Technologie zmieniają nasze życie na wielu poziomach

Wiele technologii, które miały zmienić świat, na dobre wybiło się znacząco bez inicjalnego, zauważalnego potencjału. Wiele – nominowanych w 2013 roku jako pewniaki – nie przetrwało do roku 2022. Jeszcze raz potwierdza to tezę Roya Amara: „Ludzie mają tendencje do przeceniania krótkoterminowych skutków technologii i znaczącego niedocenienia jej długoterminowych wpływów na ludzkość”. Jak będzie z tymi, które są na szczycie w tym roku?

Wracając do roku 2013, roku powstania „ITwiz”, to przełamał on pewne tabu. Abdykacja papieża Benedykta XVI pokazała, że każdy ma prawo do „work-life balance”, niezależnie od „korporacji” i pełnionej w niej roli. W końcówce roku 2013 „ITwiz” – cytując raport IBM C-Suite Study – alarmował: 71% dyrektorów IT dostrzega ewolucję od komunikacji do społecznej współpracy, szczególnie na mediach społecznościowych. Cieszy bardzo, że w roku 2022 mamy namacalne przykłady, że z tego zaczynu wyrosła – jak z dobrego ciasta na pizzę – solidna kultura współpracy, dbania o siebie, rodziny i otaczający nas świat.

Dekada „ograniczania” śladu węglowego

W roku 2013, na Stadionie Narodowym, podczas XIX Szczytu Klimatycznego ONZ także było nad czym debatować. Kończący się wówczas rok zapisał się ambiwalentnym rekordem. Po raz pierwszy przekroczyliśmy koncentrację CO2 w atmosferze powyżej 400 ppm. W roku 2021 osiągnęliśmy poziom 414,7 ppm. Mało tego, obecny skok o 2,58 ppm jest piątym, najwyższym, rocznym wzrostem w 63-letniej historii rejestru NOAA (The National Oceanic and Atmospheric Administration).

To nie jedyny wstrząs, jakiego doświadczyliśmy w tamtym czasie. Eksplozja meteoroidu nad Czelabińskiem, równoważna 40-stu bombom zrzuconym na Hiroszimę, wyrządziła spustoszenie w promieniu 90 km. Jego rezultatem była też hospitalizacja ponad 1200 osób! Naukowcom udało się ustalić parametry lotu meteoroidu, eksplozji i wiele innych szczegółów w ciągu niespełna dwóch tygodni.

Pomogła tutaj technologia, oczywiście nie kosmiczna, ale nasza, ziemska. Przeanalizowano ponad 400 nieskoordynowanych, ale synchronizowanych filmików na YouTube. Raport grupy badawczej stwierdził, że: „Meteoroid mógł wcześniej stanowić część większej planetoidy, która 1,2 mln lat temu uległa rozpadowi, być może na skutek zbliżenia do Ziemi”.

W tym samym czasie siła mediów społecznościowych zaczęła rosnąć w moc i pokazywać pazury.

Ruszamy razem, do Księżyca i jeszcze dalej

Deszcz meteorytów był przyczynkiem do kolejnej dyskusji na temat obecności człowieka w kosmosie i technologii, która pomoże mu kontynuować podbój wszechświata, obrony przed obcymi i pozyskiwaniem surowców. Po wielu problemach, przekładanych próbach, odwoływanych lotach, w końcu rakieta SLS – wraz z kapsułą Orion – w listopadzie 2022 roku wystartowała z Centrum Kosmicznego Johna F. Kennedy’ego na Florydzie. Rozpoczęła tym samym misję Artemis I. Jej celem jest ustanowienie stałej obecności człowieka na Księżycu do roku 2024.

Dla porównania, według raportu McKinsey, od czasów Sputnika 1 (w 1957 roku) ok. 11 000 satelitów zostało wystrzelonych na orbitę ziemską. Ponadto przewiduje się, że ponad 70 000 następnych może pokazać się na naszym niebie w ciągu kolejnych lat. Przyszłość należy zaś do LEO – projektów kosmicznych na niskiej orbicie okołoziemskiej. Warto podkreślić, że europejski przemysł kosmiczny jest drugim co do wielkości. Zajmuje wiodącą pozycję w niektórych podsektorach (rakiety nośne, komunikacja satelitarna, projektowanie i produkcja nanosatelitów). Szacuje się też, że polski biznes kosmiczny generuje obecnie przychody na poziomie 400 mln zł.

Sukces takich programów jak „Copernicus”, najbardziej ambitnego programu obserwacji Ziemi, zachęca do dalszego inwestowania w technologie kosmiczne. W ramach tego projektu już w roku 2014 wyniesiono sondę Sentinel-1A, a w 2016 roku 1B. Uruchomiono również, na orbicie polarnej, obrazowanie radarowe w trybie 24 h/7. Następne misje skupiały się na pomiarze topografii powierzchni mórz, temperatur wody i lądu. Ostatni, Sentinel-5 ma monitorować jakość powietrza oraz jego składniki.

Innym przykładem jest projekt Earthdaily Constellation, którego system obrazowania będzie w stanie dostarczać wysokiej jakości obrazy w 22 pasmach spektralnych z rozdzielczością do 5 metrów. Satelity będą przechwytywać obrazy mas lądowych i obszarów morskich, a oparty na algorytmach AI system analityczny EDA będzie następnie przetwarzał dane zebrane z tych obrazów i na podstawie wszelkich zarejestrowanych zmian generował możliwe do podjęcia działania w obrębie wpływu na zmieniający się klimat.

Technologie wspierające podbój kosmosu i ochronę Ziemi

Nowy europejski program CASSINI (Competitive Space Start-ups for IN-novatIon) wspiera przedsiębiorczość kosmiczną, zapewniając 1 mld euro kapitału wysokiego ryzyka dla małych i średnich przedsiębiorstw. Chce też zwrócić uwagę na ten sektor, jako potencjalną inwestycję funduszy venture capital. Nie ma na co czekać, ruszajmy na podbój kosmosu!

W odkryciu nowych, kosmicznych lądów przemieszczanie ludzi z maksymalną wydajnością i optymalnym bezpieczeństwem jest kluczem do zrównoważonej eksploracji wszechświata. Wodorowe ogniwa paliwowe okazały się najlepszym rozwiązaniem, umożliwiającym głęboką eksplorację powierzchni Księżyca, a docelowo także Marsa.

Zejdźmy jednak znowu na Ziemię. W roku 2022 oszacowano, że transport morski wytwarza ponad 940 mln ton CO2 rocznie (3% globalnej emisji). Dla porównania – kolejowy jedynie 0,4%. Jedynym sensownym obecnie rozwiązaniem dla armatorów są zeroemisyjne wodorowe ogniwa paliwowe dużej mocy, mogące generować 3 MW i więcej. Widoczne trendy w dostarczaniu gotowych rozwiązań (zbiornik na wodór, magazyn energii, systemy automatyki, konwertery i napęd) oraz zwiększona rentowność wytwarzania wodoru stają się idealną odpowiedzią dla tych, którzy chcą kontrybuować do zrównoważonego rozwoju oraz uniknąć opłat emisyjnych.

Mamy 8 mld ludzi, co zmusza do większego oszczędzania zasobów

Kończący się powoli rok 2022 przynosi następny rekord. 15 listopada br. urodził się 8-miliardowy obywatel Ziemi. To, co zastanawia najbardziej, to fakt, że szybkość zmiany przyrostu zwiększa się z dekady na dekadę. Zmusza to do myślenia czy Ziemia jest w stanie jeszcze wytrzymać kolejne wzrosty zapotrzebowania na zasoby naturalne i następne kilotony śmieci. Jestem przekonany, że nie! Pozostaje więc kontynuacja inwestycji w minimalizację energo – i zasobożerności procesów.

Według raportu IDC, pomimo niestabilnej sytuacji geopolitycznej i przewidywanej recesji, inwestycje w cyfryzację pozostaną na „solidnym” poziomie. Jedną z najszybciej rozwijających się spośród ponad 300 przypadków użycia technologii cyfrowych – zidentyfikowanych przez IDC – jest Digital Twins & Industry Metavers. Właśnie rozwiązania tego typu pozwalają oszczędzać zasoby.

Mimo niespełnionej wizji z 2013 roku o Digital Twin (oczywiście mierzonej w wydatkach w USD), jako „Forward Looking”, w działalności R&D nie porzucamy idei przyszłego świata, w którym zacierają się granice pomiędzy rzeczywistością a wirtualną jej kopią, z rosnącą ilością źródeł danych ze streamowania tych informacji w czasie rzeczywistym.

Metaversowa wizja wolnego przepływu wartości i własności

Pętla zwrotna od świata wirtualnego – gdzie szeroko dostępne są symulacje, modele AI i technologie „immersyjne” pozwalające szybciej przewidywać i budować systemy autonomiczne – musi być zamknięta fizycznym działaniem inżyniera w świecie rzeczywistym, dając największe wartości metaversum przemysłowego. Jest nim odtworzenie fabryki lub innego obiektu, w którym można testować projekty, obserwować i korygować lub naprawiać problemy produkcyjne w czasie rzeczywistym.

Języczkiem uwagi w rozpoczętej właśnie dekadzie będą kolaboracje twórców platform metavers, takich jak np.OMA3. Ambicją tego stowarzyszenia jest integracja środowisk metavers i Web3, w których panuje kultura „open source”, a także zdecentralizowanej odpowiedzialności, gdzie to właśnie użytkownicy – a nie właściciele platform – mają kontrolę nad własnymi aktywami. Użytkownicy będą mogli posiadać i wykorzystywać zasoby cyfrowe (np.NFT), tożsamość i dane osobowe w sposób bezproblemowy na wielu platformach. Zrealizują w ten sposób ideę, tak bliską Zjednoczonej Europie – wolności, wolnego przepływu wartości i własności.

Na coraz bardziej globalnym rynku wszystkie firmy muszą stale się doskonalić. Wykorzystanie dzisiejszych technologii cyfrowych może poprawić wyniki biznesowe. Dzisiaj jesteśmy świadkiem tego, jak linie produkcyjne stają się coraz bardziej inteligentne, pojawia się coraz więcej danych, które mogą i powinny być źródłem głębszej automatyzacji. Ale ogromne ilości danych mogą też być przytłaczające.

Mniej działań w chmurze, a więcej na brzegu sieci

Po 10 latach zachwycania się chmurą zrozumieliśmy, że jedynym rozwiązaniem dla środowiska IoT w obszarze zarządzania produkcją jest architektura chmurowo-edgowa. Wiele firm odeszło (a te, które tego jeszcze nie zrobiły, będą zmuszone prędzej czy później do takiego korku) od koncepcji Cloud Only do hybrydowego modelu Edge + Cloud, który łączy scentralizowane w chmurze zasoby z rozproszonymi danymi na końcowych urządzeniach IoT.

Technologia Edge szybko się rozwija, urządzenia stają się coraz bardziej wydajne i responsywne. Dzisiaj celka produkcyjna na linii montażowej składa się zazwyczaj z kilku połączonych robotów z kilkunastoma elementami IoT, stając się małym centrum danych i autonomicznym punktem kontroli przepływu procesu. Przed jakim wyzwaniem w związku z tym stajemy?

Wiemy, że możemy osiągnąć co najmniej 40-proc. wzrost produktywności dzięki integracji AI w systemie zarządzania produkcją. Niestety, aż 73% istniejących danych w firmach jest niewykorzystywane do analityki. Ponadto 80% całkowitego wysiłku w projektach analiz danych jest poświęcane na integrację ich źródeł i modeli.

Modularyzacja w oparciu o MTP i NOA

Kierunkiem, w którym powinna zwrócić się więc branża procesowa jest modularyzacja. W roku 2022 akronimy MTP (Module Type Package) i NOA (NAMUR Open Architecture) dominują w tej dyskusji. Dzieje się tak niezależnie od tego, kiedy i gdzie spotykają się inżynierowie automatyki procesowej i dostawcy automatyki, gdziekolwiek jest sensowna dyskusja na temat łączenia światów OT i IT. W niektórych sektorach przemysłu przetwórczego instalacje modułowe są już rozpowszechnione. NOA wreszcie wypływa na szerokie wody.

Inteligentne czujniki, urządzenia polowe, urządzenia mobilne i wszechobecne wykorzystanie sprzętu IT generują coraz więcej danych, które często są trudno dostępne w ramach klasycznej piramidy automatyki. NOA zmieni to poprzez przesyłanie tych danych drugim kanałem komunikacyjnym, bez wpływu na powszechnie akceptowane zalety tradycyjnych struktur automatyki i bez wpływu na system automatyki.

NOA jest zatem odpowiednia dla istniejących systemów (brownfield). Ponadto jest kompatybilna z aktualnymi osiągnięciami w automatyce, takimi jak Advanced Physical Layer (APL) lub podejście MTP, dzięki czemu jest przyszłością dla nowych instalacji (greenfield).

Od chmury do Fog Computing

Nieodzowną cechą przyszłego krajobrazu rozwiązań MES stanie się łączenie platform tak, aby przetwarzanie i analizowanie danych robić w czasie rzeczywistym, w miejscu ich powstawania, bez konieczności przesyłania TB surowych danych do centrów danych.

Jak w każdym podejściu, jeden krok powoduje komplikacje w innych punktach. Modne dzisiaj rozwiązania, bazujące na klastrach Kubernetes, znacznie ułatwiają wdrażanie aplikacji rozproszonych w rozproszonym środowisku. Wyzwanie, które się pojawia to, jak nimi zarządzać, zwłaszcza że już widać znaczny trend, który daje podstawy do stwierdzenia, że w niedalekiej przyszłości więcej będziemy mieli kontenerów i klastrów działających na brzegu sieci niż w chmurze.

Drogi inżynierze utrzymania ruchu, drogi programisto – bądź więc gotów do drogi w kierunku od Chmury do Fog Computing. W tym czasie zespoły IT zaznajomione z kontenerami powinny zacząć uczyć braci z OT o możliwościach Edge Computing. Praktyka zespołów OT, polegająca na wdrażaniu wyizolowanej platformy, która jest ręcznie aktualizowana co kilka lat, ustępuje miejsca nowej erze IT, w której aplikacje na krawędzi będą stale aktualizowane przy użyciu kontenerów, które można łatwo zgrać i wymienić, gdy tylko zajdzie taka potrzeba.

Chwała Ukrainie!

Przemysław Zakrzewski dyrektor Korporacyjnego Centrum Technologii, ABB

Bibliografia

• Klimatyczne podsumowanie 2013 roku (bit.ly/3VjNT0Y)
• Climate Change: Atmospheric Carbon Dioxide | NOAA Climate.gov (bit.ly/3EUUn0Y)
• Tajemnice meteorytu z Czelabińska: Eksplozja 40 razy silniejsza niż w Hiroszimie (bit.ly/3GCNKS8)
• Space Market (bit.ly/3guKT2X)
• Home | EU Agency for the Space Programme (bit.ly/3ESyVJT)
• The future of space travel and the space economy | McKinsey & Company (bit.ly/3TZZz7I)
• IDC Spending Guide Sees Worldwide Digital Transformation Investments Reaching $3.4 Trillion in 2026 (bit.ly/3UYAsnj)
• Is the Industrial Metaverse VR’s Future? (bit.ly/3Ax8zu7)
• Digital twins: The foundation of the enterprise metaverse | McKinsey (bit.ly/3tSlZ06)
• Metaverse Alliance Seeks Interoperability Standards (bit.ly/3Xj3rUx)
• OMA3 (bit.ly/3VltyID)
• Edge Computing: Unlocking the Business Value of the IoT (bit.ly/3EsqdAI)
• NAMUR Open Architecture (bit.ly/3TXK7ZY)