Smart Factory: Co je chytrá továrna a 4. průmyslová revoluce

Často se hovoří o automatizovaných procesech ve smyslu jejich jedinečnosti pro inteligentní továrnu. Přesto se automatizace a robotika používají již desítky let ve výrobních provozech. Mnoho tradičních továren používá automatizované stroje, jako jsou skenery čárových kódů, kamery a digitalizované výrobní zařízení v různých částech jejich provozu. Tato zařízení však nejsou vzájemně propojena. Lidé, aktiva a systémy pro správu dat v tradiční továrně fungují izolovaně a musí být průběžně ručně koordinovány a integrovány. Co je to chytrá továrna, neboli Smart Factory, a jak funguje? Jaká je spojitost mezi chytrou továrnou a čtvrtou průmyslovou revolucí?

Co je Průmysl 4.0?

Průmysl 4.0, v angličtině Industry 4.0, neboli 4. průmyslová revoluce. Průmysl 4.0 je označení pro nadcházející inovace a proměny výrobních procesů. Současný trend digitalizace a s ním související automatizace výroby umožňují kompletní propojení a automatizaci veškerých výrobních procesů a také služeb s nimi spojených.

Pro lepší pochopení konceptu 4. průmyslové revoluce si představte spojení virtuálního kybernetického světa se světem fyzické reality, co s sebou přináší významné interakce se světem sociálním. Z pohledu moderní teorie systémů se tak o průmyslu 4.0 neboli 4.0 Industry hovoří jako o revoluci kyberneticko-fyzicko-sociální.

Obecně řečeno 4. průmyslová revoluce (Industry 4.0) popisuje rostoucí trend k automatizaci a výměně dat v technologiích a procesech ve zpracovatelském průmyslu, a to včetně:

• Internet věcí (Internet of Things, IoT)
• Průmyslový internet věcí (Industrial Internet of Things, IIoT)
• Kybernetické fyzikální systémy (Cyber-Physical Systems, CPS)
• Chytrá výroba
• Chytrá továrna (Smart Factory)
• Cloud computing
• Kognitivní výpočetní technika (Cognitive Computing)
• Umělá inteligence (Artificial Intelligence, AI)

4. průmyslová revoluce: Technologie

Jádro průmyslu 4.0 je založeno na informačních a kybernetických technologiích. Jedná se o masové sdílení informací a kontinuální komunikaci. Podpora komunikace tkví v kvalitní komunikační infrastruktuře, kterou je širokopásmový internet.

Dalšími významnými technologiemi průmyslu 4.0 jsou velká data (Big Data), autonomní roboti, senzory, cloudové výpočty a datová úložiště. Aditivní výroba, rozšířená realita a v neposlední řadě celá vědní disciplína kybernetiky a umělé inteligence rovněž tvoří myšlenkové a technologické jádro průmyslu 4.0.

Co je chytrá továrna?

Chytrá továrna je ústředním konceptem Průmyslu 4.0. Zatímco v prvním kroku digitální transformace byly jednotlivé stroje vybaveny senzory a softwarem a vyvinuly se v kyberneticko-fyzické stroje, nyní je kladen důraz na jejich prospěšné propojení.

Chytrá továrna, anglicky Smart Factory, je kyberneticko-fyzikální systém, který využívá pokročilé technologie. Tím je například umělá inteligence (Artificial Inteligence, AI) a strojové učení (Machine Learning, ML) k analýze dat či řízení automatizovaných procesů. Jedná se o propojenou síť strojů, komunikačních mechanismů a výpočetního výkonu.

Chytrá továrna podporuje štíhlejší a produktivnější výrobní procesy:

• s lepším využitím zdrojů,
• nižším množství odpadů,
• delšími cykly životnosti strojového vybavení a
• vylepšenými pracovními podmínkami pro zaměstnance.

Vzhledem k výše uvedenému jsou chytré továrny významným zprostředkovatelem přechodu na nízkouhlíkovou společnost, a tedy snahy vypořádat se s výzvou změny klimatu.

Jak funguje chytrá továrna?

Chytrá továrna, tedy Smart Factory je výrobní prostředí, ve kterém spolu stroje, výrobní zařízení a logistické systémy komunikují a do značné míry autonomně organizují výrobní proces. Lidé nemusí téměř vůbec zasahovat. Omezují se na sledování procesů.

Ústředním prvkem chytré továrny jsou chytré výrobky. Jsou to výrobky, které se mají vyrábět, a na které se připevňují čipy nebo tagy RFID. Prostřednictvím bezdrátové komunikace – přes WLAN, 5G nebo Bluetooth – mohou stroje číst RFID a zjistit tak, kde a v jakém stavu se výrobky nacházejí.

Přínosy chytrých továren

Doposud byly výrobní procesy monitorovány centrální řídicí jednotkou. V případě problémů bylo nutné jim podat zprávu, aby bylo možné následně ověřit, jak nejlépe řešit poruchy, zpoždění nebo úzká místa. V inteligentních továrnách je tato mezistupeň vynechán. Zde totiž probíhá komunikace mezi výrobkem a výrobním závodem. Přesněji: mezi výrobkem a všemi stroji a IT systémy zapojenými do výroby. Tímto způsobem lze nalézt flexibilnější a rychlejší řešení pro pokračování výrobního procesu.

Automatizace, internet věcí a umělá inteligence a tedy digitalizace zefektivňuje výrobu a procesy. V chytré továrně se nové technologie kombinují tak, aby se jejich výhody znásobily. Pro podniky to znamená flexibilnější a nákladově efektivnější výrobu, a to i individualizovaných výrobků.

Chytré továrny lze zavést v každé výrobní společnosti. Jejich konstrukce jsou zřetelně lepší než u předchozí linkové výroby. Je tedy jen otázkou času, kdy se inteligentní továrna stane novým standardem ve výrobě. Cesta k této optimalizované výrobě je však dlouhá. Chtějí-li si společnosti udržet mezinárodní konkurenceschopnost, měly by proto již nyní začít podnikat nezbytné kroky k transformaci své organizace.

Zdroje: sap.com, prumysl-4.cz

Naposledy aktualizováno 28. 6. 2024