Czym jest czwarta rewolucja przemysłowa (Przemysł 4.0)?

Rewolucje przemysłowe wpłynęły na gospodarcze i polityczne losy krajów, przedsiębiorstw i społeczności ludzkiej na przestrzeni dziejów. Pierwsza rewolucja przemysłowa rozpoczęła się pod koniec XVIII w. w Anglii, kiedy to dzięki mocy silników parowych przemysł włókienniczy mógł zastąpić ręczne metody produkcji produkcją maszynową. Musiało upłynąć prawie całe stulecie, aby nadeszła kolejna rewolucja przemysłowa, czyli pojawienie się transportu kolejowego, komunikacji telegraficznej i elektryczności. Dopiero po II wojnie światowej i po wynalezieniu tranzystora w Stanach Zjednoczonych w 1947 r. nastała trzecia rewolucja przemysłowa, w której komputery cyfrowe przyczyniły się do większego postępu w dziedzinie transportu i technologii komunikacyjnych.

Przemysł 4.0 — definicja

Obecnie żyjemy w czasach czwartej rewolucji przemysłowej (Przemysłu 4.0). Termin „Przemysł 4.0” wywodzi się ze strategicznego programu na rzecz zaawansowanych technologii przygotowanego przez rząd niemiecki w 2011 r., ale został upowszechniony dopiero po przyjęciu go przez Światowe Forum Ekonomiczne w 2016 r. W porównaniu z poprzednimi rewolucjami czwarta rewolucja przemysłowa przebiega w ekspresowym tempie. Ze względu na szybkość, zakres i wpływ koncepcji Przemysłu 4.0 pojawiają się w związku z nim określone implikacje, możliwości i zagrożenia dla przedsiębiorstw i społeczeństwa.

Przemysł 4.0 — znaczenie

Przemysł 4.0 znacząco wpływa na przedsiębiorstwa ze względu na technologie, które muszą one zastosować, aby zachować operacyjną wydajność i konkurencyjność oraz dostosować się do nowych wzorców konsumpcji, oraz zwiększone wymagania dotyczące poziomu kwalifikacji pracowników.

Z analiz firmy McKinsey i Światowego Forum Ekonomicznego wynika, że w ramach nowych produktów i usług technologie Przemysłu 4.0 potencjalnie zapewnią światowej gospodarce do 2025 r. nawet 3,7 bln USD wartości dodanej. Technologie te umożliwią projektowanie, dostosowywanie, wytwarzanie i dostarczanie konsumentom towarów i usług w wybranym przez nich czasie i preferowanym modelu konsumpcji. Zwiększona automatyzacja będzie wymagać umiejętności na wyższym poziomie, co przełoży się na wyższe wynagrodzenie. Pracownicy o niższych kwalifikacjach mogą natomiast zostać wyparci przez maszyny, co doprowadzi do problemów pracowniczych i wzrostu napięć społecznych.

Zastosowanie wspomnianych technologii zwiększa również ryzyko zakłócenia działalności przez osoby o złych intencjach. Na przykład w 2021 r. głośne ataki ransomware na spółki Colonial Pipeline Company i JBS Foods spowodowały wstrząsy w dostawach benzyny i żywności, które negatywnie wpłynęły na różne grupy ludności w Stanach Zjednoczonych. Nic dziwi zatem fakt, że bezpieczeństwo danych jest obecnie kluczową sprawą w kontekście zapewnienia bezpiecznego i efektywnego handlu.

W przypadku administracji rządowej platformy mobilne i technologie internetowe już zapewniły większą przejrzystość i widoczność oraz możliwość natychmiastowej komunikacji z ogółem społeczeństwa. Tradycyjne formy kontroli państwowej mogą być jednak również omijane przez te technologie, ponieważ poszczególne grupy zyskują możliwość samoorganizacji i komunikacji poza regularnymi kanałami komunikacyjnymi. Potencjalne zdarzenia i scenariusze rozwoju sytuacji następują obecnie w takim tempie, że mogą wywoływać natychmiastowe reakcje społeczeństwa, co wymaga od władz państwowych większej sprawności w procesie podejmowania decyzji i kształtowania prowadzonej polityki.

Przemysł 4.0 — technologie

Do urzeczywistnienia czwartej rewolucji przemysłowej służą nowe technologie, które można logicznie pogrupować następująco: (a) Internet rzeczy (b) moc obliczeniowa na żądanie (c) obliczenia kognitywne (d) systemy cyberfizyczne i (e) analityka danych.

Internet rzeczy

Internet rzeczy (IoT) to obiekty fizyczne wyposażone w czujniki, oprogramowanie, a nawet procesory, które następnie zostają podłączone do sieci za pomocą technologii łączności przewodowej lub bezprzewodowej. Dzięki komunikacji i wymianie danych z innymi obiektami lub systemami za pośrednictwem Internetu, możliwe jest wdrażanie nowych technologii. Technologia inteligentnego domu przynosi korzyści konsumentom poprzez stałe monitorowanie i kontrolowanie urządzeń i sprzętów domowych. Cyfrowy bliźniak, czyli cyfrowe odwzorowanie obiektu fizycznego, które jest zawsze aktualizowane danymi z jego fizycznego odpowiednika, umożliwia szybsze tworzenie prototypów i ciągłe monitorowanie wydajności sprzętu w przedsiębiorstwach.

Moc obliczeniowa na żądanie

Moc obliczeniowa na żądanie jest wymagana, aby zmniejszyć opóźnienia transmisji danych między systemami, które muszą wchodzić w interakcje, i stworzyć jeden cyfrowy wątek na potrzeby efektywnej orkiestracji procesów biznesowych. Chmura obliczeniowa jest tego najczęstszym przykładem, ale rozproszona forma przeprowadzania obliczeń, zwana obliczaniem brzegowym (edge computing), jest niezbędna dla systemów krytycznych, aby zapewnić im wystarczającą moc obliczeniową w pobliżu wykonywanej pracy i sprowadzić do minimum czas opóźnienia.

Obliczenia kognitywne

Termin obliczenia kognitywne obejmuje aplikacje sztucznej inteligencji (AI), samouczenia się maszyn i rozpoznawania obrazów Chodzi tu o obliczenia, które naśladują funkcje ludzkiego mózgu i pomagają usprawnić proces podejmowania decyzji. W pełni autonomiczne pojazdy istnieją od lat jako prototypy, ale coraz większe poziomy autonomii można już zauważyć w używanych przez nas na co dzień pojazdach (na przykład zautomatyzowane systemy parkowania równoległego). Oparte na mechanizmach sztucznej inteligencji lub samouczenia się maszyn platformy utrzymania sprzętu stosują algorytmy analizy danych i dane historyczne w celu generowania zaleceń, które optymalizują częstotliwość konserwacji zapobiegawczej, zmniejszając tym samym koszty.

Systemy cyberfizyczne

Systemy cyberfizyczne to systemy mechaniczne sterowane za pomocą algorytmów komputerowych. Robotyka jest obecnie powszechnie stosowana w nowoczesnych operacjach produkcyjnych i logistycznych. Wytwarzanie addytywne, znane powszechnie jako druk 3D, pozwala na dostosowanie do potrzeb klienta, szybkie tworzenie prototypów i masową produkcję części o skomplikowanych kształtach.

Analityka danych

Analityka danych to przekształcanie surowych danych w przydatne informacje i zrozumiałe tendencje. Wbudowane czujniki i zintegrowane urządzenia generują ogromne ilości danych w czasie rzeczywistym. Są one najlepiej przechowywane w jeziorze danych, czyli architekturze pamięci masowej przeznaczonej do przechowywania surowych i uporządkowanych danych. Jeszcze inna architektura tego typu danych, zwana hurtownią danych, integruje dane z wielu źródeł, w tym z jeziora danych, aby umożliwić tworzenie wizualizacji i analiz danych w celu lepszego podejmowania decyzji.

Przemysł 4.0 i produkcja przemysłowa

Sektor produkcyjny jest niewątpliwie miejscem, na które rewolucje przemysłowe wywarły największy wpływ. Obecnie pojawiła się nowa terminologia, taka jak inteligentna produkcja i inteligentna fabryka. Aby uniknąć nieporozumień, warto uznać, że produkcja inteligentna to termin zbiorczy, oznaczający działania zmierzające do modernizacji praktyk stosowanych w przemyśle poprzez bardziej inteligentne urządzenia, obiekty, produkty, dane i procesy. Termin ten obejmuje równoległe koncepcje Przemysłu 4.0 i inteligentnej fabryki. W inteligentnych fabrykach środowisko produkcyjne działa przy minimalnej interwencji człowieka, wykorzystując do tego nowe technologie produkcji przemysłowej, takie jak IoT, robotyka i druk 3D.

Przykład wdrożenia: Firma Titan podnosi terminowość dostaw dzięki Oracle Cloud

Innym źródłem nieporozumień przy wdrażaniu koncepcji Industry 4.0 jest istnienie zbyt wielu możliwości wyboru technologii. Przy obecnym szybkim tempie zmian producentom trudno jest zrozumieć i rozpoznać szanse biznesowe oferowane przez te technologie. Ważne jest, aby inwestować w nowe technologie, które mogą zmienić rynek, a nie jedynie chronić swoje przedsiębiorstwo przed zmianami. Niestety zmierzamy w przeciwnym kierunku: 72% respondentów z branży produkcji przemysłowej stwierdziło, że inwestuje w nowe technologie, aby chronić swoje przedsiębiorstwo przed zakłóceniami, a jedynie 28% respondentów inwestuje w nowe technologie, aby zmienić rynek. (Źródło: Punit Renjen, „Success personified in the Fourth Industrial Revolution”, Deloitte Insights, 19 stycznia 2019 r.).

Przemysł 4.0 i Oracle

Jedno jest pewne: koncepcja Przemysłu 4.0 wymaga nowego oprogramowania. Od zainstalowanych lokalnie programów do obsługi czujników po systemy wykonawcze monitorujące i koordynujące zasoby w ramach wielu linii produkcyjnych, wszystkie te nowe technologie wymagają nowego rodzaju architektury IT. Integracja z oprogramowaniem do planowania zasobów przedsiębiorstwa i innym oprogramowaniem do zarządzania łańcuchem dostaw zapewnia, że projekty produktów są wytwarzane w sposób metodyczny, z wykorzystaniem odpowiednich materiałów i zasobów w wielu fabrykach, co skutkuje produktami wysokiej jakości i wyższymi marżami zysku.

Oracle dysponuje największą ofertą rozwiązań, które zwiększają tempo tworzenia innowacji produktowych, poprawiają jakość obsługi klienta i obsługi w terenie, umożliwiają funkcjonowanie inteligentnych fabryk oraz zapewniają widoczność całego łańcucha wartości. Zintegrowany wątek cyfrowy przekazuje informacje o użytkowaniu i opinie klientów do systemu zarządzania cyklem życia produktu (PLM), aby umożliwić poprawę jakości produktu i skrócić cykl jego rozwoju. Wbudowane czujniki i technologia blockchain zapewniają widoczność i kontrolę towarów i usług w całym łańcuchu wartości, nie tylko w fabryce. Chmurowe oprogramowanie do monitorowania produkcji przy pomocy Internetu rzeczy (IoT) pomaga producentom przewidywać wymagania dotyczące utrzymania ruchu, ograniczać przestoje, analizować problemy z jakością oraz zarządzać operacjami na szczeblu zarówno fabryki, jak i przedsiębiorstwa. Te zintegrowane, gotowe do wdrożenia rozwiązania stanowią jedno źródło prawdy, umożliwiają szybkie wdrożenie i skracają czas uzyskania korzyści.

Przedsiębiorstwa i władze muszą być świadome ogromnych zmian, jakie niesie ze sobą Przemysł 4.0, i odpowiednio się na te zmiany przygotować Ważne jest, aby wykorzystać Przemysł 4.0 nie tylko w celu ograniczenia ryzyka, ale także w celu sięgnięcia po wszystkie możliwości, jakie oferuje ta nowa rewolucja. Przedsiębiorstwa, które wdrożą koncepcję Przemysłu 4.0, mogą liczyć na poprawę produktywności, zmniejszenie ilości odpadów oraz możliwość tworzenia bardziej zrównoważonych procesów produkcyjnych.