Przemysł 4.0 - czwarta rewolucja przemysłowa

Przemysł 4.0 - technologie przyszłości

Przemysł 4.0 (Industry 4.0) to termin, który od kilku lat robi zawrotną karierę w mediach oraz na spotkaniach branżowych, a używa się go jako synonimu zbioru nowych technologii, które mają zapoczątkować kolejną wielką zmianę w przemyśle. W artykule przedstawiamy najważniejsze z nich, zaś we wstępie wyjaśniamy, co ma być rezultatem ich połączenia.

Wysoka efektywność wytwarzania, niskie koszty, zapewnianie odpowiedniej jakości, a także różnorodność asortymentu i łatwość zmiany profilu produkcyjnego - to główne cele większości przedsiębiorstw produkcyjnych. Od początku historii przemysłu realizuje się je dzięki innowacyjnym rozwiązaniom technicznym. Wiele z nich okazało się tak przełomowymi, że zapoczątkowały rewolucyjne zmiany w przemyśle, pociągając za sobą również przemiany gospodarcze, społeczne oraz kulturowe.

TECHNOLOGIE, KTÓRE ZMIENIŁY PRZEMYSŁ - HISTORIA REWOLUCJI PRZEMYSŁOWYCH

Pierwsza rewolucja przemysłowa rozpoczęła się pod koniec XVIII wieku i trwała aż do drugiej połowy XIX wieku. Do najważniejszych osiągnięć tego okresu zaliczane jest zastąpienie węgla drzewnego koksem, które przyczyniło się do rozwoju hutnictwa, budowa krosna mechanicznego oraz silnika parowego.
Druga rewolucja przemysłowa datowana jest na drugą połowę XIX wieku i początek XX wieku. Wśród przełomowych wynalazków tamtego czasu wymieniane są: silnik spalinowy oraz różne zastosowania elektryczności, takie jak oświetlanie pomieszczeń dzięki wynalezieniu żarówki. Oprócz tego w fabryce samochodów Forda uruchomiono wówczas pierwszą na świecie linię montażową.
W drugiej połowie XX wieku w przemyśle zaczęto powszechnie korzystać z komputerów i zbudowano, na potrzeby przemysłu motoryzacyjnego, pierwszy sterownik programowalny Modicon. Dzięki temu zaczęto automatyzować procesy produkcyjne, co rozpoczęło trzecią rewolucję przemysłową.
Wynalazki, które ukształtowały przemysł w obecnej formie, przede wszystkim odciążały ludzi, zwiększając wydajność i szybkość produkcji oraz zmniejszając jej koszty. Dzięki temu możliwa stała się produkcja na masową skalę. Obecnie to już jednak nie wystarczy.

CO PRZYNIESIE CZWARTA REWOLUCJA PRZEMYSŁOWA?

Silna konkurencja i rosnące oczekiwania klientów sprawiają, że nie tylko wciąż trzeba zwiększać efektywność produkcji, ale należy także znaleźć sposób na jej personalizację, czyli wytwarzanie krótkich serii wyrobów zaprojektowanych pod kątem potrzeb konkretnego klienta. Ich cena nie powinna być przy tym większa od ceny towarów produkowanych masowo. To właśnie taka elastyczność ma być efektem czwartej rewolucji przemysłowej.

Środkiem do osiągnięcia tego celu będzie cyfryzacja oraz informatyzacja produkcji. Dzięki nim powstaną systemy cyberfizyczne (cyber-physical systems), z których rozwiną się inteligentne fabryki (Smart Factory), w których maszyny będą się komunikować i podejmować decyzje autonomicznie, a udział ludzi w procesie produkcyjnym zostanie ograniczony do niezbędnego minimum.

Interakcja będzie możliwa nie tylko między maszynami, maszynami i ludźmi, ale też całymi, niezależnymi dotychczas, etapami produkcji. Dzięki temu nie będą one już, jak do tej pory, optymalizowane oddzielnie, lecz współzależnie. W rezultacie łańcuch dostaw stanie się bardziej elastyczny, zaś produkcja jeszcze wydajniejsza i szybsza.

Przemysł 4.0 już tu jest!

W coraz większym stopniu koncepcja Przemysłu 4.0 staje się rzeczywistością, w której ludzie, maszyny oraz procesy są ze sobą coraz bardziej zintegrowane, dzięki czemu produkcja staje się bardziej elastyczna i wydajna. Przykład to linia produkcyjna firmy Bosch Rexroth w Homburgu. Montuje się na niej ponad dwieście różnych wariantów zaworów hydraulicznych bez konieczności przestrajania maszyn.

Poszczególne elementy oraz etapy produkcji są bowiem identyfikowane za pomocą znaczników RFID. Dzięki temu dziewięć stacji linii produkcyjnej rozpoznaje, jaki powinien być kolejny etap montażu. System sterowania maszyny (PLC) otrzymuje odpowiednie dane z serwera, a do każdej stacji dostarczana jest wymagana liczba potrzebnych części. Ponadto pracownik, po zalogowaniu się na stanowisku roboczym, może przeczytać na monitorze instrukcje dotyczące danego wariantu produktu oraz informacje o kolejnym kroku, w wybranym języku oraz w postaci dostosowanej do jego kwalifikacji.

TECHNOLOGIE PRZYSZŁOŚCI ZWIĄZANE Z PRZEMYSŁEM 4.0

Przewiduje się, że czwartą rewolucję przemysłową zapoczątkuje kilka nowych technologii. Na pierwszym miejscu wymieniany jest Internet Rzeczy (Internet of Things). Będą nim przesyłane ogromne ilości danych, wymagane w związku z tym będą zaawansowane metody ich przetwarzania. Dlatego rozwijane są techniki analizy dużych zbiorów danych (Big Data) i chmury obliczeniowe (Cloud Computing). Dla upowszechnienia się Internetu Rzeczy w przemyśle kluczowe znaczenie będzie miało również zapewnienie cyberbezpieczeństwa.

Z informacji z tego źródła będą korzystać m.in. w pełni autonomiczne roboty oraz pojazdy do transportu wewnętrznego. W fabrykach przyszłości człowiek będzie również mógł bezpiecznie współpracować z robotami ramię w ramię.

Do technologii, które umożliwią personalizację produkcji, zalicza się oprócz tego druk addytywny (3D), zaawansowane symulacje, rzeczywistość wirtualną i rozszerzoną. Dopełnieniem wszystkich powyższych będzie pełniejsza integracja systemów informatycznych w obrębie przedsiębiorstwa i na różnych etapach, od produkcji po dystrybucję wyrobów.