Smart factory. Czym jest inteligentna fabryka?

Przemysł przechodzi transformację, w której kluczową rolę odgrywają technologie cyfrowe. Smart factory łączy systemy IoT, analizę danych i automatyzację, tworząc elastyczne środowisko produkcyjne. Dzięki integracji maszyn z algorytmami AI zakłady osiągają wyższą wydajność.

Smart factory – co to jest? Charakterystyka inteligentnej fabryki

Smart factory, co to jest w praktyce? Inteligentna fabryka stanowi system cyberfizyczny, który wykorzystuje zaawansowane technologie do analizy danych, napędzania zautomatyzowanych procesów i uczenia. Koncepcja zakłada stworzenie w pełni zautomatyzowanego i zintegrowanego środowiska produkcyjnego. Wszystkie elementy systemu produkcyjnego są ze sobą połączone i komunikują się w czasie rzeczywistym. Maszyny, urządzenia, sensory oraz systemy IT tworzą zintegrowaną sieć, która umożliwia ciągłe monitorowanie, analizę i optymalizację procesów. Dane zbierane z różnych źródeł są przetwarzane i wykorzystywane do podejmowania trafnych decyzji biznesowych w sposób autonomiczny.

Czym jest inteligentna fabryka w kontekście współczesnego przemysłu? 

• To przede wszystkim połączona ze sobą sieć maszyn, mechanizmów komunikacyjnych i mocy obliczeniowej.
  
• Inteligentne fabryki wykorzystują sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe do ciągłego doskonalenia procesów produkcyjnych. 
• Kluczowym elementem jest zdolność do samodzielnego monitorowania procesów i podejmowania decyzji w czasie rzeczywistym.
  
• Dzięki zastosowaniu sensorów i urządzeń IoT fabryka może ciągle zbierać dane z różnych części linii produkcyjnej, analizować je i optymalizować procesy bez bezpośredniej interwencji człowieka. 

To wszystko prowadzi do zwiększenia wydajności, zmniejszenia błędów i redukcji kosztów operacyjnych w całym zakładzie produkcyjnym. Zastosowanie rozwiązań z obszaru smart factory powinno być celem kadry zarządzającej przedsiębiorstwami tego sektora.

Technologie wykorzystywane w inteligentnych fabrykach

Fundament nowoczesnego zakładu produkcyjnego stanowi Internet Rzeczy. IoT umożliwia komunikowanie się ze sobą urządzeń i przesyłanie danych do systemów analitycznych w czasie rzeczywistym. Systemy cybernetyczno-fizyczne stanowią powiązanie fizycznych systemów wytwarzania z cyfrowymi systemami sterowania i kontroli. Sztuczna inteligencja oraz uczenie maszynowe analizują ogromne ilości danych produkcyjnych, identyfikując wzorce i optymalizując procesy. Robotyka współpracująca zastępuje manualne stanowiska montażowe, zwiększając precyzję i wydajność operacji. Chmura obliczeniowa zapewnia elastyczne przetwarzanie danych i dostęp do zasobów obliczeniowych z dowolnego miejsca w fabryce.

Analiza Big Data pozwala na interpretację informacji w czasie rzeczywistym, umożliwiając przewidywanie problemów na produkcji i minimalizowanie czasu przestojów. Narzędzia symulacyjne umożliwiają analizę różnych scenariuszy produkcyjnych jeszcze przed ich wdrożeniem. Rzeczywistość rozszerzona wspomaga pracowników w skomplikowanych operacjach montażowych i serwisowych. Systemy MES zarządzają produkcją na poziomie operacyjnym, integrując się z maszynami poprzez technologię IoT. Advanced Planning and Scheduling zapewnia zaawansowane planowanie i harmonogramowanie produkcji, uwzględniając dostępność zasobów i ograniczenia technologiczne. 

Te technologie współpracują ze sobą, tworząc spójny ekosystem inteligentnej produkcji, który dynamicznie reaguje na zmieniające się warunki. Można nad nimi zapanować dzięki jednemu narzędziu – TOMAI Factory System. To program, który nie tylko ułatwia zarządzanie produkcją, ale wspiera firmy w poprawie efektywności.

Korzyści wynikające z wdrożenia koncepcji inteligentnego przemysłu

Inteligentny przemysł przynosi znaczący wzrost efektywności operacyjnej. Automatyzacja procesów eliminuje błędy ludzkie i zwiększa precyzję wykonywanych operacji. Systemy predykcyjne przewidują awarie maszyn, umożliwiając planowanie konserwacji zapobiegawczej zamiast reagowania na nieprzewidziane przestoje. Optymalizacja zużycia surowców i energii obniża koszty produkcji przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości wyrobów. Elastyczność produkcji pozwala na szybkie przystosowanie się do zmieniających się wymagań rynku i indywidualnych potrzeb klientów. Dzięki automatyzacji procesów planowania i harmonogramowania czas realizacji zamówień się skraca. Kontrola jakości w czasie rzeczywistym eliminuje wadliwe produkty na wczesnym etapie produkcji.

Redukcja kosztów operacyjnych stanowi kluczową korzyść ekonomiczną. Minimalizacja marnotrawstwa materiałów i energii przekłada się na niższe koszty jednostkowe produktów. Optymalne wykorzystanie mocy produkcyjnych zwiększa rentowność inwestycji w maszyny i urządzenia. Lepsza kontrola zapasów redukuje zamrożony kapitał i koszty magazynowania. Szybsza rotacja produktów poprawia przepływ gotówki w przedsiębiorstwie. Precyzyjne planowanie produkcji eliminuje nadprodukcję i niedobory surowców. Automatyczne zbieranie danych produkcyjnych ogranicza koszty administracyjne i zwiększa dokładność raportowania. Wszystkie te czynniki przyczyniają się do poprawy konkurencyjności firmy na rynku globalnym i lokalnym.

Przykłady smart factory na świecie i w Polsce

Teoria brzmi interesująco, ale jak wyglądają rozwiązania inteligentnego przemysłu w praktyce? Przykłady smart factory znajdziemy nie tylko poza granicami naszego kraju, ale i w Polsce. Oto kilka z nich:

• Tesla wykorzystuje zaawansowaną robotykę w swoich fabrykach samochodów elektrycznych;
• Adidas wdrożył inteligentne systemy produkcji obuwia sportowego z wykorzystaniem technologii druku 3D;
• Bosch implementuje rozwiązania Industry 4.0 w zakładach produkujących komponenty automotive;
• PAGEN, jeden z największych polskich producentów okien, drzwi, rolet i bram garażowych, wdrożył zaawansowany technologicznie system do montażu szyb zespolonych z robotem w roli głównej.

Te przedsiębiorstwa demonstrują praktyczne zastosowanie koncepcji inteligentnej fabryki w różnych sektorach przemysłowych.

Wyzwania i przyszłość inteligentnych fabryk

Mimo że wdrożenie koncepcji smart factory wymaga znacznych inwestycji finansowych w nowe technologie i systemy, tej rewolucji nie da się już zatrzymać. Konieczne jest zatem przeszkolenie pracowników w zakresie obsługi zaawansowanych systemów automatyki przemysłowej. Integracja różnych systemów IT stanowi wyzwanie techniczne wymagające specjalistycznej wiedzy. W połączonych systemach produkcyjnych bezpieczeństwo cybernetyczne nabiera kluczowego znaczenia.

Konieczność zapewnienia kompatybilności między systemami różnych dostawców może komplikować proces wdrożenia. Zarządzanie zmianą organizacyjną wymaga zaangażowania kierownictwa i pracowników na wszystkich poziomach. Jednak dostępność wykwalifikowanych specjalistów w dziedzinie technologii Industry 4.0 ogranicza tempo transformacji cyfrowej w przemyśle. Dlatego warto stawiać na rozwiązania, które ułatwiają codzienną pracę – tym właśnie jest TOMAI Factory System.