Przemysł 4.0 to koncepcja ewolucji przemysłu, oparta na zaawansowanych technologiach cyfrowych, automatyzacji, analizie danych oraz integracji systemów. Termin ten odnosi się do czwartej rewolucji przemysłowej, która zmienia tradycyjne modele produkcyjne, wprowadzając innowacyjne podejścia do produkcji i zarządzania procesami. Zakłada pełną cyfrową transformację przedsiębiorstw, mającą na celu zwiększenie efektywności, elastyczności oraz szybkości reakcji na zmienne warunki rynkowe.
Odrobina historii
Patrząc wstecz ludzkość była świadkiem 3 rewolucji przemysłowych, na które składały się:
Przemysł 1.0 - era mechanizacji - charakteryzował się wprowadzeniem i adaptacją silnika parowego, co zainicjowało erę industrializacji w produkcji.
Przemysł 2.0 - okresie elektryfikacji, silniki parowe zostały zastąpione przez elektryczność, co umożliwiło produkcję masową na skalę większą, dzięki czemu linie produkcyjne mogły efektywnie wytwarzać towary w dużych ilościach.
Przemysł 3.0 - cyfryzacja - rosnąca wydajność komputerów i systemów przetwarzania danych pozwoliła na sterowanie maszynami przy użyciu oprogramowania. To zaowocowało zwiększoną wydajnością, precyzją i elastycznością maszyn, a proces cyfryzacji umożliwił osiągnięcie coraz wyższego stopnia automatyzacji. W rezultacie pojawiły się systemy planowania i kontroli, których celem było skoordynowanie działań w ramach procesu produkcyjnego.
Główne cechy Przemysłu 4.0
Automatyzacja
Zastosowanie zaawansowanych robotów, systemów sterowania i technologii automatyzacyjnych w celu zwiększenia efektywności produkcji oraz eliminacji rutynowych zadań.
Internet rzeczy (IoT)
Połączenie fizycznego świata maszyn, urządzeń i produktów z siecią, umożliwiające zdalny monitoring, zbieranie danych oraz koordynację działań.
Big data
Platformy oparte na technologii rozszerzonej rzeczywistości oferują różnorodne usługi, takie jak identyfikacja i wybór części w magazynie czy przesyłanie instrukcji naprawczych na urządzenia przenośne. Obecnie te systemy są w fazie początkowej swojego rozwoju, lecz w perspektywie czasowej firmy zaczną szeroko wykorzystywać potencjał rozszerzonej rzeczywistości. Głównym celem będzie dostarczanie pracownikom informacji w czasie rzeczywistym, co znacznie usprawni proces podejmowania decyzji i wykonywania pracy. To zwłaszcza pracownicy produkcyjni i serwisowi będą korzystać z tych rozwiązań, co umożliwi bardziej efektywne wykonywanie zadań.
Produkcja na żądanie
Dążenie do elastyczności produkcji, umożliwiającej dostosowanie się do indywidualnych potrzeb klientów, minimalizując jednocześnie nadprodukcję.
Bezpieczeństwo cybernetyczne
Skoncentrowanie się na zapewnieniu bezpieczeństwa danych, sieci oraz systemów, aby zabezpieczyć przedsiębiorstwa przed potencjalnymi zagrożeniami związanymi z cyfrową transformacją.
Roboty autonomiczne
Najświeższe iteracje robotów, w tym również pojazdy autonomiczne, reprezentują nową erę w rozwoju tej technologii. Choć roboty od dłuższego czasu są wykorzystywane do wykonywania skomplikowanych zadań, obecnie są one intensywnie rozwijane, aby jeszcze bardziej zwiększyć ich wszechstronność. W nowoczesnych realizacjach, roboty stają się coraz bardziej autonomiczne, elastyczne i otwarte na współpracę. Przechodzą ewolucję w kierunku nie tylko samodzielnego funkcjonowania, lecz także gotowości do bezpiecznej współpracy z ludźmi.
Symulacje
Na etapie projektowania powszechnie korzysta się z trójwymiarowych symulacji produktów, materiałów oraz procesów produkcyjnych. Te symulacje mają zdolność wykorzystywania danych w czasie rzeczywistym do odwzorowania fizycznego świata w wirtualnym modelu, obejmującym zarówno maszyny, produkty, jak i ludzi. Dzięki temu operatorzy mogą przeprowadzić testy i zoptymalizować ustawienia maszyny dla kolejnych produktów jeszcze przed faktycznym przejściem do procesu produkcyjnego. To pozwala skrócić czas konfiguracji maszyn oraz podnosić jakość, eliminując potrzebę fizycznego dostosowywania ustawień na etapie produkcji.
Integracja systemów
Współdziałanie i przekazywanie informacji między firmami, dostawcami surowców, sprzętu oraz klientami obejmuje zarówno pionową, jak i poziomą integrację. W dzisiejszych czasach większość systemów informatycznych nie jest w pełni zharmonizowana. Uczestnicy procesów zwykle nie są ze sobą ściśle związani, a to samo dotyczy działów takich jak produkcja, serwis czy hala produkcyjna, których funkcje i operacje nie są zintegrowane. Jednak w kontekście Przemysłu 4.0 firmy, ich działy, funkcje oraz zdolności będą bardziej spójne. Wprowadzenie platform informatycznych, uniwersalnych sieci integracyjnych i ewolucja tych rozwiązań umożliwią efektywne zarządzanie złożonym zadaniem wymiany danych o produktach i produkcji między różnymi partnerami.
Rozszerzona rzeczywistość
Systemy oparte na rozszerzonej rzeczywistości udostępniają różne usługi, takie jak wybór części w magazynie i wysyłanie instrukcji naprawczych na urządzenia mobilne. Systemy te są obecnie w powijakach, ale w przyszłości firmy będą korzystać z rozszerzonej rzeczywistości w szerszym zakresie, aby dostarczać pracownikom informacji w czasie rzeczywistym w celu usprawnienia procesu decyzyjnego i pracy, głównie realizacji zadań przez personel produkcyjny i pracowników serwisowych.
Integracja systemów
Współdziałanie i przekazywanie informacji między firmami, dostawcami surowców, sprzętu oraz klientami obejmuje zarówno pionową, jak i poziomą integrację. W dzisiejszych czasach większość systemów informatycznych nie jest w pełni zharmonizowana. Uczestnicy procesów zwykle nie są ze sobą ściśle związani, a to samo dotyczy działów takich jak produkcja, serwis czy hala produkcyjna, których funkcje i operacje nie są zintegrowane. Jednak w kontekście Przemysłu 4.0 firmy, ich działy, funkcje oraz zdolności będą bardziej spójne. Wprowadzenie platform informatycznych, uniwersalnych sieci integracyjnych i ewolucja tych rozwiązań umożliwią efektywne zarządzanie złożonym zadaniem wymiany danych o produktach i produkcji między różnymi partnerami.
Rozszerzona rzeczywistość
Systemy oparte na rozszerzonej rzeczywistości udostępniają różne usługi, takie jak wybór części w magazynie i wysyłanie instrukcji naprawczych na urządzenia mobilne. Systemy te są obecnie w powijakach, ale w przyszłości firmy będą korzystać z rozszerzonej rzeczywistości w szerszym zakresie, aby dostarczać pracownikom informacji w czasie rzeczywistym w celu usprawnienia procesu decyzyjnego i pracy, głównie realizacji zadań przez personel produkcyjny i pracowników serwisowych.
Przemysł 4.0 stanowi odpowiedź na rosnące wymagania rynku, globalną konkurencję oraz dynamicznie zmieniające się otoczenie biznesowe. Wprowadzając innowacyjne technologie i procesy, przedsiębiorstwa dążą do zwiększenia swojej konkurencyjności, poprawy efektywności operacyjnej oraz szybszej adaptacji do zmian rynkowych. To nowoczesne podejście do produkcji rysuje obraz przemysłu przyszłości, gdzie inteligentne systemy, komunikacja międzyurządzeniowa i analiza danych stanowią klucz do osiągnięcia sukcesu.