Koncept Przemysłu 4.0 (Industry 4.0) powstał w Niemczech w 2011 r. jako „odpowiedź” na pytanie jaka powinna być strategia gospodarcza kraju w obliczu dynamicznych zmian cyfrowych. Niemcy jako kraj z jednym z najbardziej rozwiniętych przemysłów wytwórczych w naturalny sposób postawili na cyfryzację procesów produkcyjnych. Obecnie na całymświecie obserwujemy falę cyfrowych „zaburzeń” radykalnie zmieniających przemysł wytwórczy.
Przemysł 4.0 zakłada wykorzystanie możliwości funkcjonalnych Internetu Rzeczy (IoT), bazując na połączeniu w ramach cyfrowych sieci inteligentnych sensorów oraz urządzeń sterujących, robotów i innych systemów niezbędnych w procesach produkcyjnych, w celu efektywnego i inteligentnego zarządzania nimi w czasie rzeczywistym. Dane zbierane na każdym etapie procesu produkcyjnego ze wszystkich sensorów oraz urządzeń są przetwarzane on-line. Następnie zaś wykorzystywane są dla adaptacyjnego sterowania tymi procesami. Wykorzystanie rozwiązań sztucznej inteligencji pozwala na przewidywanie stanów, które do tej pory nie wystąpiły (np. awarii) oraz proaktywną optymalizację procesów produkcyjnych dla dostosowania ich do nowych warunków produkcji.
Rozwój sieci telekomunikacyjnych – w połączeniu z zastosowaniem na coraz większą skalę rozwiązań cloud computing – wspomaga cyfrową integrację procesów produkcyjnych. Wykorzystanie zasobów cyfrowych „rozłożonych” w chmurach pozwala na efektywne kosztowo przetwarzanie danych zbieranych z różnych czujników i urządzeń. Ważne znaczenie ma też rozwój specjalizowanych robotów, rozwiązań sztucznej inteligencji dedykowanych do zastosowań w przemyśle wytwórczym, czy też systemów rozszerzonej rzeczywistości, które umożliwiają pracownikom zdalną, realistyczną obserwację procesów produkcyjnych, czy też efektywną realizację bardzo zaawansowanych szkoleń na stanowiskach produkcyjnych.
Kluczowe znaczenie dla sukcesu wdrożenia konceptu Przemysłu 4.0 ma standaryzacja. W 2014 r. powstała specjalna międzynarodowa organizacja Industrial Internet Consortium (IIC), której celem jest rozwój, coraz szersze wykorzystanie i promocja rozwiązań (sensorów, robotów, systemów analitycznych) wspomagających budowę przemysłowego Internetu Rzeczy. IIC zajmuje się też aspektami cyberbezpieczeństwa Przemysłu 4.0, rozpoznając go jako kluczowe zagrożenie dla wdrożenia cyfrowych rozwiązań zarządzania procesami produkcyjnymi.
Rosnąca popularność i dostępność sensorów IoT
Tempo rozwoju Przemysłu 4.0 jest napędzane przez dynamiczny wzrost dostępności inteligentnych sensorów wyposażonych w moduły komunikacyjne umożliwiające połączenie ich (przewodowe lub bezprzewodowe) do sieci cyfrowych. W 2020 r. na świecie 4 takie urządzenia będą przypadać na jednego statystycznego mieszkańca ziemi (wykres 1 i 2), a ponad 40% tych urządzeń ma być wykorzystywanych w procesach produkcyjnych. Także rozwój sieci telekomunikacyjnych – w połączeniu z zastosowaniem na coraz większą skalę rozwiązań cloud computing – wspomaga cyfrową integrację procesów produkcyjnych. Wykorzystanie zasobów cyfrowych „rozłożonych” w chmurach pozwala na efektywne kosztowo przetwarzanie danych zbieranych z różnych czujników i urządzeń. Ważne znaczenie ma też rozwój specjalizowanych robotów, rozwiązań sztucznej inteligencji dedykowanych do zastosowań w przemyśle wytwórczym, czy też systemów rozszerzonej rzeczywistości (Augmented Reality), które umożliwiają pracownikom zdalną, realistyczną obserwację procesów produkcyjnych, czy też efektywną realizację bardzo zaawansowanych szkoleń na stanowiskach produkcyjnych.
Cyfryzacja przemysłu to nie jest wyłącznie cyfryzacja samego procesu produkcyjnego. Chodzi mianowicie o skuteczne wykorzystanie rozwiązań cyfrowych we wszystkich obszarach działania przedsiębiorstwa wytwórczego (rysunek 1), zaczynając od cyfryzacji procesów badawczo-rozwojowych oraz przygotowanie nowych produktów, poprzez logistykę, procesy wytwórcze czy marketing, sprzedaż i zarządzanie relacją z odbiorcami. Ważna jest też cyfrowa infrastruktura (budynki, pomieszczenia, itp.) czy też wykorzystanie rozwiązań cyfrowych w relacji z administracją (np. podatki, warunki środowiskowe, regulacje itp.).
Kluczowe znaczenie dla sukcesu wdrożenia konceptu Przemysłu 4.0 ma standaryzacja. W 2014 r. powstała specjalna międzynarodowa organizacja Industrial Internet Consortium (IIC), której celem jest rozwój, coraz szersze wykorzystanie i promocja rozwiązań (sensorów, robotów, systemów analitycznych) wspomagających budowę przemysłowego Internetu Rzeczy.IIC zajmuje się też aspektami cyberbezpieczeństwa Przemysłu 4.0, rozpoznając go jako kluczowe zagrożenie dla wdrożenia cyfrowych rozwiązań zarządzania procesami produkcyjnymi.
Korzyści z cyfryzacji produkcji
Od wdrożenia rozwiązań Przemysłu 4.0 nie ma w tej chwili odwrotu. Przedsiębiorstwa przemysłowe zdają sobie sprawę z ogromnej skali korzyści wynikających z cyfryzacji. Są to:
- · Znaczącej poprawy efektywności działania– dzięki wykorzystaniu „inteligentnego” zarządzania produkcją wykorzystującego zawansowaną analitykę danych, wytwórcy będą mogli szybciej i efektywniej stworzyć nowe produkty i produkować, podejmując zdecydowanie szybciej wszystkie decyzje bez potrzeby angażowania zbyt wielu zasobów.
- · Poprawy jakości– dzięki dalszej automatyzacji zostaną wyeleminowane ludzkie błędy. Systemy sztucznej inteligencji pozwolą na proaktywne zapobieganie awariom.
- · Obniżenie kosztów– wdrożenie rozwiązań Przemysłu 4.0 jest na pewno kosztowne. Jednak w stosunkowo szybkim czasie będą osiągane korzyści kosztowe wynikające z poprawy efektywności i jakości.
- · Poprawa doświadczeń klienckich – w coraz bardziej konkurencyjnej gospodarce, doświadczenia klienta(Customer Experience)związane z poznaniem marki i jej produktów, zakupem oraz wszystkie interakcje w ramach obsługi posprzedażnej odgrywają coraz większą rolę w wyborze dostawcy (producenta). Cyfryzacja relacji w obszarze marketingu, sprzedaży i obsługi klienta umożliwi nie tylko lepsze zrozumienie potrzeb klienta, ale też poprawę oferowanych klientowi doświadczeń, w ten sposób wpływając na jego skłonność do rekomendacji wytwórcy i jego produktów, względnie do chęci pozostania z danym dostawcą.
- · Wzrost przychodów –klienci będą wybierać dostawców, którzy będą szybciej reagować na potrzeby klientów, szybciej dostarczać im nowe produkty oferując coraz lepszą ich jakość, i których klienci będą zadowoleni z oferowanych im doświadczeń.
- · Pozyskanie i utrzymanie pracowników –cyfrowi wytwórcy będą najbardziej atrakcyjnymi pracodawcami dla najlepszych ludzi na rynku, co jest szczególnie istotne w Europie w obliczu wyzwania starzenia się społeczeństwa.
W tej chwili nie ma jeszcze na rynku w pełni gotowych rozwiązań,które mogłyby być uniwersalnie wykorzystane do pełnej cyfryzacji dowolnego przedsiębiorstwa. Nadal znajdujemy się w fazie, gdzie standaryzacja i niedojrzałość specjalizowanych rozwiązań jest jednym z głównych wyzwań dla szybkiej cyfryzacji firmy produkcyjnej. Innym ważnym ryzkiem jest aspekt bezpieczeństwa. Cyfrowe systemy Przemysłu 4.0 są narażone na świadome ataki terrorystyczne, szpiegostwo przemysłowe, kradzieże danych czy sabotaże. Dlatego specjalną uwagę trzeba zwrócić na zaprojektowanie i wdrożenie rozwiązań cyberbezpieczeństwa, które pozwolą na aktywną identyfikacją i obsługę niepożądanych ataków „cyfrowych”.
Cyfryzacja przemysłu powinna być priorytetem w Polsce
Przemysł 4.0 ma olbrzymie znaczenie w przypadku Polski, która jest krajem o silnym znaczeniu produkcji przemysłowej w gospodarce. Dlatego cyfryzacja przemysłu powinna być jednym z głównych priorytetów polityki gospodarczej kraju, także zważywszy na to, że Niemcy będące liderem Przemysłu 4.0 w Europie są naszym głównym partnerem gospodarczym.
Przemysł 4.0 ma olbrzymie znaczenie w przypadku Polski, która jest krajem o silnym znaczeniu produkcji przemysłowej w gospodarce. Dlatego cyfryzacja przemysłu powinna być jednym z głównych priorytetów polityki gospodarczej kraju, także zważywszy na to, że Niemcy będące liderem Przemysłu 4.0 w Europie są naszym głównym partnerem gospodarczym.Silną stroną Polski jest potencjał kadry inżynierskiej. Naszym wyzwaniem są: nadal zbyt mała innowacyjność polskiej gospodarki, mała skala zaawansowanego przemysłu wytwórczego oraz bardzo niskie wykorzystanie w polskim biznesie technologii chmurowych.
Silną stroną Polski jest potencjał kadry inżynierskiej. Polskie uczelnie technicznie kształcą nadal stosunkowo dużo wysoko wykwalifikowanych specjalistów, którzy są chętnie zatrudniani na całym świecie. Naszym wyzwaniem jest nadal zbyt mała innowacyjność polskiej gospodarki. W rankingu innowacyjności krajów Unii Europejskiej (European Innovation Scoreboard 2018) zostaliśmy sklasyfikowani na 25. miejscu (na 28 krajów objętych rankingiem). Innym wyzwaniem dla cyfryzacji jest mała skala zaawansowanego przemysłu wytwórczego, w którym cyfryzacja procesów może dać szybko znaczące korzyści. Poważną barierą jest również bardzo niskie wykorzystanie w polskim biznesie technologii chmurowych. Raport „Cloud Computing – statistics on the use of enetrprises z 2016 r.” pokazuje, że Polska z wykorzystaniem chmur przez tylko 7% przedsiębiorstw jest sklasyfikowana na 26. pozycji wśród krajów Unii Europejskiej.
Dlatego bardzo ważne jest podjęcie strategicznych inicjatyw ukierunkowanych na rozwój Przemysłu 4.0 w Polsce. Niezbędna jest szeroka promocja konceptu Przemysłu 4.0, jak również powszechna edukacja w obszarach dotyczących technologii i rozwiązań branżowych. Konieczne jest też zdefiniowanie kluczowych gałęzi przemysłu, w których cyfryzacja będzie miała priorytetowe znaczenie. Potrzebne są też programy rozwojowe, które będą zachęcać różne przedsiębiorstwa do współpracy w celu zbudowania i wdrożenia rozwiązań Przemysłu 4.0. Należy też rozważyć w rozwoju strategii Przemysłu 4.0 ściślejszą współpracę z Niemcami, jako głównym partnerem gospodarczym oraz wiodącym krajem w Europie w cyfryzacji produkcji.
dr Jerzy Kalinowski,
doradca zarządu KPMG w Polsce
