SRIP Tovarne Prihodnosti

Celovita preobrazba v pametno tovarno po zaporednih fazah

Industrija 4.0 mora biti del strateških dokumentov podjetja, le tako bodo vsi spoznali, da je to resnična prioriteta razvoja tovarne.

Preobrazba v pametno tovarno se začne v vodstvu. Celovit razvoj je sinteza primarno tehničnega in informacijskega področja. Sodelovanje obeh je enakopravno in poteka po točno določenem načrtu vzpostavitve celotne arhitekture pametne tovarne.

Sintezo treba izvajati po načrtih za vzpostavitev celovite pametne tovarne, ne pa po dogovorih, kdo bo močnejši, kdo bo zmagal. To pa lahko izvaja le nekdo, ki je med vsemi nevtralen in ki pozna vsa področja enakovredno in enako uravnoteženo. Oseba, ki je odgovorna za vzpostavitev pametne tovarne, mora imeti funkcijo namestnika glavnega direktorja za kibernetske raziskave in razvoj ali za preobrazbo.

Celovita preobrazba v pametno tovarno po fazah

Deset stopenj izvedbe preobrazbe v pametno tovarno je možno povzeti v preglednici spodaj in pri tem ločeno prikazati potrebne aktivnosti za štiri osnovne tipe podjetij. In sicer za kosovno pametno tovarno, procesno pametno tovarno, logistično pametno podjetje in storitveno pametno podjetje.

Ob tem je potrebno opozoriti, da je treba faze preobrazbe v pametno tovarno – te so v grobem razdeljene v tiste, ki obsegajo aktivnosti na vodstveni ravni, in preostale, ki se odvijajo najprej na razvojni, pozneje pa na izvedbeni ravni – izvesti v pravilnem zaporedju.

Prve štiri faze na vodstveni ravni

Prvo preobrazbo oziroma revolucijo je treba izvesti v vodstvu, da industrija 4.0 postane del strateških dokumentov podjetja. Le tako bodo vsi spoznali, da je to resnična prednostna naloga razvoja tovarne.

Za vodenje preobrazbe in usklajevanje vseh področij – na eni strani tehničnega, na drugi informacijsko-organizacijskega, ki ga vodita tehnični direktor in direktor za IT – ter za njuno koordinacijo in usklajevanje, da pridemo do homogene celote, ki je enakomerno uravnotežena pametna tovarna, izdelana po točno določenih načrtih arhitekture pametne tovarne, glavni direktor postavi namestnika za kibernetične raziskave in razvoj.

Naslednja točka je kadrovanje oziroma oblikovanje kompetentne ekipe. Kot poudarja Rakovec, lahko kadrovanje izvaja le nekdo, ki ima sam kibernetične kompetence. Tako kot v šolah učitelj slovenščine lahko ocenjuje le slovenščino, ne more pa ocenjevati niti učiti matematike, lahko tudi kibernetične kompetence razvija in ocenjuje le nekdo, ki jih ima sam.

Med aktivnostmi preobrazbe v pametno tovarno v prvi fazi sodijo tudi razvoj pametnih poslovnih modelov, sprememb organizacije, konceptov, načrtov, projektov, arhitekture za načrtovan razvoj celotne tovarne.

Aktivnosti na razvojni ravni vzporedno

Aktivnosti na razvojni ravni, ki vključujejo individualizacijo produktov (izdelkov in storitev) ter njihovo digitalizacijo, modeliranje sistemov in poslovanja, digitalizacijo poslovanja in pametno logistiko, tečejo vzporedno.

Individualizacija oziroma personalizacija izdelkov pomeni, da so ti v čim večjem obsegu narejeni po naročilu kupca. Zato se izdelke in linije v proizvodnji razvija sočasno. Paleta izdelkov podjetja se zaradi proizvodnje po naročilu kupca poveča vsaj za desetkrat, ob tem pa podjetje kupcem zagotavlja tudi individualizirane storitve.

Sočasno z individualizacijo izdelkov in storitev poteka tudi digitalizacija produktov. In sicer izdelkov, materialov, embalaže, transportnih enot, pa tudi digitalizacija storitev in mehatronizacija izdelkov.

Prava digitalizacija

Digitalizacija ne pomeni namestitve informacijskega sistema, čeprav se ta izraz pogosto uporablja kot sopomenka, ampak pomeni inštalacijo najprej analognih senzorjev in prek merilnikov pretvorbo analognih signalov v digitalne elektronske podatke. In šele obdelava podatkov, dobljenih iz senzorjev, pomeni digitalizacijo. Prava digitalizacija tako obsega celoten sistem, ki poleg informacijskega sistema vključuje tudi senzorje in merilnike.

Torej je pri preobrazbi v pametno tovarno z merilniki, senzorji, manjšimi vgrajenimi računalniki treba opremiti izdelke, pa tudi določene materiale, vgrajene v izdelke, embalažo izdelkov, transportne enote. S senzorji podpremo tudi storitve, ki so človeku v pomoč, na primer pametne ure, telefoni, tablice, in jih prav tako digitaliziramo.

Mehatronizacija izdelkov

Mehatronizacija izdelkov poleg digitalizacije oziroma dograditve izdelkov s senzorji, merilniki in računalniki vključuje še dograditev z mehanskimi aktuatorji s pogoni, kot so elektomotorji, hidravlični, pnevmatični in podobni pogoni z mehanskimi prenosniki mehanskih signalov. Ne le, da digitaliziramo in optimiziramo procese, ampak jih moramo z aktuatorji tudi izvesti, konkretizirati. Oboje skupaj daje pravo optimalno krmiljenje procesov.

Modeliranje sistemov in poslovanja

Sledi faza modeliranja sistemov, ki vključuje oblikovanje digitalnih dvojčkov izdelka, orodja, vpenjala, stroja, procesa.

Da na primer dobimo digitalni dvojček izdelka, v razvoju razvijejo njegov tridimenzionalni model, ki ga je po vseh možnih funkcijah treba tudi računalniško simulirati, ne le zmodelirati. Zatem pa izdelek izdelati še v fizični obliki, ki je drugi del digitalnega dvojčka.

Pri zahtevnejših izdelkih v fizični izdelek postavimo še senzorje ter analogne in druge signale speljemo nazaj v izmerjeni digitalni dvojček ter tako dobimo primerjavo z referenčnim dvojčkom. Razlike v meritvah so osnova za analizo, diagnosticiranje, predikcijo, kurativo, preventivo in nadaljnje optimiziranje, pa tudi za krmiljenje aktuatorjev, ki kompenzirajo procese.

Ob modeliranju procesov je treba modelirati tudi celotno proizvodnjo in celotno logistiko ter izdelati njune digitalne dvojčke in vse to spremeniti v prakso.

Digitalizacija poslovanja in pametna logistika

Sledi faza digitalizacije proizvodnje, strojev, orodij, vpenjal, procesov, logistike in storitev poslovanja, ki, kot rečeno, vključuje najprej namestitev senzorjev in merilnikov ter zatem računalnikov in posledično obdelavo podatkov, dobljenih iz senzorjev.

Pozornost je namenjena še pametni logistiki, kjer je zahteva četrte industrijske revolucije, da izdelki sami sebe navigirajo tako po proizvodnji kot zunaj nje.

To pa pomeni, da morajo biti opremljeni z ustreznimi terminali, ko so nenehno povezani s centralnim sistemom, ki navigira in sprejema odločitve, kam se bo peljal neki polizdelek, orodje, del ali izdelek. Sem je vključena tudi logistika podatkov oziroma komunikacij.

Velike razlike v obsegu aktivnosti za preobrazbo

Medtem ko kosovna pametna tovarna obsega vse naštete aktivnosti v preglednici, jih procesna pametna tovarna vključuje približno 80 odstotkov, logistično pametno podjetje polovico, storitveno pametno podjetje pa le 15 odstotkov.

Zato nikakor ne moremo enačiti storitev in proizvodnje tridimenzionalnih izdelkov, kar v Sloveniji številni nenehno počnejo. Če po merilih storitvenega podjetja obravnavamo preobrazbo tridimenzionalnih kosovnih tovarn, smo te močno podcenili in podhranili oziroma preobrazbe v pametno tovarno sploh nismo začeli izvajati.