabránilo narušeniu.
Výhody inteligentnej továrne
Mnohé podniky sa zaoberali operáciami a systémami dodávateľského reťazca, ktoré sa za posledné desaťročia v podstate nezmenili. S očakávaniami spotrebiteľov a hospodárskou neistotou, ktorá je vždy vysoká, však manažéri dodávateľského reťazca potrebujú riešenia, ktoré môžu priniesť merateľný a významný prínos – a môžu ich rýchlo priniesť. Podľa magazínu Forbes v roku 2017 len 43 % výrobcov malo rozbehnuté iniciatívy v oblasti inteligentných tovární. Do roku 2019 to bolo 68 percent z nich. Pre spoločnosti, ktoré investujú do digitálnej transformácie a riešení inteligentných tovární, existuje potenciál pre významné obchodné výhody vrátane:
- Produktivita a efektivita: Počas celej svojej histórie bola výroba v prvom rade o reakcii – pohľad na udalosť či trend, ktorý sa už stal a potom sa po fakte snaží nasmerovať podnik iným smerom. Inteligentné továrenské technológie sú navrhnuté tak, aby znížili potrebu reaktívnych postupov a presunuli riadenie dodávateľského reťazca do odolnejšieho a vnímavejšieho režimu. Použitie prediktívnej analýzy a analýzy Big Data umožňuje identifikáciu a zavedenie optimalizovaných procesov. Riadenie zásob just-in-time, presné prognózovanie dopytu a zlepšenie rýchlosti uvedenia na trh sú niekoľkými výhodami z hľadiska efektívnosti, ktoré inteligentné továrne prinášajú. Ľudia pracujúci v inteligentných fabrikách si vďaka digitálnym analýzam dokážu zefektívniť aj svoje úsilie, čím prispievajú k celkovej produktivite prevádzky. Vo svojej štúdii o inteligentných továrňach z roku 2019 nám Deloitte hovorí, že „spoločnosti hlásia až 12 % nárast v oblastiach, ako sú výrobná produkcia, využitie tovární a produktivita práce po tom, ako investovali do iniciatív inteligentných tovární. Okrem toho výrobcovia s inteligentnými továrňami pravdepodobne prekonajú tradičné továrne s 30 % vyššou čistou produktivitou práce do roku 2030.“
- Udržateľnosť a bezpečnosť: Spotrebitelia sú čoraz viac ochotní míňať viac za výrobky, o ktorých vedia, že sa získavajú a vyrábajú pomocou sociálne a environmentálne zodpovedných metód. Moderné technológie inteligentných tovární uľahčujú podnikom identifikovať a realizovať príležitosti na ekologickejšie, bezpečnejšie a sociálne zodpovedné výrobné postupy. Digitálne inovácie ako blockchain a snímače RFID môžu manažéri inteligentných tovární využívať na zabezpečenie nevyvrátiteľného pôvodu a kontroly kvality všetkých materiálov a zásob – pochádzajúcich aj z najvzdialenejších článkov dodávateľského reťazca. A bližšie k domovu Medzinárodná spoločnosť automatizácie uvádza, že roboty a automatizované zariadenia môžu pomôcť znížiť alebo eliminovať tri z piatich hlavných príčin úrazov na pracovisku.
- Kvalita výrobkov a zákaznícka skúsenosť: Tradiční výrobcovia mali často ťažké časy na zabezpečenie presného prijatia svojich smerníc, po ktorých nasledovali dodávatelia nižšej úrovne a výrobcovia v ich dodávateľských reťazcoch. V inteligentnej továrni prináša cloudová konektivita a komplexná viditeľnosť v inteligentných továrňach prehľad a odporúčania pre všetky úrovne výrobného procesu. Schopnosť rýchlo prispôsobiť sa a reagovať na zmeny trendov znamená, že produkty sú pevne a aktuálne so želaniami zákazníka. Pokročilá analýza systémových údajov rýchlo poukazuje na slabé stránky alebo oblasti, v ktorých je potrebné zlepšenie. To vedie k lepšej konkurencieschopnosti na trhu, lepšiemu preskúmaniu výrobkov a menšiemu počtu nákladných výnosov alebo stiahnutí z trhu.
Inteligentné továrenské technológie
Inteligentné továrenské technológie sú veľmi agilné. Keďže iniciatívy digitálnej transformácie sa rozvíjajú v rámci podniku, existujú takmer nekonečné možnosti na škálovanie, úpravu a prispôsobenie podľa potreby.
- Cloudová konektivita: Bez ohľadu na to, či ide o verejný, súkromný alebo hybridný cloud, ide o kanál, cez ktorý prechádzajú všetky údaje a informácie cez inteligentnú továreň. Celosvetová a celopodniková cloudová konektivita zabezpečuje, že každá oblasť podnikania funguje s údajmi v reálnom čase a že sa okamžite zviditeľnia všetky pripojené aktíva a systémy v rámci dodávateľského reťazca.
- Umelá inteligencia: Operačné systémy, ktoré používajú integrované technológie AI, majú rýchlosť, silu a flexibilitu nielen na zhromažďovanie a analýzu nesúrodých dátových súborov, ale aj na poskytovanie prehľadov v reálnom čase a responzívnych odporúčaní. Automatizované procesy a inteligentné systémy v rámci inteligentnej fabriky sú neustále optimalizované a informované umelou inteligenciou.
- Strojové učenie: Jedným z najhodnotnejších prínosov, ktorý strojové učenie prináša do inteligentnej fabriky, je jeho kapacita pre pokročilú prediktívnu údržbu. Monitorovaním a analýzou výrobných procesov je možné odosielať výstrahy pred výskytom zlyhania systému. V závislosti od situácie sa môže vykonávať automatizovaná údržba, prípadne možno odporučiť zásah človeka.
- Big Data: Robustné a veľké množiny dát umožňujú vykonávanie prediktívnej a pokročilej analýzy v inteligentnej továrni. Podniky už dávno chápu strategickú hodnotu Big Data, ale donedávna často chýbali systémy potrebné na ich zmysluplné využitie. Digitálna transformácia v dodávateľských reťazcoch a inteligentných továrňach otvorila podnikom potenciál optimalizovať a inovovať pomocou prehľadov o veľkých dátach.
- Priemyselný internet vecí (IIoT): V inteligentnej továrni, keď sú zariadenia a stroje vybavené jedinečnými identifikátormi a schopnosťou odosielať a prijímať digitálne údaje, tvoria sieť IIoT. Moderné stroje už môžu mať digitálne portály, ale aj desaťročia staré analógové stroje môžu byť vybavené IIoT bránovými zariadeniami, aby sa dostali do rýchlosti. Údaje odoslané zo zariadenia v podstate informujú o jeho stave a aktivite a údaje odoslané do zariadenia ovládajú a automatizujú jeho akcie a pracovné postupy.
- Digitálne dvojčatá: Presná, virtuálna replika stroja alebo systému sa stáva jeho digitálnym dvojčatkom. Umožňuje maximálnu inováciu a kreativitu s minimálnym prevádzkovým rizikom. Digitálne dvojča môže byť stlačené na svoj limit, prekonfigurované viacerými virtuálnymi spôsobmi alebo testované z hľadiska jeho kompatibility v rámci existujúceho systému – všetko bez toho, aby vo fyzickom svete nikdy nevzniklo riziko alebo plytvanie zdrojmi.
- Doplnková tlač: Tiež známa ako 3D tlač umožňuje inteligentným fabrikám využívať inteligentnú automatizáciu na výrobu na požiadanie. Je to mimoriadne dôležité v čase neočakávaného narušenia dodávateľského reťazca alebo náhleho dopytu po produktoch. Virtuálne zásoby, aj keď je to bežné, však môžu výrazne minimalizovať riziko a plytvanie tým, že umožnia výrobu „just-in-time“.
- Virtuálna realita (VR) a rozšírená realita (AR): V roku 2019 časopis Assembly Magazine opísal niektoré aplikácie nositeľných materiálov VR v inteligentnom závode ako „schopnosť prepojiť environmentálne podmienky, úrovne zásob, stav procesu, údaje o chybe montáže, využitie a metriku priepustnosti spôsobom závislým od kontextu (kde sa pozriete alebo kráčate).“ Tento nemilosrdný zmyslový zážitok umožňuje používateľom rozšíriť ich prirodzené zmysly o údaje v reálnom čase z ľubovoľného miesta alebo časového hľadiska – aby si mohli bezpodmienečne uvedomiť stav fabriky.
- Blockchain: Ako technológie inteligentných tovární napredujú, bezpečnostné riešenia našťastie držia krok s nimi. Blockchain má v dodávateľskom reťazci mnoho aplikácií, od vytvárania „inteligentných zmlúv“ s dodávateľmi až po sledovanie pôvodu tovaru a manipuláciu v rámci celého dodávateľského reťazca. V inteligentných továrňach je blockchain obzvlášť užitočný na riadenie prístupu k prepojeným aktívam a strojom v rámci celého podniku – ochrane bezpečnosti systému a presnosti záznamov, ktoré tieto zariadenia uchovávajú.
- Moderná databáza: Databázy vnútornej pamäte a moderné systémy ERP sú „mozgy“, ktoré stoja za Priemynom 4.0 a všetkými inteligentnými továrenskými a inteligentnými riešeniami dodávateľského reťazca. Staršie databázy založené na diskoch sa tlačia – často výrazne nad ich hranice – aby držali krok s funkčnosťou komplexnej správy dát a analýzy potrebnou na spustenie inteligentných tovární a moderných dodávateľských reťazcov.
Dosiahnutie transformácie inteligentného závodu
V roku 2020 došlo k obrovskému narušeniu a prevádzkovému riziku pre podniky na celom svete. Pred ochorením COVID-19 sa v prieskume spoločnosti Deloitte, ktorý sa uskutočnil v roku 2019 s viac ako 600 vedúcimi pracovníkmi výrobného sektora, uvádza, že 86 % respondentov sa domnieva, že v nasledujúcich piatich rokoch budú „iniciatívy inteligentných tovární hlavnou hnacou silou konkurencieschopnosti vo výrobe“. V súčasnosti sa digitálna transformácia a modernizácia dodávateľského reťazca viac ako kedykoľvek predtým zmenili z dlhodobých cieľov na naliehavé a okamžité priority pre spoločnosti odhodlané inovovať a konkurovať.
To, ako začnete s transformáciou inteligentnej fabriky, bude závisieť od toho, kde ste teraz a ktoré procesy sú pre vaše podnikanie najkritickejšie. Počiatočný systémový audit vám pomôže analyzovať a zhodnotiť existujúce procesy, aktíva a podnikové systémy. Predtým, ako začnete automatizovať pracovné postupy a výrobné procesy, budete musieť posúdiť, ako vyzerajú dnes.
Na začiatku vašej cesty digitálnej transformácie je tiež dôležité pamätať na to, že „smart“ v inteligentnej fabrike pochádza z jeho pokročilých kapacít na analýzu údajov a správu údajov. Moderná databáza a robustný ERP systém sú mozgy za inteligentnou fabrikou. Podporujú rozšírené funkcie, ktoré riadia systém. Hlavným faktorom úspechu akejkoľvek transformácie inteligentného závodu bude schopnosť existujúcich podnikových systémov riadiť Big Data a integrovať technológie ako AI, strojové učenie a pokročilá analytika.
A nakoniec, jedna z najlepších vecí v súvislosti s transformáciou inteligentných tovární je, že na to, aby bola efektívna, nemusí nastať naraz. Nevyžaduje ani prerušenie alebo pozastavenie existujúcich podnikateľských aktivít. Každá iniciatíva, ktorú podnik zavedie na modernizáciu a optimalizáciu svojich digitálnych systémov, ich posunie o krok bližšie k plne integrovanej inteligentnej továrni. Technológie inteligentných tovární navyše vo svojej podstate zhromažďujú a analyzujú údaje. To znamená, že vplyv a návratnosť akýchkoľvek nových digitálnych technológií možno merať a posudzovať od okamihu inštalácie.
Inteligentné továrne v akcii
- Pozrite sa, ako vývoj transparentnejších procesov inteligentných tovární pomohol spoločnosti Absen zlepšiť produktivitu.
- Zistite, ako záväzok digitálnej transformácie priviedol Kersena k vybudovaniu dynamickejšej, inteligentnejšej fabriky.
- Zistite, ako automatizácia a konektivita pomohla WAGO vyvinúť prepojený rámec pre stroje akéhokoľvek veku.
Preskúmajte riešenia
SAP Industry 4.0
Skúsenosti s výhodami transformácie
výrobného a digitálneho dodávateľského reťazca
SAP Insights Newsletter
Prihlásiť sa na odber dnes
Získajte kľúčové postrehy prihlásením sa na odber nášho newslettera.