Tak zwane „inteligentne fabryki” to jeden z najważniejszych elementów „czwartej rewolucji przemysłowej”, która według specjalistów właśnie się rozpoczęła. Jaki jest potencjał stale podpiętych do globalnej sieci, zautomatyzowanych fabryk i w którą stronę będą się one rozwijać? Eksperci z zakresu automatyki i robotyki podkreślają, że technologia niesie ze sobą nieograniczone możliwości, ale główną rolę w tym systemie – wciąż odgrywać będzie człowiek.
„Inteligentne fabryki” to obok „Internetu Rzeczy”, pozwalającego na globalny dostęp do danych oraz maszyn, najważniejszy element czwartej rewolucji przemysłowej, która według specjalistów właśnie trwa. Zgodnie z ideą smart factory – dzięki nowoczesnym technologiom, konsumenci w przyszłości otrzymywać mają produkty odpowiadające ich indywidualnym oczekiwaniom, bez drastycznego wzrostu kosztów wytwarzania.
– Autonomizacja w nowoczesnych zakładach obejmie procesy produkcyjne, wliczając w to organizację produkcji oraz reakcję na zmiany zapotrzebowania rynku na produkt o konkretnych parametrach. Procesy komunikacji z klientami, wykorzystanie cloud computingu (pol. chmura obliczeniowa) do składowania i obróbki danych, automatyczny transport wewnętrzny materiałów, przetwarzanie materiałów na liniach produkcyjnych, komunikacja między maszynami i produktami, robotyzacja procesów oraz zastosowanie technologii druku 3D np. do uzupełniania magazynu części zamiennych – to niektóre z konkretnych pomysłów. Większość z nich jest właśnie dopracowywana przez przedsiębiorstwa technologiczne na całym świecie – podkreśla Stefan Życzkowski, prezes firmy ASTOR zajmującej się automatyką i robotyką.
Konkretne, światowe przykłady pokazują również, że rozwój automatyzacji oraz robotyzacji przemysłu nie zagraża rynkowi pracy tak, jak początkowo przewidywano. Część osób wykonujących zadania proste, powtarzalne i narażające na szkodliwe czynniki, rzeczywiście może zostać zastąpiona na swoich stanowiskach pracy przez roboty. Inni mogą z kolei stanąć w obliczu konieczności poszerzania kwalifikacji (aby nadal pracować w przemyśle) lub przekwalifikowania (na stanowiska, na których stosowanie maszyn jest niemożliwe lub nieopłacalne). Pomimo tego, wzrost automatyzacji przemysłu w ramach niemieckiego programu Industry 4.0 przełożył się wręcz na obniżenie bezrobocia. To jeden z wielu przykładów pokazujących, że automatyzacja wpływa pozytywnie na rozwój społeczeństwa. Nowoczesne fabryki nadal potrzebują ludzi, m.in. inżynierów, odpowiednio wyedukowanych zarządzających, informatyków, specjalistów ds. bezpieczeństwa czy pracowników służb utrzymania ruchu.
Inteligentna fabryka przyszłości, to przecież zakład przemysłowy w największy dostępny sposób dostosowany do potrzeb człowieka. Ma on wiec być przede wszystkim wyposażony w nowoczesne systemy wytwarzania: elastyczne i umożliwiające różnorodną, spersonalizowaną produkcję dla klienta. Ułatwią to m.in. rozwiązania z zakresu zdalnej wizualizacji i monitoringu przebiegu produkcji (MES). Taka fabryka z pewnością wykorzystywać musi możliwości chmury danych, a więc struktur obliczeniowych i dysków sieciowych pozwalających na zarządzanie danymi w każdym miejscu i o każdej porze. To one umożliwiają składowanie i przetwarzanie danych w ramach bezpiecznych serwerów w chmurze, wirtualizację, a także funkcjonowanie systemów analitycznych i kalkulacyjnych. Jedną z podstawowych operacji podejmowanych przez taką inteligentną fabrykę jest odpowiednia analiza danych z produkcji. Przebiegać ona powinna w czasie rzeczywistym, opierać się na zaawansowanych algorytmach decyzyjnych i umożliwiać efektywną prezentację informacji.
Linie przemysłowe inteligentnej fabryki wyposażone mają być w zaawansowaną technologię, m.in. inteligentne czujniki, tworzące wielkie, bezprzewodowe sieci, zintegrowane z maszynami i transferujące dane, a także systemy cyber-fizyczne, wspierające utrzymanie ruchu i mobilne interfejsy. Efektownym, ale przede wszystkim funkcjonalnym elementem takiego zakładu przemysłowego, są również autonomiczne pojazdy, czyli mobilne roboty kołowe stosowane m.in. do celów transportu obiektów w obrębie zakładu. Roboty pojawiają się także w smart fabryce jako elastyczne, zrobotyzowane gniazda produkcyjne: nowoczesne systemy wytwarzania kooperujące z ludźmi i wykazujące się rozszerzoną inteligencją.
Efektem działania inteligentnej fabryki są inteligentne produkty, a więc takie wyposażone w układy do monitorowania własnego stanu oraz interakcji z otoczeniem. Te wytwory mogą przechowywać informacje i przekazywać dane dotyczące swoich parametrów i bieżącego stanu. Większość związanych z nimi procesów produkcyjnych odbywa się za pomocą nowoczesnych materiałów: nanomateriałów, materiałów inteligentnych, które wspomaga zintegrowana, obliczeniowa inżynieria materiałowa. Produkcję uzupełnia wytwarzanie addytywne – technologie drukowania 3D i szybkiego prototypowania, pozwalające m.in. na szybkie generowanie części zamiennych. W strukturze inteligentnej fabryki, w obliczu zastosowanych w niej, nowoczesnych technologii, powinno się wreszcie znaleźć także miejsce na odpowiednie środki cyberbezpieczeństwa, zabezpieczające przed atakami cyber-przestępców, m.in. poprzez kodowanie danych.