Przemysł 4.0, Industry 4.0, Internet Rzeczy – z takimi terminami spotykamy się w ostatnim czasie na co dzień. Właściwie w każdym miesiącu gdzieś na świecie odbywają się konferencje, na których prezentowane są założenia tzw. IV Rewolucji Przemysłowej, której właśnie jesteśmy świadkami.
W ciągu ostatnich 20 lat spotykamy się z różnymi pomysłami na systemy produkcji i nadzoru nad produkcją, jej organizacją i monitorowaniem. Zmieniają się one i rozwijają wraz z rozwojem możliwości technologicznych, jaki wynika z rozwoju technik montażu, rozwoju systemów sterowania i systemów komunikacji. Krótko mówiąc, z postępu technicznego.
Jedne pomysły odchodzą w zapomnienie, inne trzymają się krzepko i trwają do dzisiaj, a nawet mają się bardzo dobrze. Trzeba przyznać, że każdy nowy pomysł zawsze coś wnosił w poprawę wydajności i jakości produkcji oraz był motorem do usprawnienia samej produkcji lub jej fragmentów.
Specyfika produkcji
Jedną z głównych cech dotychczasowych pomysłów na szeroko pojętą organizację produkcji, z którymi mierzą się firmy zajmujące się projektowaniem i budową maszyn specjalnych, stanowisk oraz całych linii produkcyjnych i montażowych, było i jest tworzenie gotowych zamkniętych systemów, szerzenie ich założeń wśród firm oraz wdrażanie w życie. Jednak z naszych doświadczeń wynika, że niestety, dość często działo i dzieje się tak nadal, że nie uwzględnia się w tym procesie specyfiki przypisanej do konkretnej produkcji, technologii czy do samych produkowanych wyrobów. Działa się pod presją aktualnej obowiązującej mody, która nazywa się: mamy supersystem i musimy do niego przystosować naszą produkcję.
Wiele razy oczekiwano od nas: „to musi być montaż one piece flow”, „ta linia montażowa musi być w kształcie U-shape, a wszyscy operatorzy w środku, gdyż powstanie tzw. wyspa”, „nie mogą powstawać żadne strefy buforowania pomiędzy operacjami, nawet w ramach jednej zmiany produkcyjnej”. Już na samym początku prac koncepcyjnych nad projektem, przy wprowadzeniu tego rodzaju założeń wiemy, czego nie możemy wymyślać, uruchamiamy świadomie czy podświadomie autocenzurę na kolejne pomysły i chociaż opracowuje się bardzo ciekawe i innowacyjne rozwiązanie, zapala się czerwona lampka w głowie: „co na to nasz klient?”. „Czy mieści się to jeszcze w założeniach do systemów stosowanych w konkretnej firmie?”.
Na styku człowiek – automat ograniczenia i próby dopasowania rodzą wiele sprzeczności: albo nie daje się w pełni wykorzystać możliwości automatyzacji czy robotyzacji, gdzie człowiek ze swoimi ograniczeniami zaczyna wpływać na zdolność produkcji (wyraźnie ją obniżając), albo ludzie współpracujący z takim zespołem automatycznym muszą zacząć pracować jak maszyny
Dopasowanie człowiek – automat
Problem ten nie występuje, gdy system produkcji ma być w pełni automatyczny.Jednak na styku człowiek – automat takie ograniczenia i próby dopasowania do narzuconych systemów rodzą wiele sprzeczności. Wiążą się one z tym, że albo nie daje się w pełni wykorzystać możliwości, jakie daje automatyzacja czy robotyzacja, gdzie człowiek ze swoimi ograniczeniami zaczyna wpływać na zdolność produkcji (wyraźnie ją obniżając), albo ludzie współpracujący z takim zespołem automatycznym muszą zacząć pracować jak maszyny. Prawie zawsze wymusza to stosowanie rozwiązań kompromisowych, jeżeli takie są, lub prowadzi do absurdów, gdzie zaczynają funkcjonować dwa systemy równocześnie: jeden nazywamy systemem „audyt” i funkcjonuje on w momencie wizyty klienta zewnętrznego lub firmy audytorskiej odpowiedzialnej za wprowadzenie systemu, drugi nazywa się „życie” i jest już bardziej dopasowany do wymogów technologicznych produkcji, przy których da się pracować i produkować.
Czemu piszę o tym w kontekście idei „Przemysł 4.0”?
Pomijając całe otoczenie wynikające z możliwości, jakie nam daje nowa technologia zastosowania internetu, sieci i środków komunikacji do przesyłania i gromadzenia danych, jest jedna rzecz w tym pomyśle, która zwróciła moją uwagę, i której z nadzieją się uchwyciłem. Na jednej z konferencji usłyszałem, cytuję: „To wyrób ma nam powiedzieć, jak chce być wyprodukowany”. Te słowa sprawiły, że stałem się wyznawcą i orędownikiem nowej idei, która ma nazwę Przemysł 4.0 lub Industry 4.0, lub jeszcze inną.
Trzeba się dogadać
Przemysł 4.0 to świat systemów nieustannie komunikujących się ze sobą i zdolnych do modyfikowania parametrów bez udziału operatora. Jednym z najbardziej pożądanych efektów wdrażania nowych technologii jest stworzenie środowiska produkcyjnego o wysokim stopniu autonomiczności, w którym wzrost wydajności i jakości produkcji następowałby „samoczynnie”, albo przynajmniej w sposób możliwie jak najmniej angażujący ludzi.
Kluczem do sukcesu jest wykorzystanie maszyn, których parametry pracy można modyfikować w szerokim zakresie bez udziału pracowników. Ideałem byłaby linia produkcyjna, która potrafiłaby się błyskawicznie przezbroić i zaadaptować do warunków produkcji. Na przykład do wykonania kilku wariantów obrabianego detalu, albo do wykorzystania surowca o charakterystyce innej, niż używany w poprzednio produkowanej serii.
Indywidualne podejście
Oto pojawia się szansa, żeby odrzucić istniejące szablony i podejść do rozwiązywania problemów od drugiej strony. Nie system ma nam narzucać, jaki mamy przyjąć model produkcji, lecz wyrób, czyli to, co produkujemy, ma nam powiedzieć, jaki system mamy zbudować. Do każdego nowego wyzwania trzeba podejść indywidualnie, przeanalizować dostępne technologie i środki produkcji. Głównymi kryteriami muszą stać się: wydajność, czas amortyzacji inwestycji i oczywiście technologia produkcji, która wynika z wyrobu, jaki ma być wytworzony. System zbuduje się sam, ten najbardziej efektywny i dopasowany do konkretnych potrzeb w danej chwili. Po takiej analizie może okazać się, że znane nam, już istniejące systemy okażą się najlepsze. Nie przekreślajmy ich, lecz czerpmy ze zdobytego doświadczenia, ale niech nie stanowią one dominującego modelu narzuconego już na samym początku naszej analizy nad koncepcją. Tutaj bardziej chodzi o zmianę w podejściu do rozwiązywania problemu poprzez szukanie najlepszych, najbardziej efektywnych rozwiązań, uwzględniających indywidualne warunki produkcji w różnych firmach, dysponujących różnymi technologiami wytwarzania i możliwościami finansowymi. Róbmy to w taki sposób, aby były one maksymalnie efektywne, a nie jedynie spełniały założenia aktualnych trendów.
Ewolucja
Specjalnie nie używam tutaj słowa rewolucja. Dla mnie będzie to okazja do powrotu do normalności. Wydaje mi się, że kiedyś tak to się robiło, a duże słowa zostawmy następcom, oni to ocenią i nazwą za parę lat. Bardziej odpowiada mi określenie ewolucja, gdyż cała idea Przemysłu 4.0 bazuje na dorobku i doświadczeniu pokoleń. Zmieniają się narzędzia, które umożliwiają szerokie zastosowanie monitoringu, gromadzenia i analizowania wielkiej ilości informacji z produkcji w czasie rzeczywistym. Jeżeli w ślad za tym nie pójdzie zmiana podejścia w naszym myśleniu do rozwiązywania czekających nas wyzwań, to skończy się to wszystko na kolorowych ekranach rozwieszonych po halach produkcyjnych, które będą wyświetlać bieżącą wydajność produkcji, czyli po prostu licznikach, tylko ładniejszych i bardziej kolorowych. Ale przecież nie o to tutaj chodzi.
Wiedza totalna
Hurtownie danych są jednym z podstawowych filarów Przemysłu 4.0. W środowiskach tradycyjnych gromadzi się dane według specyfikacji opracowanej przez projektanta procesu produkcyjnego. Pochodzą one z pomiarów parametrów uznanych za najważniejsze dla uzyskania założonej wydajności i jakości produkcji. Najpierw definiujemy potrzeby i kryteria, później rejestrujemy opisujące je wielkości: zużycie energii, temperaturę, zużycie materiałów eksploatacyjnych itp.
Nowe podejście zakłada, że nie ma informacji nieistotnych. Jeśli coś można zmierzyć i zarejestrować, należy to zrobić. Dane mają pochodzić z jak największej liczby źródeł i trzeba je rejestrować ciągle, nawet jeśli nie wiadomo, do czego można je wykorzystać. W ten sposób powstaje kompletny opis procesu, w którym można zauważyć zaskakujące zależności. Na przykład fakt, że dostawie podzespołów zapakowanych w pojemniki zbiorcze powiedzmy typu A towarzyszy 0,5% skrócenie czasu wykonywania jakiegoś etapu produkcji. Nie obserwujemy tego, jeśli dostawca pakuje podzespoły w pojemniki innego typu. Być może nie potrafimy wyjaśnić istoty tej zależności, ale znamy jej skutek i możemy tę wiedzę wykorzystać, zamawiając wyłącznie opakowania typu A.Paweł Żabiński
Projektowanie Maszyn W. Pietrzyk, P. Żabiński to spółka, która od ponad 22 lat zajmuje się projektowaniem i budową maszyn specjalnych, stanowisk i całych linii produkcyjnych oraz montażowych. Firma ściśle współpracuje z branżą automotive, która dostarcza komponenty samochodowe dla wiodących producentów motoryzacji. Siedziba firmy mieści się w Pruszczu Gdańskim. Paweł Żabiński Właściciel Projektowanie Maszyn W. Pietrzyk, P. Żabiński Sp.J.
