Wytwarzanie przyszłości

Systemy wytwórcze powinny być integrowane z całością oprogramowania przedsiębiorstwa. Jakie cechy będzie miała organizacja fabryki przyszłości?

W czasach rynkowych zawirowań, giełdowych turbulencji i groźby pękania kolejnych baniek finansowych ekonomiczne wahadło w naturalny sposób wychyla się w kierunku wartości sprawdzonych i pewnych: gospodarki realnej (real economy). To tzw. świat cegieł i zaprawy (brick and mortar world). Nieprzypadkowo "cegły" w postaci angielskiego skrótu BRICS to także określenie grupy największych państw "wschodzących" (emerging markets): Brazylii, Rosji, Indii, Chin, RPA (South Africa). Krajów, których ekonomie w znacznej mierze bazują na tym, co da się zmierzyć w tonach, metrach sześciennych czy sztukach transportowanych kontenerów. Chińskie zabawki, rosyjski gaz, indyjska stal, brazylijska kawa czy południowoafrykańskie diamenty to wyroby czy surowce powszechnie znane. Dodajmy, że wymienione kraje mają także rozwinięte usługi (Indie są czołowym producentem oprogramowania) i przemysł wyrobów wysokich technologii, np. brazylijskie samoloty Embraer czy myśliwce Atlas Cheetah z RPA.

Zalety stabilnych i zbilansowanych materialnie gospodarek widać na tle negatywnego akronimu PIGS, przyporządkowanego Portugalii, Włochom, Grecji i Hiszpanii. Wnioski dla Polski? Zostawmy majstrowanie kursami walut czy handel opcjami Szwajcarom bądź londyńczykom, rozwijając branże usługowe i produkcyjne, w których już odnosimy sukcesy. Nie da się tego zrobić bez zaawansowanych systemów komputerowego wspomagania organizacji. I właśnie w materialnym wymiarze gospodarki, w sferze wytwórczo-logistycznej, poziom owego wspomagania często powinien być nowocześniejszy i zapewniać większą konkurencyjność na międzynarodowych rynkach.

Sałatka danych

W tym miejscu przedstawiciele naszego "zagłębia" firm małych i średnich mogą być sceptyczni: czy w niewielkiej fabryce trzeba od razu instalować "dużą" informatykę? Otóż należy pamiętać, że także niewielkie przedsiębiorstwo jest częścią większej całości. Ma swoich dostawców i odbiorców, wśród których mogą być także wielkie koncerny korzystające z informatycznych standardów. Oznacza to elektroniczną wymianę dokumentów, np. rachunków, w technologii EDI (Electronic Data Interchange), elektroniczne awizowanie dostaw czy takież znakowanie i księgowanie transakcji dotyczących wyrobów. Zilustrujmy problem autentycznym przykładem.

Jedno z polskich przedsiębiorstw eksportowało, początkowo z dużym sukcesem, ogórki kiszone do Europy Zachodniej. Towar smakował klientom i dobrze się sprzedawał. Wielkie zachodnie sieci dystrybucyjne skreśliły go jednak ze swoich list zamówień. Powód? Opakowania. Obok problemów "mechanicznych" często występowały wadliwe oznakowania (standardy kodów kreskowych). Tymczasem w zautomatyzowanych magazynach każda paleta wymagająca interwencji człowieka to dodatkowy koszt. Z tego powodu polskie produkty zostały w tym przypadku częściowo wyparte z rynku przez porównywalne wyroby litewskie bądź czeskie.

Dotykamy tu kwestii śledzenia partii towaru (traceability), co jest w ogólnym przypadku procesem złożonym i wymagającym nowoczesnych systemów informatycznych. Pamiętajmy, że końcowy klient w markecie jest dziś coraz częściej "uzbrojony" w smartfonowego appsa i jednym kliknięciem może zeskanować stosowny QR-kod (Quick Response Code) wyrobu, wchodząc do potężnych baz danych i oczekując całej gamy szczegółowych informacji, które zadecydują o tym, czy towar wyląduje w koszyku.

Wspomniany kod to nie tylko klucz otwierający bazodanowe drzwi, ale także klucz do sukcesu producenta bądź dostawcy określonego wyrobu. Dziś na rybnej puszce nie wystarczy napisać, że w środku jest "sałatka z tuńczyka". Standardy MSC (Marine Stewardship Council) przewidują, że powinniśmy wiedzieć także, gdzie ryba została złowiona (obszar i podobszar FAO) oraz znać nazwę statku i portu, do którego zawinął, wraz z datą dzienną. Na internetowej animacji możemy nawet obejrzeć detale pokazujące sposób zarzucania rybackiej sieci i zapoznać się na przykład z certyfikatami gwarantującymi "metodę połowu przyjazną dla delfinów". Jednocześnie surowiec rybny staje się częścią bardziej złożonych wyrobów spożywczych, podlegających (np. alergeny) rygorom podobnym do farmacji.

Fabryka idealna

Znaczenie takich systemów informacyjnych, także dla zdrowia i życia ludzkiego, można było zobaczyć podczas ubiegłorocznej epidemii EHEC (wywołanej przez enterokrwotoczny szczep bakterii Escherichia coli umiejscowionych w kiełkach), która dotknęła kilka krajów europejskich, głównie na wskazującym Afrykę kierunku: Niemcy-Francja-Hiszpania. Problem udało się sprawnie opanować, właśnie dzięki śledzeniu partii wyrobów: od restauracji rejestrujących dane dostawców warzyw, w tym kiełków, poprzez producentów tych ostatnich, aż do źródła - wytwórców nasion w Egipcie, pogrążonym wówczas częściowo w chaosie tzw. arabskiej wiosny.

Opisywane związki dotyczą każdego produktu, podzespołu i każdej części, na przykład śrub używanych przy montażu samochodów czy składu tworzywa sztucznego, z którego powstają konsole kosmicznych satelitów. Pouczające dokumentacje katastrof lotniczych, opracowywane przez międzynarodowy zespół National Geographic, pokazują, że we współczesnej cywilizacji technicznej, gdzie "wszystko jest powiązane ze wszystkim", każdy szczegół może mieć znaczenie, a każdy ruch materii powinien mieć swój informatyczny odpowiednik w postaci skojarzonej transakcji elektronicznej.

Holoniczna całoczęściowość

Warto pamiętać, że w ciągu najbliższej dekady coraz bardziej widoczne będą przyszłościowe formy systemów wytwórczych. Należy się zatem spodziewać elastycznej i inteligentnej (smart) optymalizacji czynników produkcyjnych w otoczeniu przewidywalnym (strategie lean), nieprzewidywalnym (strategie agile) lub hybrydowym-zintegrowanym (leagile). Inna propozycja to fabryka kognitywna (cognitive factory) oraz systemy CTS (cognitive technical system), czyli połączenie mechatroniki, informatyki i kognitywistyki dla adaptacyjnego sterowania wytwarzaniem, a więc zintegrowane środki automatyki i systemów ekspertowych.

Na wzór komputerowych konfiguracji klastrowych, chmurowych (cloud) czy rozproszonych powstają produkcyjne architektury DMS (Distributed Manufacturing System), pozwalając na dynamiczne łączenie wiedzy partnerów i podsystemów organizacji dla uzyskania optimów gospodarczych. Mamy tu do czynienia z interdyscyplinarną transformacją czynników technicznych, społecznych, ekonomicznych. I wreszcie rekonfigurowalne systemy RMS/RAS (reconfigurable manufacturing/assembly system), mające umożliwiać szybkie modyfikacje struktury systemu dla adaptacji mocy i funkcji produkcyjnych w obliczu zmiennych wymagań. W praktyce można je postrzegać jako zaawansowaną formę elastycznych systemów wytwórczych FMS (Flexible Manufacturing System).

Co jest wspólne dla wymienionych rozwiązań? W opisywanych systemach w różnym stopniu implementowane są następujące cechy:

1. Sieciowość - niehierarchiczne struktury gospodarcze, w których połączenia obiektów (partnerów) są elastyczne, a więc dynamiczne.

2. Wirtualność - zastępowanie materii informacją, w szczególności przez wyizolowanie w systemie warstwy logicznej jako nadrzędnej w odniesieniu do fizycznej (wykorzystanie skojarzonej infrastruktury teleinformatycznej).

3. Samouczenie się - przetwarzanie wiedzy, a więc jej kreowanie czy modyfikowanie), w celu optymalizacji systemu, opierając się na modelach referencyjnych ładu gospodarczego (np. ITIL).

4. Bioorganizacyjność - przenoszenie ideałów biologicznych na grunt produkcyjny w sferze oprogramowania (np. algorytmy genetyczne) i zarządzania (np. bioniczne systemy wytwórcze).

5. Holoniczność - cało-częściowe (gr. holos - całość, on - część) konstruowanie systemu na podstawie autonomicznych i kooperujących ze sobą modułów korespondujących z agentami software’owymi.

W tym ostatnim przypadku mamy także do czynienia z fraktalami, a więc przyrodniczą samopowtarzalnością i samopodobieństwem, implementowanymi matematyczną rekurencyjnością dla uzyskania efektu samoorganizacji (fabryka fraktalna). Możemy zatem powiedzieć, że systemy wytwórcze będą stawać się sieciowo-wirtualnymi, samouczącymi się bioorganizacjami o charakterze holoniczno-fraktalnym.

ERP to za mało?

Czy nie wystarczy już posiadanie w firmie systemu ERP? Taki system może stanowić bazodanowe centrum przedsiębiorstwa z informacjami o klientach, zleceniach i wyrobach, listami części, dokumentami dotyczącymi planowania produkcji i logistyki, danymi finansowymi, zapisami odnośnie procesów pomocniczych czy informacjami o personelu.

Istotne jest także dążenie do informatycznej infrastruktury, integrującej cztery z pozostałych modelowych poziomów "fabryki idealnej" (PP - Perfect Plant):

a) alokacja i śledzenie zasobów wytwórczych w czasie rzeczywistym - poziom MES (Manufacturing Execution System), np. przezbrojenie linii produkcyjnej dla podniesienia efektywności produkcji, harmonogramowanie minutowe, wskaźniki wydajności czy niezawodności maszyn i jakości wyrobów;

b) sterowanie całością procesów technicznych - SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), np. nadzorcza obsługa i obserwacja procesów z wykorzystaniem grafiki i animacji HMI (Human Machine Interface);

c) sterowniki przemysłowe - warstwa PLC (Programmable Logic Controller), np. zrobotyzowane komisjonowanie, skomputeryzowana automatyka elektromechanicznych procesów przemysłowych;

d) warstwa fizyczna centrów wytwórczych, MS (Manufacturing System) - (elastyczne) stanowiska, moduły, gniazda, linie wytwórcze.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200