Przemysł 4.0 – wszystko, co musisz wiedzieć o rewolucji przemysłowej

Przemysł 4.0 to koncepcja, która z roku na rok zdobywa coraz większe globalne zainteresowanie. Czwarta rewolucja przemysłowa przekształca światowe gospodarki, a także wpływa na ich automatyzację oraz wprowadzanie innowacyjnych technologii i procesów opartych na IoT, uczeniu maszynowym, digitalizacji czy coraz intensywniejszym przenikaniu się cyfrowego i analogowego świata.

Poznaj, co kryje się pod pojęciem Przemysłu 4.0, jakie zapewnia on szanse i wyzwania, a także w jaki sposób cyfrowe transformacje wdrażane są do struktur przedsiębiorstw produkcyjnych.

Trzy rewolucje przemysłowe za nami, czas na czwartą

Geneza oraz koncepcja pojęcia Przemysłu 4.0 wywodzą się z 2011 roku. Wtedy to po raz pierwszy użyto pojęcia Industry 4.0 na targach w Hanowerze podczas prezentacji projektu strategii technik wysokich rządu Niemiec. W 2012 roku grupa odpowiedzialna za projekt zaprezentowała rządowi federalnym zalecenia wdrożeniowe, a już w 2013 roku przedstawiła raport końcowy.

Dlaczego Przemysł 4.0? Ponieważ jest to już czwarta rewolucja przemysłowa, która trwale zmieniła sposób produkcji dóbr oraz funkcjonowanie światowych gospodarek.

Przemysł 1.0 (pierwsza rewolucja) opierał się na mechanizacji, czyli przede wszystkim wkroczeniu gospodarki w erę industrializacji za sprawą wynalezienia i powszechnego wdrażania silników parowych.

Przemysł 2.0 (druga rewolucja) polegał na elektryfikacji, która wyparła silniki parowe i pozwoliła na kolosalne zwiększenie wydajności i efektywności produkcyjnej.

Przemysł 3.0 (trzecia rewolucja) to cyfryzacja, czyli wdrażanie komputerów oraz rozwiązań cyfrowych, które umożliwiły sprawniejsze przetwarzanie danych oraz pozwoliły kompleksowo zwiększyć efektywność, precyzję, elastyczność oraz wydajny przepływ informacji w zakładach produkcyjnych. To właśnie wtedy zaczęły powstawać systemy planowania i kontroli koordynujące procesy produkcyjne czy strategie zarządzania produkcją w przedsiębiorstwach.

Przemysł 4.0 (czwarta rewolucja) tworzy się obecnie na naszych oczach. Nowoczesne przedsiębiorstwa integrują i opracowują systemy sieci wiążących maszyny, urządzenia, chmury obliczeniowe oraz pracowników w jeden spójny ekosystem współdziałający w obrębie technologii informacyjnych oraz rozwiązań z zakresu IoT. Przemysł 4.0 to także rozwarstwienie sposobów przepływu informacji pomiędzy elementami systemu i działami IT oraz między maszynami a systemem produkcyjnym firmy.

Dlaczego czwarta rewolucja przemysłowa jest nieunikniona?

Współcześnie przedsiębiorstwa produkcyjne coraz intensywniej doświadczają wzmożonej konkurencyjności, a także konieczności sprawnego radzenia sobie z ogromną ilością danych, zachowania wysokiej elastyczności procesów produkcyjnych czy szybkiego tempa podejmowania trafnych decyzji biznesowych czy operacyjnych.

Jednym z kluczowych aspektów wydajnego funkcjonowania firm produkcyjnych jest elastyczność produkcji, bowiem jej charakter nierzadko kształtowany jest przez paradygmat zmiany z produkcji masowej na produkcję małonakładową lub jednostkową dostosowaną do szczególnych potrzeb klientów.

Takie dostosowywanie się do wymagań klientów znacząco skraca cykl życia produktów oraz nadmiarowo zwiększa asortyment produktowy. Poza tym ogranicza także wydajność produkcyjną związaną z koniecznością przezbrajania maszyn i wzmaga intensywniejsze działania utrzymaniowe, a tym samym generuje dłuższe przestoje.

Przedsiębiorstwa produkcyjne mierzące się z aktualnymi potrzebami rynkowymi muszą nieustannie rozwijać proces produkcyjny i technologiczny i zwiększać złożoność procesów we wszystkich aspektach działalności firmy. Determinuje to zwiększony popyt na innowacje w zakresie: nowych technologii i materiałów, strategii zarządzania, modeli biznesowych oraz innowacyjnych procesów produkcji.

Wraz z ewoluowaniem i modernizowaniem przedsiębiorstw wzrasta problem ogromnej ilości danych oraz konieczności zachowania sprawnego przepływu informacji pomiędzy wszystkimi podmiotami i elementami biorącymi udział w każdym z procesów. Jest to bez wątpienia jedna z największych barier wzrostu współczesnych przedsiębiorstw produkcyjnych.

Aby ją pokonać, konieczny jest skok technologiczny poprzez implementację innowacyjnych platform, narzędzi i systemów pozwalających na wydajne i sprawne współdziałanie wszystkich obszarów przedsiębiorstwa. To właśnie dzięki koncepcji Przemysłu 4.0 oraz jego rozwiązaniom możliwe jest sprostanie aktualnej i przyszłej złożoności systemów produkcyjnych, zarządczych i biznesowych.

Przemysł 4.0 – wyzwania i korzyści

Przemysł 4.0 opiera się przede wszystkim na zunifikowaniu maszyn produkcyjnych z technologiami digitalowymi, chmurami obliczeniowymi oraz technologiami z zakresu IoT. W ten sposób cały ekosystem przedsiębiorstwa składający się z pracowników, maszyn i systemów cyfrowych może sprawnie współdzielić kluczowe informacje na każdym etapie produkcji, a ich przepływ może obejmować cały łańcuch wartości – od powstania zamówienia po jego wysyłkę klientowi końcowemu.

Środowisko Przemysłu 4.0 zapewnia dostęp do niemal każdej istotnej informacji w dowolnym miejscu i czasie, co pozwala na zwiększenie ekonomii produkcji zindywidualizowanych wyrobów oraz małych nakładów.

Wzrost przychodów i redukcja kosztów

Jedną z kluczowych korzyści procesu transformacji cyfrowej przedsiębiorstw jest integracja łańcucha wartości. W ten sposób firmy produkcyjne zyskują znaczącą przewagę nad konkurencją pod względem znacznego wzrostu przychodów z jednoczesną redukcją kosztów. Zgodnie z raportem z badania PWC „Przemysł 4.0 czyli wyzwania współczesnej produkcji”[i] aż 27% firm po udanej transformacji cyfrowej liczy na 30% wzrost przychodów i jednoczesną redukcję kosztów działalności o 30%. Co więcej, firmy, które nie przeszły czwartej rewolucji przemysłowej spodziewały się wzrostu przychodów na poziomie do 10% r/r.

Znaczne zwiększenie efektywności

Na podstawie przytoczonego badania, spodziewany średni spadek kosztów operacyjnych respondentów badania do 2020 roku wynosi 3,6%, co przedkłada się na oszczędność niemal 321 mld dolarów rocznie. Największe oczekiwania zwiększenia efektywności za sprawą wdrożenia rozwiązań z zakresu Przemysłu 4.0 miały przedsiębiorstwa działające w sektorze papierniczym, samochodowym, chemicznym i w ogólnopojętej produkcji przemysłowej.

Przedsiębiorstwa biorące udział w badaniu zorganizowanym przez PWC opierały swoje przypuszczenia przede wszystkim na podstawie efektów wdrożenia systemów planowania i harmonogramowania produkcji, sprawniejszego przepływu informacji w obrębie całego łańcucha wartości oraz algorytmów optymalizujących prowadzenie prac konserwacyjnych i utrzymaniowych maszyn i urządzeń produkcyjnych.

Na wzrost efektywności wpływ ma również intensywniejsza integracja z dostawcami na bazie rozwiązań chmurowych, wdrożenie technologii track & trace pozwalającej na sprawniejsze zarządzanie procesem dostaw oraz opracowaniem efektywniejszych systemów end-to-end działających w czasie rzeczywistym, które ułatwią planowanie zasobów na każdym etapie produkcji.

Głębsza relacja z klientem

Skorelowane rozwiązania z zakresu Przemysłu 4.0 pozwalają firmom sprawnie przejść z modelu zarządzania typu „push” do modelu „pull”, gdzie produkcja oparta jest na faktycznym zapotrzebowaniu odbiorców. W ten sposób firmy produkcyjne mogą silniej związać klientów z oferowanymi produktami, a także nawiązać z nimi głębszą i korzystniejszą relację.

Zindywidualizowanie produkcji pozwala lepiej dopasować produkt do potrzeb klienta, wykorzystać analizę danych, aby sprostać jego wymaganiom, prowadzić ukierunkowany marketing do poszczególnych docelowych grup klientów czy zapewnić o wiele lepszą obsługę klientów. Aż 72% firm produkcyjnych wykorzystuje obecnie systemy analizujące dane do poprawy relacji z klientem oraz do przewidywania zachowań klientów (ang. customer intelligence) w całym cyklu życia produktu.

Ewolucja kultury organizacyjnej

Wdrażanie transformacji cyfrowej w strukturach przedsiębiorstw wymusza na nich modernizację modelu organizacyjnego – zwłaszcza w stosunku do kultury organizacyjnej, przepływu informacji oraz ról pracowników.

Według badania największym wyzwaniem na drodze na sprawnego przejścia czwartej rewolucji przemysłowej przez firmy produkcyjne, jest dostosowanie wewnętrznej kultury organizacji do implementowanych nowoczesnych technologii. Aż 50% respondentów badania nie wypracowało należytej kultury organizacji, organizacji szkoleń i systemów sprawnego przepływu informacji w strukturach pracowników.

Wdrażanie koncepcji Przemysłu 4.0

W myśl koncepcji Przemysłu 4.0 wszystkie aspekty współczesnego przemysłu produkcyjnego muszą być ze sobą silnie zintegrowane, skomunikowane, skorelowane i rekonfigurowalne. Tylko ich silne i wielopoziomowe połączenie zagwarantuje firmom efektywny poziom integracji pozwalający na czerpanie wymiernych korzyści z cyfrowej transformacji.

Należy jednak mieć na uwadze ogromne rozdrobnienie zaawansowania technologicznego, modeli biznesowych, produkcyjnych czy zarządczych firm z sektora przemysłowego. Z tego też względu niemożliwe jest zaproponowanie jedynego słusznego scenariusza wdrażania koncepcji Przemysłu 4.0 do struktur firmy. Każde wdrożenie musi być planowane i przeprowadzane w sposób wysoce indywidualny, zgodny z cechami i specyfiką firmy.

Niemniej, istnieją pewne usystematyzowane zasady oraz obszary wdrażania Przemysłu 4.0. Wśród nich wyróżnia się poniższe aspekty.

• Współdziałanie – dzięki współdziałaniu możliwe jest koordynowanie i kooperowanie obszarów działalności przedsiębiorstwa.
• Decentralizacja – hierarchiczne i centralne podejmowanie decyzji wydłuża czas reakcji systemu oraz utrudnia jego kontrolę. Decentralizacja na poziomie decyzyjnym pozwala na natychmiastowe podejmowanie decyzji za pomocą systemów cyber-fizycznych. Koncepcja Przemysłu 4.0 przekazuje decyzyjność do wyższych poziomów hierarchii wyłącznie w przypadku konieczności podejmowania decyzji o znaczeniu krytycznym.
• Wizualizacja – wizualizowanie procesów zachodzących w przedsiębiorstwie pozwala na czytelniejsze odzwierciedlanie procesów fizycznych oraz ich symulowanie, co zapewnia transparentność i ułatwia procesy kontrolne i decyzyjne.
• Działanie w czasie rzeczywistym – gromadzenie i analizowanie danych w czasie rzeczywistym zwiększa tempo przetwarzania istotnych informacji i danych oraz redukuje wąskie gardło komunikacyjne w przedsiębiorstwach.
• Modułowość – modułowość systemu produkcyjnego to pożądana cecha, która pozwala zachować jego wysoką elastyczność w kontekście dynamicznie zmieniających się wymagań produkcyjnych.

Słowem podsumowania

Wdrożenie koncepcji Przemysłu 4.0 zapewnia firmom produkcyjnym dotąd nieosiągalną wydajność, elastyczność i precyzję produkcyjną, które stają się determinantami znacznej redukcji kosztów, wzrostu zysków, zwiększenia tempa podejmowania decyzji oraz wielopoziomowego dostosowania wyrobów do potrzeb i preferencji klientów.

[i] https://www.pwc.pl/pl/pdf/przemysl-4-0-raport.pdf