Fabryka przyszłości. Już dziś warto przygotować się do nowych wyzwań

fot. Bosch Rexroth

Jak będzie wyglądać fabryka przyszłości? Czy ma to znaczenie dla podejmowanych obecnie decyzji inwestycyjnych? Które rozwiązania są przyszłościowe? Jak można dostosować nowoczesne procesy produkcyjne do obecnych potrzeb rynku? W jaki sposób automatyzacja może się przyczynić do rozwoju rynku? Pytania te są obecnie przedmiotem ożywionej dyskusji w branżach produkcyjnych oraz budowy narzędzi i maszyn do produkcji.

Praktycy zgadzają się co do jednego: w dziedzinie produkcji masowej presja na obniżenie kosztów będzie nadal rosnąć, podobnie jak wymagania dotyczące jakości. Zwiększa się zapotrzebowanie na rozwiązania, które umożliwiają wytwarzanie produktów dostosowanych do indywidualnych wymagań klienta, w niewielkich partiach - liczących nawet jedną sztukę,
po konkurencyjnych cenach rynkowych, z zachowaniem szybkiego czasu dostarczenia produktu.

Aby wyobrazić sobie zakres czekających nas zmian, spróbujmy odpowiedzieć na inaczej sformułowane pytanie. Co w fabryce przyszłości – za około 10 czy 15 lat – pozostanie bez zmian w stosunku do typowej fabryki z 2018 roku? Zapewne niewiele, m.in.: podłoga, ściany i dach. Cała reszta - maszyny, automatyzacja, sprzęt, sposoby komunikacji, a nawet pracownicy i sposób,
w jaki będą oni współpracować i komunikować z całą infrastrukturą - zmieni się diametralnie.

W jaki sposób przewidywane scenariusze wpłyną na technologię automatyzacji? Zdaniem firmy Bosch Rexroth można określić wyraźne kierunki jej rozwoju: w przyszłości wykorzystywane będą zdecentralizowane systemy zarządzania produkcją, a architektura automatyzacji będzie jeszcze bardziej zależna od rozproszonej inteligencji oraz łączności między wszystkimi urządzeniami uczestniczącymi w procesie produkcji. Takie rozwiązanie wymaga zapewnienia zgodności sprzętowej i programowej
na wszystkich poziomach klasycznej piramidy środowiska automatyzacji, do systemu informatycznego przedsiębiorstwa i aplikacji chmurowych włącznie.

Branża inżynierii mechanicznej potrzebuje nowych platform automatyzacji, które zapewnią nieograniczoną łączność oraz maksymalną elastyczność podczas konfigurowania urządzeń. Ułatwi to analizę olbrzymich ilości danych napływających z linii produkcyjnej. Zbudowany w ten sposób wirtualny obraz pracy zakładu oraz produktu umożliwi łatwe śledzenie oraz optymalizację strumieni wartości procesu produkcyjnego. Równocześnie te nowe platformy automatyzacji muszą spełniać tradycyjne kryteria związane z czasem cyklu, dostępnością i sprawnością energetyczną systemów oraz bezpieczeństwem maszyn.

Projektowanie fabryki przyszłości nie musi kończyć się na projekcie 2D lub 3D na ekranie komputera. Obecnie stosowane systemy symulacji z wykorzystaniem elementów VR pozwalają zobaczyć wirtualną linię produkcyjną w docelowym miejscu instalacji, a nawet wejść z nią w interakcję - co pozwala na rozpoczęcie szkolenia pracowników zanim fizyczne stanowiska pojawią się w zakładzie. 

Obecnie działające fabryki można już teraz zacząć wyposażać w rozwiązania I4.0 integrujące zainstalowane już maszyny i używane w zakładzie systemy, m.in. MES czy ERP. Rozwiązanie, takie jak IoT Gateway firmy Bosch Rexroth, pozwala łączyć sensory oraz komponenty w maszynach niezależnie od istniejącego już układu sterowania. IoT Gateway można łatwo podłączyć do czujników i sterowników innych producentów, które są zgodne m.in. ze standardami PPMP, OPC UA i OPC DA. Informacja o stanie lub awarii podłączonych źródeł danych, a tym samym generujących je urządzeń, może być dostępna z dowolnej lokalizacji w zakładzie, a użytkownicy mogą i będą mogli korzystać ze wszystkich funkcji IoT Gateway w urządzeniach przenośnych. W przypadku, gdy przesyłane dane o stanie maszyny wymagają dodatkowej mocy obliczeniowej i odpowiednich narzędzi analizy, IoT Gateway pozwala przesyłać takie dane do przygotowanych dedykowanych aplikacji w chmurze obliczeniowej Bosch, jak również do klasycznych „odbiorników” danych w tradycyjnych lokalizacjach zakładu (serwerownia, baza danych, chmura prywatna).

Decydenci, którzy już dziś muszą podejmować decyzje o inwestycjach, mogą jeszcze nie wiedzieć, jakich  konkretnych typów urządzeń będzie wymagać fabryka przyszłości. Jedno jest pewne: odizolowane od siebie rozwiązania są bardzo ryzykowne, ponieważ ich integracja i łączenie wymaga w późniejszym okresie dużego nakładu pracy i wprowadza ograniczenia. Należy przyjrzeć się bliżej inteligentnym, zdecentralizowanym rozwiązaniom, które oparte są na otwartych standardach zapewniających elastyczne możliwości zbierania i przekazywania danych. Rozwiązania te będzie można dużo łatwiej i szybciej integrować, a co za tym idzie lepiej przygotują one fabryki do wyzwań przyszłości.