Fabryka bez granic

Przemysł 4.0

Środowisko cyfrowej produkcji jest podstawą idei czwartej rewolucji przemysłowej, której ukoronowaniem ma być przemysł 4.0 (Industry 4.0). Przyjmuje się, że koncepcja ta narodziła się i jest najmocniej rozwijana w Niemczech. W Stanach Zjednoczonych prace nad nią prowadzone są w ramach Smart Manufacturing Leadership Consortium. Fabryka przyszłości, zwana też inteligentną fabryką (smart factory), ma bazować na pełnej integracji przez sieć komputerową wszystkich maszyn, urządzeń, technik informatycznych, procesów biznesowych i źródeł informacji wykorzystywanych w procesie produkcji. Wszystko ma być łączone w inteligentne sieci, które same siebie będą nadzorowały i nawzajem będą od siebie zależne. Celem jest osiągnięcie większej wydajności i elastyczności produkcji przemysłowej. Czasami przemysł 4.0 nazywany też bywa przemysłem zintegrowanym.

Wpisane w cykl życia produktu

Programy do cyfrowej produkcji zaliczane są do grupy systemów do zarządzania cyklem życia produktów (PLM – Product Lifecycle Managament). Obejmują wszystkie fazy życia produktu – od jego koncepcji i projektu, przez produkcję, aż po wycofanie z użycia i utylizację. Część związana z zarządzaniem produkcją określana bywa mianem MPM – Manufacturing Process Management. W największym zakresie wykorzystywana jest dzisiaj przez przemysł motoryzacyjny i lotniczy, ale zyskuje coraz większą popularność także w przemyśle maszynowym, stoczniowym, meblowym, spożywczym, chemicznym, jak również w innych branżach, np. związanych z produkcją przedmiotów codziennego użytku.

Pierwsza rewolucja przemysłowa polegała na mechanizacji pracy przy użyciu energii z węgla i pary wodnej. Druga związana była z wprowadzeniem produkcji masowej dzięki zastosowaniu energii elektrycznej. Trzecia wynikała z upowszechnienia technologii cyfrowej do sterowania maszyn i wprowadzenia robotów do hal fabrycznych. Teraz, jak twierdzą propagatorzy idei przemysłu 4.0, kolej na czwartą rewolucję przemysłową, która będzie związana z połączeniem wszystkich komponentów produkcji w jeden zintegrowany system sieciowy. Jego poszczególne elementy będą się ze sobą stale komunikować, by na bieżąco zarządzać przebiegiem produkcji.

Zobacz również:

  • Roberta Nelson Shea z Universal Robots z „robotycznym Noblem” po raz drugi

Ma to zapewnić większą elastyczność procesów produkcyjnych i możliwość szybkiego efektywnego dostosowywania ich do zmieniających się stale realiów rynkowych, oczekiwań kontrahentów, potrzeb konsumentów czy zgodności z obowiązującymi regulacjami prawnymi lub normami społecznymi. Chodzi też o osiągnięcie optymalizacji działań biznesowych. Inteligentna fabryka ma umożliwiać dostosowywanie na bieżąco parametrów produkcji do cech i specyficznych właściwości różnych partii materiałów i prefabrykatów kupowanych od różnych dostawców.

Jednym ze sposobów osiągnięcia tak daleko idącej elastyczności procesu produkcyjnego ma być zapisywanie informacji sterujących produkcją w każdym elemencie poddawanym obróbce (jako swoistego elektronicznego „listu przewozowego”). Każdy wytwarzany element będzie nośnikiem informacji opisujących dotychczasowe etapy produkcji i określających kolejne kroki procesu wytwórczego. Informacja zawarta w pojedynczej części będzie mogła doprowadzić do przeprogramowania automatu czy robota przemysłowego w celu dostosowania sposobu jego pracy do aktualnych potrzeb klienta. Do przenoszenia danych i komunikacji produkowanego elementu z maszyną produkcyjną oraz systemami sterowania mają być wykorzystywane rozwiązania bazujące na technologii RFID.

Ideałem przemysłu w wersji 4.0 ma być możliwość wykonywania jak najmniejszych partii wyrobów. Docelowo nawet pojedynczych produktów pod indywidualne potrzeby klienta lub różniących się nieznacznie od siebie wersji tego samego wyrobu. Poszczególne elementy będą samodzielnie sterowały procesem swego wytwarzania. Będzie się to odbywało poprzez wymianę i koordynację informacji między wieloma działającymi w chmurze obliczeniowej systemami i źródłami danych.

Przewiduje się, że wymiana informacji w inteligentnej fabryce będzie tak intensywna, że do jej obsłużenia będą potrzebne sieci szerokopasmowe w obrębie pojedynczego stanowiska produkcyjnego. Kluczowe znaczenie dla powodzenia idei przemysłu 4.0 będzie miał rozwój internetu rzeczy. W procesach produkcyjnych będzie potrzeba stosowania nieograniczonej ilości czujników potrafiących zapisywać, odczytywać i wymieniać między sobą oraz między systemami sterowania informacje. Pomocne też będą rozwiązania typu big data.

Branża ICT wspiera fabrykę 4.0

Koncepcja przemysłu 4.0 spotkała się z zainteresowaniem i wsparciem firm z różnych obszarów szeroko pojętej branży teleinformatycznej. Podejmują one nie tylko działania marketingowe służące popularyzacji idei inteligentnej fabryki, lecz także pracują nad rozwojem oferty przeznaczonych do tego celu produktów. W gronie tym są producenci szerokiej gamy rozwiązań: programów do projektowania i modelowania cyfrowego klasy CAD/CAM/CAE (np. Autodesk czy Siemens Industry Software); systemów do przewodowej transmisji danych (Lapp Kabel); urządzeń sieciowych i systemów RFID (Harting); systemów do przetwarzania i analizy danych (Oracle i SAP); systemów wspierania produkcji (Proxia). Idea inteligentnej fabryki jest wspierana przez producentów automatyki przemysłowej, m.in. Balluf czy Wago, oraz producentów robotów przemysłowych, np. Fanuc czy Universal Robots.


TOP 200