Przemysł 4.0, nazywany również czwartą rewolucją przemysłową, to koncepcja, która odnosi się do wykorzystywania procesów automatyzacji i przetwarzania danych.
Wdrażanie nowych technologii staje się nieodłączną częścią zakładów produkcyjnych. Ich celem jest usprawnianie i automatyzowanie procesów, w tym procesu monitorowania pracy maszyn. Przekłada się to na zwiększenie wydajności produkcji, wpływając pozytywnie na poprawę sytuacji finansowej i podniesienie rentowności przedsiębiorstw.
Jak widać, Przemysł 4.0 to ścisłe powiązane ze sobą ogniwa, które wzajemnie na siebie oddziałują.
W historii przemysłu trzy razy dochodziło do zmian jego funkcjonowania.
Przemysł 1.0 – wynalezienie i uruchomienie silnika parowego ukierunkowało produkcję w stronę mechanizacji.
Przemysł 2.0 wyparł z obiegu silniki parowe na rzecz elektryczności, zakłady produkcyjne dzięki temu mogły rozpocząć produkcję seryjną.
Przemysł 3.0 to czas rozwoju techniki komputerowej i rozwój cyfryzacji. Do obiegu wchodzą komputery i systemy przetwarzania danych, a to pozwala na sterowanie maszyn za pośrednictwem oprogramowania.
O Przemyśle 4.0 po raz pierwszy powiedziano podczas międzynarodowych targów Hannover Messe.
Założeniami koncepcji Industry 4.0 było:
- kompleksowy rozwój sieci obejmujących maszyny, systemy magazynowe i urządzenia produkcyjne
- rozwój intuicyjnych maszyn, gospodarki magazynowania i aparatów produkcyjnych zdolnych do samodzielnej wymiany informacji, kontroli
- rozwijanie procesów przemysłowych takich jak zarządzanie produkcją, zarządzanie materiałami, dostawą, a także produktem od początku do końca
- opracowanie, uruchamianie i rozwój inteligentnych fabryk i produktów
- zmiany w sposobach produkcji – stworzenie cyfrowej fabryki
- rozwinięcie automatyzacji (czyli OT) o narzędzia cyfrowe, przede wszystkim IT i software np. do automatycznego zbierania, przetwarzania o analizowania danych z produkcji
- w skład Przemysłu 4.0 wchodzi całe spektrum zagadnień związane z IoT (Internet Rzeczy) wytwarzaniem przyrostowym (drukarki 3d), cyfrowym bliźniakiem czy popularnym ostatnio zagadnieniami związanymi z AI
Dziś często czwarta rewolucja przemysłowa kojarzona jest z dużymi korporacjami. Wielu przedsiębiorców zarządzających małymi i średnimi produkcjami trzeba uzmysłowić, że Przemysł 4.0 niesie rozwiązania także dla nich. Przykładem właśnie jest Scout – system do automatycznego monitorowania pracy maszyn w czasie rzeczywistym, dedykowany dla MŚP.
Pierwsza rewolucja przemysłowa
Przebieg zmian datowany na XVIII wiek dotyczył głównej mierze przemysłu, ale także miał swój udział w rozwoju gospodarczym, społecznym i kulturowym. Prekursorami tych zmian były Anglii i Szkocja.
Przemysł 1.0 związany był z wykorzystaniem pary i opracowaniem silnika parowego do wykonywania pracy w fabryce. Dzięki temu maszyna mogła zastąpić ręczną pracę człowieka i dać początek produkcji masowej.
To czas kiedy powstaje „matka wszystkich narzędzi mechanicznych” – metalowa tokarka, która zapoczątkowała pojawianie się kolejnych narzędzi i wyrobów przemysłowych. Pojawienie się na tamten czas nowoczesnych technologii dało podstawy do automatyzacji pewnych procesów, a co za tym idzie ludzie zaczęli dostrzegać potrzebę zarządzania.
Druga rewolucja przemysłowa
Po „erze pary” w wyniku gwałtownego rozwoju nauki i techniki na przełomie XIX i XX wieku nastąpiła druga rewolucja przemysłowa.
Eksplozja demograficzna i idąca za tym potrzeba zmian praktycznie każdego aspektu życia ludzkiego dała początek kapitalizmowi, który z kolei zapoczątkował wzrost produkcji przemysłowej.
Będąc już przy przemyśle i produkcji należy wspomnieć Henry’ego Forda, który dał początek pierwszej w USA fabryce samochodów, gdzie zastosowano taśmowy sposób produkcji.
Druga rewolucja przemysłowa to czas elektryczności i nowych wynalazków w nauce i technice.
Trzecia rewolucja przemysłowa
Trzecia rewolucja przemysłowa przypada na lata 70. XX wieku. W tym czasie intensywnie rozwija się automatyzacja produkcji za którą stoją sterowniki PLC i komputery sterujące maszynami.
Dało to możliwość zautomatyzowania całego procesu produkcji. Wiele procesów zacznie się odbywać bez fizycznej pracy człowieka na rzecz rozwoju i wzrostu produktywności.
Praca człowieka zaś przełoży się na częstszą pracę z komputerem. Człowiek więcej czasu będzie spędzać rozwijając nowe technologie, co zapoczątkuje wprowadzanie robotów przemysłowych wykonujących pracę wg. zaprogramowanej kolejności, bez konieczności interwencji człowieka.
Czwarta rewolucja przemysłowa
Aktualnie trwa czwarta rewolucja przemysłowa, choć wg niektórych powinno się mówić raczej o ewolucji. Przemysł 4.0 oparty jest o osiągnięciach trzeciej rewolucji przemysłowej.
To, co jest zdecydowaną różnicą miedzy Przemysłem 3.0 a 4.0 to adaptacja Internetu, urządzeń mobilnych czy odnawialnych źródeł energii w procesie produkcyjnym.
Wykorzystanie Internetu w ujęciu przemysłowym to rozwój nowych technologii w fabrykach i zakładach produkcyjnych. Internet of Things (IoT), a także Industrial Internet of Things (IIoT), daje możliwość podłączania urządzeń i maszyn do sieci komputerowych i Internetu, a co za tym idzie umożliwia zdalny dostęp do zasobów przedsiębiorstwa.
Przemysł 4.0 to w głównej mierze dalszy postęp w cyfryzacji procesów, w tym standaryzacja wymiany danych między maszynami (M2M): OPC UA, MTConnect, MQTT.
Pozyskiwanie i przetwarzanie danych z maszyn to krok w celu lepszej optymalizacji produkcji. Smart Factory (początek tego określenia dał niemiecki rząd w 2011 r.) to mądra i zrównoważona produkcja, której ideą jest minimalizacja ludzkiej ingerencji w procesie produkcyjnym na rzecz robotyzacji procesów, innowacji i technologii, i wymiany danych.
Przemysł 4.0 – przykłady
Przemysł 4.0 to rzeczywistość, która tak naprawdę trwa i ciągle się rozwija obejmując przy tym coraz większe obszary przemysłu.
Digitalizacja niesie za sobą lepszą produktywność pracowników, zarządzanie magazynami, optymalizację procesów. W przemyśle digitalizacja to odchodzenie od ręcznego zbierania danych z maszyn na rzecz automatycznego procesu.
Przykładem automatycznego monitorowania maszyn i zbierania z nich danych w czasie rzeczywistym jest np. Scout.
Przemysł 4.0 skraca również czas obiegu informacji między fabryką, a dostawcami. Inteligenta Fabryka potrafi automatycznie określić zapotrzebowania u poddostawców na zasoby, zgodnie z tzw. filozofią Lean oraz „Just in Time Manufacturing„.
Kolejne następstwo Przemysłu 4.0 to Smart Sensor. Smart Sensor pozwala na pomiar i przesyłanie do systemów nadrzędnych najważniejszych parametrów wewnątrzsystemowych z maszyn i informacji na temat np. pracy urządzenia. Pozyskane w ten sposób informacje pomagają np. zapobiegać w zakładach produkcyjnych przestojom, planować serwisy maszyn i ograniczyć szybką eksploatację na rzecz optymalizacji procesów produkcyjnych.
Wytwarzanie przyrostowe, znane również jako drukowanie 3D, to kolejny przykład implementacji Przemysłu 4.0. Systemy oparte na procesach przyrostowych można zastosować w dowolnym momencie cyklu danego produktu. Zaczynając od błyskawicznych prototypów narzędzi, elementów maszyn aż do bezpośredniej obsługi cyfrowych procesów wytwarzania.
Większość z Nas na pewnie wie jak wyglądają wózki AGV – wózki automatyczne. To także przykład Przemysłu 4.0. Są to bezzałogowe pojazdy, które nie potrzebują bezpośredniej ingerencji operatora. Zastosowanie odpowiednich czujników i algorytmów umożliwia zapamiętywanie tras, czy omijanie przeszkód.
Jak wygląda przemysł 4.0 w Polsce
Nie ma wątpliwości, że po nowe technologie i cyfryzację powinny sięgać wszystkie przedsiębiorstwa, bez względu na ich wielkość.
Połowa firm w Polsce spotkała się z terminem Przemysłu 4.0. Założenia Przemysłu 4.0 znane są jednak przede wszystkim większym przedsiębiorstwom. Cześć z nich nawet wdraża lub zamierza wdrażać te rozwiązania w swoim biznesie.
To co może blokować małe i średnie przedsiębiorstwa przed sięganiem po nowe technologie to obawa przed wysokimi kosztami i czasem potrzebnym na wdrożenie.
Na szczęście, Przemysł 4.0 coraz częściej dociera do świadomości przedsiębiorców w Polsce. Przemysł 4.0 dla polskich przedsiębiorców to inwestycje w rozwój parków maszynowych i nowoczesne narzędzia, szkolenia pracowników, wdrażanie systemów informatycznych i narzędzi udoskonalających produkcje.
Kluczowym elementem Przemysłu 4.0 dla firm są technologie umożliwiające współpracę człowieka z maszyną. Ok. 20% przedsiębiorstw już je wdrożyła a kolejne 25% deklaruje wdrożenie w ciągu 2-3 lat.
To na, co stawiają przedsiębiorstwa produkcyjne to optymalizacja produkcji i lepsza organizacja. Niestety, chęć sięgnięcia po nowe technologie często spotyka się z barierą wdrożeniową: prawie połowa firm wskazuje na opór przed innowacyjnością, obawą przed wysokimi kosztami wdrożenia, a także brakiem przełożenia inwestycji na płynność finansową czy też przed nieudanym wdrożeniem.
Są to realne problemy firm z sektora MŚP w Polsce, które dostawcy rozwiązań Przemysłu 4.0 muszą brać pod uwagę, jeśli mamy mówić o sukcesie wdrożenia nowych technologii w naszym kraju.
Właśnie dlatego, Scout umożliwia uruchomienie bezpłatnego okresu próbnego na monitorowanie pracy najpopularniejszych maszyn CNC.