Przemyśle 4.0 istotną rolę odgrywa już nie automatyka, ale pełna informatyzacja i wykorzystanie różnego rodzaju systemów gromadzenia, przetwarzania oraz wymiany danych. Wśród takich rozwiązań są systemy: ERP, MES, WMS oraz CMMS, jak również wszystkie inne, potrafiące przyczynić się do integracji środowiska produkcyjnego. Kompleksowe wdrożenie tych rozwiązań bywa kosztowne i decydują się na nie głównie duże korporacje. Nie brakuje jednak firm, które inwestują w rozwiązania częściowo oparte na Industry 4.0. Obsługa technologii to jedno, ale umiejętność skutecznego jej wdrażania i rozwijania, to inna sprawa.
Marzenie, czy rzeczywistość?
Rozwiązania wpisujące się w założenia Przemysłu 4.0 w wielu polskich firmach wciąż raczkują, co potwierdza m.in. wskaźnik DigiIndex opracowany przez Siemensa. W 4-stopniowej skali ocenia on poziom cyfryzacji polskich przedsiębiorstw na 1,8. Przywołując te dane, Artur Nowocień, Starszy Inżynier ds. Wsparcia Technicznego, Siemens, zastrzega, że nasza gospodarka w takiej postaci jak dziś jest stosunkowo młoda, większość firm, które obecnie są dobrze znane w branży produkcyjnej, to „dzieci” transformacji z początku lat 90. – W porównaniu z innymi krajami europejskimi, zwłaszcza zachodnimi, mieliśmy stosunkowo mało czasu na rozwój i innowacje, które zwłaszcza we wcześniejszym okresie były mocno sterowane i ograniczane przez władze komunistyczne. Dziś staramy się doganiać postęp technologiczny i sami stawać się jego częścią – zaznacza nasz rozmówca.
Zdaniem Wiktora Krzeszewskiego, Prezesa Zarządu, TechOcean, koncepcja Przemysłu 4.0 w Polsce jest na etapie pilotaży. Niewiele firm wdrożyło znaczącą liczbę zdigitalizowanych rozwiązań. Podobną opinię prezentuje Bartosz Michalczyk, Menadżer Zespołu ds. Konsultingu i Analiz, BPSC. Jego zdaniem to, że na etapie pełnej automatyzacji znajduje się dzisiaj niewiele polskich firm, paradoksalnie nie jest złą informacją. – Dzięki temu mogą się uczyć na błędach, które już ktoś popełnił na innych rynkach. W mojej ocenie znaczna część naszych firm jest gdzieś pomiędzy trzecią a czwartą rewolucją przemysłową. Wdrożono systemy automatyki przemysłowej, systemy ERP, ale głównie w bardzo podstawowym zakresie. Biznes ma rezerwy. Wszystko sprowadza się do gruntownej analizy potrzeb i to od diagnozy będzie zależało, jakie rozwiązania i w jakim zakresie powinny zostać wdrożone. Niektórym zakładom wystarczy dzisiaj wymiana systemu ERP, innym potrzebne są bardziej zaawansowane rozwiązania – mówi B. Michalczyk.
Marta Szwakopf, Head of Marketing, XPLUS, jest zdania, że nikt już nie kwestionuje opinii o tym, iż technologie przetwarzania danych zwiększają wydajność, wpływają na obniżenie kosztów produkcji, usprawniają główne procesy. W różnych branżach spotkamy więc miks rozwiązań z pogranicza robotyki, automatyki i cyfryzacji, np. maszyny i urządzenia mogą ze sobą współdziałać dzięki technologii Internetu Rzeczy, która w fabryce pozwala monitorować ich pracę oraz poprawiać wydajność. – Wzajemna komunikacja maszyn plus usprawnianie procesów przy użyciu systemów ERP – to wszystko staje się siłą napędową w globalnym biznesie. Kontaktując się z wieloma klientami z obszaru produkcji, retail, czy budownictwa, prezentujemy im systemy ERP bazujące na rozwiązaniach Microsoftu. W Polsce wśród kadry zarządzającej świadomość korzyści z tego typu rozwiązań systematycznie rośnie. Kluczowe jest tutaj zdefiniowanie potrzeb biznesowych i przełożenie ich na konkretne procesy, a samo wdrożenie technologii jest środkiem, który ma zrealizować te cele. W motoryzacji zainteresowanie jest duże, w budownictwie nieco mniejsze – mówi M. Szwakopf.
Słowa te znajdują potwierdzenie w danych przywoływanych przez Ireneusza Borowskiego, Country Managera Poland, Dassault Systèmes. Badanie przeprowadzone w Q3 2020 przez PMR na zlecenie Dassault Systèmes wśród średnich i dużych firm produkcyjnych w Polsce pokazało, że 6 na 10 firm w Polsce jest obecnie w trakcie wdrażania różnych rozwiązań z obszaru transformacji cyfrowej.
Oni radzą sobie najlepiej
Anna Szczepańska-Gołąb, Project Manager, GlobalLogic Poland, podkreśla, jak trudno jest wskazać konkretną branżę, dla której wdrożenie elementów Przemysłu 4.0 będzie bardziej lub mniej zyskowne. Możemy natomiast mówić o progu wejścia, koszcie wdrożenia i cyklu życia produktu. – Technologie wszczepialne, rozszerzona rzeczywistość, urządzenia typu wearable, inteligentny dom, autonomiczne samochody czy sztuczna inteligencja – to tylko niewielki fragment, na dodatek skupiający się w dużej mierze na użytkowniku docelowym – mówi A. Szczepańska-Gołąb, dodając, że o ile dla branży gamingowej rozszerzona rzeczywistość może mieć niski próg wejścia i relatywnie niewielkie koszty, to jej wdrożenie w firmach specjalizujących się w projektowaniu, np. rollercosterów dla parków rozrywki, będzie generować znacznie wyższe koszty. Z rozwiązaniem w takim przypadku przychodzą cyfrowe symulacje – digital twins. – Można się pokusić o stwierdzenie, że wdrożenie rozwiązań oferowanych przez Przemysł 4.0 będzie zyskowne dla organizacji, przy czym zysk częstokroć będzie determinowany kosztami wdrożenia technologii. Koszt pozyskania i przetwarzania danych z aplikacji mobilnych i wdrożenia nowych funkcjonalności jest relatywnie niski, jednak ze względu na szeroki dostęp do podobnych danych, dostępnych również dla konkurencji, ich wykorzystanie może również zaowocować niewielkim zyskiem. Z drugiej strony, koszt opracowania zindywidualizowanego rozwiązania automatyzującego procesy produkcyjne przedsiębiorstwa będzie bardzo wysoki, jednak przyśpieszenie produkcji, minimalizacja błędów i zastojów czy rozszerzenie możliwości projektowych mogą zaowocować znacznym zyskiem – konkluduje nasza rozmówczyni.
A. Nowocień (Siemens) wyróżnia przede wszystkim branże: automotive, farmację czy produkcję żywności. Pewne rozwiązania stające się teraz normą w koncepcji Przemysłu 4.0 w tych branżach pojawiały się od dawna, głównie z uwagi na wymagania związane z bezpieczeństwem użytkowników i wysokim poziomem tzw. traceability. Mowa tu o rozwiązaniach związanych z gromadzeniem i archiwizacją dużych ilości danych, analizą danych procesowych w celu optymalizacji produkcji oraz zachowania odpowiednich terminów dostaw czy algorytmami widzenia maszynowego i AI ułatwiającymi automatyczne pakowanie niestandardowych produktów. – Nadzieje związane z wdrażaniem założeń Przemysłu 4.0 i ogólnie – rozwiązań digitalizacyjnych pokładam także w branży intralogistycznej. Ostatnie lata związane są z wykładniczym wręcz wzrostem zakupów przez Internet, co ma swoje przełożenie także na ilość budowanych magazynów. Te natomiast muszą się charakteryzować wysokim poziomem automatyzacji oraz integracji z platformami e-commerce, aby zamówienie klienta zostało zrealizowane możliwie jak najszybciej i z minimalnym udziałem człowieka – mówi A. Nowocień.
B. Michalczyk (BPSC) największy potencjał widzi w przedsiębiorstwach najlepiej zinformatyzowanych, które w Polsce tworzą producenci komputerów, wyrobów elektronicznych i optycznych (58% posiada systemy ERP). Dalej są producenci urządzeń elektrycznych, maszyn i urządzeń, gdzie odsetek korzystających z wdrożeń jest na poziomie 51%. – Bardzo dobre nasycenie systemami zintegrowanymi możemy zaobserwować w szeroko rozumianej branży automotive. W przypadku firm działających w sektorze motoryzacyjnym niemal co druga (48%) ma i używa system klasy ERP – wylicza B. Michalczyk.
O tym, że implementacja koncepcji wpisujących się w ideę Przemysłu 4.0 jest wręcz koniecznością, żeby nie zostać z tyłu, nie ma wątpliwości Paweł Dawid, Business Development Manager, DSR. – Kluczowa jest współpraca z partnerem, który posiada odpowiednie kompetencje i doświadczenie, aby wesprzeć nas w tej technologicznej przemianie. Wybór narzędzia i jego dostawcy ma tak samo duże znaczenie dla sukcesu inwestycji, jak czas, w którym wdrożenie danego systemu się odbędzie. DSR, dzięki wypracowaniu autorskiego pakietu narzędzi informatycznych DSR 4FACTORY, wspierających poszczególne obszary fabryki, jest w stanie z powodzeniem przeprowadzić jednostki wytwórcze przez transformację na wyższy poziom technologiczny – mówi P. Dawid. Portfolio DSR 4FACTORY obejmuje rozwiązania wspierające: zarządzanie produkcją – ERP 4FACTORY, rejestrację produkcji (prosty sposób monitorowania i analizy produkcji) – SFC 4FACTORY, zarządzanie utrzymaniem ruchu – EAM 4FACTORY czy oprogramowanie wspierające w zaawansowanym planowaniu i harmonogramowaniu produkcji – APS 4FACTORY.
Propozycje dla różnych sektorów
– Pracujemy z wieloma klientami, głównie z branży maszynowej, którzy coraz chętniej sięgają po rozwiązania digitalizacyjne w swoich produktach. Przekłada się to również na projekty. Jednym z ciekawszych, jakie miałem okazję ostatnio realizować, była aplikacja do automatycznego generowania skomplikowanych trajektorii głowicy obróbkowej w oparciu o pliki tworzone w programach CAD – mówi A. Nowocień (Siemens). Manipulator kartezjański z zamontowaną głowicą obróbkową sterowany był z poziomu sterownika technologicznego SIMATIC S7-1500T, natomiast aplikacja generująca trajektorię uruchomiona została na platformie Industrial Edge. Innym projektem jest uruchomienie systemu zarządzania pracą magazynu wysokiego składowania w fabryce producenta silników samochodowych. Projekt ten jest przykładem wdrażania rozwiązań zgodnych z koncepcją Przemysłu 4.0 w branży intralogistycznej. – Dedykowane oprogramowanie zintegrowano z platformą SAP w celu pobierania informacji o zamówieniach. Te były następnie kolejkowane i na ich podstawie generowano sekwencję zapytań wysyłanych do programu sterującego pracą układnic i transporterów (a więc konwencjonalnych sterowników PLC). Finalnie z magazynu wyjeżdżał gotowy pakiet silników, które wystarczyło zapakować wózkiem widłowym na naczepę samochodu ciężarowego i wysłać do konkretnej fabryki. Cały proces wdrożenia, od etapu projektowania, poprzez testy i uruchomienie on-site, został skrócony do minimum, m.in. dzięki zastosowaniu symulacji i wirtualnego uruchomienia w narzędziu Plant Simulation – informuje A. Nowocień.
I. Borowski (Dassault Systèmes) informuje o współpracy z PESA Bydgoszcz (producent pojazdów szynowych), która wybrała platformę 3DEXPERIENCE, aby zoptymalizować procesy projektowania oraz skrócić czas wprowadzania nowych produktów na rynek. Podpisanie umowy na wdrożenie platformy 3DEXPERIENCE jest częścią procesu transformacji cyfrowej zainicjowanego przez PESA. – W Dassault Systèmes idziemy o krok dalej i pokazujemy firmom nowe perspektywy. Zamiast o Przemyśle 4.0, wolimy mówić o Renesansie Przemysłu, który oznacza nowe sposoby postrzegania świata, pracy nad wynalazkami, uczenia się, produkowania i handlu. Już dziś widać, że firmy, które w przyszłości zmienią obraz przemysłu, nie będą tymi z najbardziej zautomatyzowanymi systemami produkcyjnymi, a tymi, które najlepiej rozwiną swoje zasoby wiedzy i know-how, a także, których środowisko biznesowe będzie angażować klientów i podwykonawców jako partnerów w procesie kreowania wartości – twierdzi I. Borowski.
Oprogramowanie Dematic iQ znalazło zastosowanie w centrum dystrybucyjnym Landmark Group (do konglomeratu jego marek należy ponad 2,2 tys. sklepów w 24 krajach o łącznej powierzchni sprzedażowej ponad 2,8 mln m2). Dzięki nowemu centrum dystrybucji firma skonsolidowała operacje logistyczne w części placówek dystrybucyjnych. Powierzchnia centrum zlokalizowanego w Dubaju wynosi 265 tys. m2 (wysoki na 43 m magazyn palet z 36 tys. miejsc). Firma Dematic dostarczyła rozbudowaną technologię automatyzacyjną, konkretnie dwa systemy Dematic Multishuttle® z niespełna 1400 wózkami wahadłowymi i ok. 1 mln miejsc magazynowych. – W ciągu godziny nawet 15 tys. paczek można przetransportować z miejsc magazynowych obsługiwanych przez systemy wahadłowe do stanowisk kompletacji. Całości dopełnia system sortowania Dematic Garment-on-Hanger (miejsce na 2 mln wieszaków z tekstyliami). Jego przepustowość wynosi 250 tys. sztuk odzieży dziennie. Ponadto zainstalowano oprogramowanie w celu umożliwienia miarodajnej ewaluacji danych, co ma kluczowe znaczenie dla optymalnego przepływu przy wysokiej przepustowości – mówi Rainer Schmid, Head of Sales, Dematic. Oprogramowanie Dematic iQ łączy system zarządzania magazynem (WMS, Warehouse Management System), służący do administrowania jego stanem, system kontroli magazynu (WCS, Werehouse Control System) oraz kontroler przepływu materiałów (MFC, Material Flow Controller). Towar jest dynamicznie rozdysponowywany do czterech zautomatyzowanych magazynów. Systemy Dematic Multishuttle służą jako bufor kompletacyjny. Pozycje magazynowe są przypisywane do jednego z 22 korytarzy na podstawie częstotliwości użytkowania, tj. sprzedaży zarówno przeszłej, jak i przewidywanej. W rezultacie we wszystkich korytarzach odbywa się równomierna dystrybucja, możliwa jest maksymalna przepustowość, a także przygotowanie dostaw w sposób dogodny dla odbierających je sklepów. Rozwiązanie przynosi korzyści w zakresie kompletacji i przygotowania wysyłki, np. priorytetowo pakowane są całe pudła, co zmniejsza pojedyncze kompletacje o ok. 20%, natomiast tekstylia na wieszakach są układane w kolejności ułatwiającej sprzedawcy uzupełnianie zapasów u siebie. Oprogramowanie systemowe połączono z systemami klienta do planowania tras i odprawy celnej.
W. Krzeszewski (TechOcean) podaje przykład firmy Airbus Polska, która na warszawskim Okęciu prowadzi działalność z zakresu: projektowania, prototypowania, produkcji, konserwacji, modernizacji, badań i rozwoju, wymiany technologii oraz współpracy w branży kosmicznej. Airbus Polska posiada własne biuro projektowe, zakład produkcyjny oraz centrum MRO (konserwacja, naprawa i remont) obsługujące floty C295 w Polsce, Czechach i Kazachstanie. Na Okęciu produkuje się ok. 40 proc. elementów płatowca dla wszystkich samolotów C295 sprzedawanych na całym świecie. Ponadto ok. 70% wiązek elektrycznych samolotów transportowych produkowanych przez Airbus wytwarza się właśnie w tym miejscu. – W ramach Startup Spark spotkaliśmy się z kierownikiem Działu Kontroli Jakości, poznaliśmy szczegóły wyzwania. Wszystkie części metalowe w dziale kontroli jakości Airbus Polska są mierzone manualnie. Operatorzy sprawdzają wymiary części przez 8 godzin dziennie, używając takich narzędzi, jak suwmiarka, miernik promienia lub kątomierz przemysłowy. Ze względu na ograniczone zasoby niemożliwe było zwiększenie produkcji, ponieważ każdy element musiał zostać indywidualnie sprawdzony. Pomiary ręczne są czasochłonne i często obarczone „ludzkimi błędami”. Wszelkie nieprawidłowe pomiary części mogą spowodować reklamacje lub zwroty od klientów. Przeprowadziliśmy wizję lokalną, gdzie zobaczyliśmy wyprodukowane części oraz dokumentację techniczną do nich. Wspólnie z Airbus Poland stworzyliśmy plan działania i przygotowaliśmy kolejne kroki, które należy podjąć w ramach programu akceleracyjnego – Startup Spark – tłumaczy W. Krzeszewski. Pierwszym etapem było stworzenie koncepcji urządzenia oraz opracowanie specyfikacji produktu zgodnie z wymaganiami Airbusa. Zdefiniowanie wymagań bezpieczeństwa danych było kluczowym zagadnieniem dla klienta. W kolejnym etapie opracowano prototyp aplikacji oraz urządzenia. Następnie przeprowadzono wewnętrzne testy urządzenia i aplikacji. – Podczas spotkania uzgodniliśmy dalsze działania oraz poprawki związane z ergonomią oraz działaniem aplikacji, które powinny znaleźć się w ostatecznej wersji urządzenia. Przeprowadziliśmy także kolejną wizytę na miejscu, aby omówić sposób wdrożenia urządzenia w Dziale Kontroli Jakości. Ostatnim etapem było stworzenie końcowego urządzenia opartego o prototyp, z uwzględnieniem wniosków z poprzednich etapów. Urządzenie wykorzystuje kamerę o wysokiej rozdzielczości oraz specjalne oświetlenie. Kamera znajduje się pod przezroczystym panelem, który jest oświetlony z góry. To rozwiązanie pozwala kontrolować płaskie i gięte części z blachy. Urządzenie automatycznie sprawdza wymiary części oraz porównuje je z dokumentacją, użytkownik jedynie umieszcza element we właściwym miejscu w urządzeniu i sprawdza wyniki. Urządzenie przetestowano w fabryce Airbus Polska. Po wstępnych testach urządzenie było w stanie zaoszczędzić do 50% czasu w porównaniu z kontrolą manualną – dodaje nasz rozmówca. Lepsza kontrola jakości zmniejsza liczbę zwrotów i pozwala wykryć błąd na wcześniejszym etapie procesu. Oszczędzając czas kontroli, można zwiększyć wydajność, co zwiększa prędkość samej produkcji. VisionQb Caliper zaprojektowany przez TechOcean pozwolił zoptymalizować czas produkcji oraz uniknąć tzw. błędów ludzkich.
Michał Jurczak
