Čo môže Priemysel 4.0 priniesť priemyslu v Českých krajinách?

  • 30.01.2018
  • Výrobky z plastov a gumy podľa priemyslu
Čo môže Priemysel 4.0 priniesť priemyslu v Českých krajinách?

Priemysel 4.0 je aktuálna téma súčasnosti. V Nemecku prebieha celoštátna iniciatíva Industrie 4.0, v USA vzniklo konzorcium Industrial Internet založené na priemyselných podnikoch a hovorí sa o Brilliant factory ako koncepte budúcej podoby továrne. V Českej republike vznikla vládou iniciovaná a podporovaná iniciatíva Priemysel 4.0.

Očekává se velký pozitivní vliv na ekonomiku zemí EU, USA aj., i když na diskusních fórech jako třeba iEconomia.cz nejsou jen kladná očekávání. Kladná očekávání jsou spojena s předpokládaným růstem produktivity práce a zlepšení podmínek pro práci, varovná očekávání jsou spojena s předpokládaným dopadem na zaměstnanost daný zvláště robotizací a automatizací. Proto vzhledem ke změně stylu práce a zaměstnání vliv může být velký. Diskutuje se i vliv nově nastupující generace K po generaci milenia. Mluví se o čtvrté průmyslové revoluci a označení 4.0 se dává téměř ke všemu.

Tento příspěvek se snaží rozebrat podstatu jevu Průmysl 4.0, zdůraznit větší rozsah a dopad změn, které zřejmě přinese, a na nich nastínit možné dopady v oboru formy a plasty v České republice.


Podstata Průmyslu 4.0

Podstata Průmyslu 4.0 není průmysl. To je velmi troufalá formulace. Podstata Průmyslu 4.0 jsou nové modely podnikání pomocí internetu. Podstata Průmyslu 4.0 je změna způsobu získávání lidského živobytí s internetem. Jde o nové způsoby podnikání v nejširším slova smyslu.

Nejde tedy jen o vlastnictví firmy, ale i o zaměstnání ve firmě. Vždy jde o nový způsob vydělávání si na živobytí novými možnostmi danými internetem. příkladem může být rozdíl mezi dřívějším vlastnictvím hotelu a dnešním možná výnosnějším vlastnictvím webového portálu Bookings.com. Živobytí je buď podnikání nebo zaměstnání, tedy způsob, jak se uživit.

Většina lidského živobytí je založena na průmyslu, proto se celá změna nazývá Průmysl 4.0, ale mohlo by být Živobytí 4.0. Pro aplikaci Průmyslu 4.0 podnikání však musí přinášet zisk. V tomto smyslu je důležité zkoumání vhodných podnikatelských modelů. Co je na trhu lepší podnikání? Lepší je sjednávat, organizovat než vykonávat. Podstata Průmyslu 4.0 není jen informatická změna, ale i vývoj fyzických procesů. Vlastně Průmysl 4.0 je mechatronika s internetovou komunikací.

Internet nám mění život. Nemáme však teorii této změny. Máme příklady těchto změn. Ty jsou obsaženy právě v nových nebo modifikovaných podnikatelských modelech.


Komponenty Průmyslu 4.0

U Průmyslu 4.0 se uvádí jako nový technický prvek jen internet. Čtvrtá průmyslová revoluce však vzniká z více nových komponent, které samy o sobě a ve vzájemné synergii přinášejí podstatné změny do podnikatelských modelů a způsobů obstarávání si živobytí. Jde o

  • Inteligentní komponenty = mechatronika
  • Komunikace stroj-stroj
  • Internet věcí
  • Big – smart data, samoučení
  • Pokročilá robotika
  • Rozšířená realita

Jde zřejmě o zvýšení míry automatizace podnikatelských a výrobních procesů. Inteligentní komponenty na bázi mechatronického konceptu po posílení autonomních komunikačních schopností skutečně umožňují, že komponenty mají vlastní autonomní fungování. Komponenta zasazená do stroje je schopná zjistit, do jakého stroje byla zasazena a přizpůsobit se jeho vlastnostem. Právě k tomu je třeba komunikace stroj-stroj. Ta je možná buď přímo nebo přes internet věcí.

Obecnější součásti čtvrté průmyslové revoluce je větší uplatnění postupů umělé inteligence ve výrobcích. Komunikace je jednou z takových oblastí.

Internet věcí se uvádí jako hlavní součást čtvrté průmyslové revoluce. Základní myšlenkou je vytvářet digitální (virtuální) dvojčata materiálních objektů tak, že dvojče je identifikováno IP adresou a uloženo někde na internetu v cloudovém serveru. Digitální dvojče umožňuje mít o materiálním objektu více informací, než vznikne z jeho lokálního fungování.

Důsledkem shromažďování informací v digitálním dvojčeti je vznik velkého množství dat (big data) o daném výrobku a problém, jak je efektivně zpracovat do rozhodovacích pravidel (smart data) dokonce odvozených umělou inteligencí (samoučení).

Dalším aspektem čtvrté průmyslové revoluce je zvýšení úrovně automatizace. To je založeno na pokročilé robotice, která předpokládá spolupráci s lidmi. Její součástí je rozšířená realita určená pro zlepšení schopností lidí v této spolupráci.

Tyto komponenty se však převážně týkají výroby v rámci Průmyslu 4.0. Koncept Průmyslu 4.0 ve smyslu čtvrté průmyslové revoluce je ale širší.


Podnikatelské modely

V úvodu bylo popsáno, že podstatou Průmyslu 4.0 je změna postupů podnikání, živobytí. Proto je důležité zkoumat podnikatelské modely. Popis podnikatelského modelu představuje odpovědi na čtyři otázky:

  • Zákazník – kdo je cílový zákazník?
  • Nabídka – co zákazníkovi nabízíme?
  • Hodnotový řetězec – jaké plnění dáváme?
  • Zisk – jak je dosažena hodnota?

Rozvoj podnikatelských modelů můžeme třídit podle několika hledisek:

  • Inovace převzatými podnikatelských modelů z jiných oborů
  • Změna stávajících podnikatelských modelů z daného oboru
  • Nově vytvořené podnikatelské modely dosud neužité

Valášek, M., Fakulta strojní ČVUT v Praze 
  

Podnikatelské modely dále seřadíme podle posloupnosti životního cyklu výrobku. První fází je průzkum trhu a návrhová specifikace výrobku. Průzkum trhu je spojen s hledáním a identifikací nového zákazníka. Na to navazuje druhá a třetí fáze konceptuální a detailní návrh. Zde jde o naplnění požadavků zákazníka vhodným návrhem, který může být individualizován. Pak probíhá čtvrtá a pátá
fáze představovaná přípravou výroby a vlastní výrobou.

Zde je soustředěno mnoho podnětů Průmyslu 4.0. Další šestá fáze je užití a údržba výrobku. Opět mnoho podnětů pro postupy Průmyslu 4.0. Poslední sedmá fáze je konec a recyklace výrobku. Náměty na specifické postupy Průmyslu 4.0 můžeme v této posloupnosti životního cyklu výrobku seřadit takto:

  • Nalezení zákazníka po internetu.
  • Individualizovaný návrh výrobku při jeho výrobě za ceny hromadné výroby
  • Objednání kapacit na internetu (výroba bez ověření technologie)
  • Prodej služeb s výrobkem místo prodeje výrobků
  • Nalezení kapacitních služeb (např. parkování, trasy, dopravy přes internet, energetických kapacit, výrobních kapacit)
  • Výrobní linka pro mnoho výrobků bez předchozího plánu a ověření
  • Mezioperační data výrobků na internetu/cloudu
  • Automatizace výroby a minimalizace závad
  • Nastavení parametrů výrobku po internetu
  • Samonastavení parametrů výrobku komunikací s okolím
  • Servisní prohlídky zařízení po internetu s prediktivní údržbou
  • Získání znalostí o vlastnostech výrobku a způsobech jeho užívání po internetu
  • Úspory energie vypínáním spotřebičů a zapínáním zdrojů
  • Určení zbytkové životnosti komponent
  • Třídění komponent při recyklaci

Každý z těchto námětů využívá jednu, ale většinou více komponent čtvrté průmyslové revoluce z kapitoly 3. Pro uplatnění těchto námětů je třeba výzkum a vývoje jednak v oblasti podnikatelských modelů uplatnění Průmyslu 4.0 a jednak v oblasti technických prostředků pro uplatnění Průmyslu 4.0.
Většinou se popisuje a zdůrazňuje jen výzkum a vývoj technických prostředků pro jeden zvolený podnikatelský model, obvykle výroby.

Důsledky, které lze od aplikace postupů Průmyslu 4.0 očekávat, jsou jen částečně známy, protože jen část těchto postupů byla opravdu prakticky dopracována a vyzkoušena.

Pro výrobu a údržbu se uvádí individualizovaný návrh výrobku a jeho výroba za ceny hromadné výroby, snížení ekonomicky rentabilní výrobní dávky, snížení objemu skladů dané poptávkou a dodávkou po internetu, snížení energetické náročnosti výroby, zvýšení spolehlivosti výroby, snížení kapacit a nákladů na údržbu a zvýšení funkčnosti a spolehlivosti výrobků, snížení výrobních nákladů pomocí přesné výroby z nepřesných komponent, snížení počtu zaměstnanců automatizací výroby.

Jiné důsledky jsou celospolečenské právě dané očekávaným poklesem zaměstnanosti. Lze očekávat změnu lidského podnikání a zaměstnání, změnu struktury lidských profesí – zánik a vznik profesí, ale i snížení materiálové a energetické náročnosti společnosti. Právě změna povolání může nabýt větších a rychlejších rozměrů než předchozí změny v minulých průmyslových revolucích.


Možné scénáře pro formy a plasty

Pro výrobu a užití výrobků z plastů, které předchází výroba formy, lze ze shora uvedených možných aplikací postupů Průmyslu 4.0 uvažovat zejména následující. Východiskem je firma, která prodává výrobu výrobků z plastů buď na základě konstrukčního výkresu výsledného výrobku nebo na základě dodané formy a popisu technologie výroby.

Firma může na internetu nabízet své kapacity konstrukce, výroby a užití formy pro poptávaný výrobek nebo své kapacity vstřikovacích zařízení pro dodané formy. Součástí této nabídky mohou být znalosti o podmínkách a úskalích výroby součástí z plastu shromažďované skrze digitální dvojčata proběhlých zakázek.

Výroba formy může být urychlena díky komplexní simulaci její výroby (forma-technologie výroby-stroj) před vlastní fyzickou výrobou. Má-li forma více komponent, pak jejich výroba může být urychlena na výrobní lince, kde součásti samy hledají a identifikují své výrobní stroje pomocí na sobě připevněného kódu vedoucí v kloudu k jeho digitálnímu dvojčeti. Při znovuobnovení výroby výrobků z plastů je možné užít znalostí z digitálních dvojčat dříve vyráběných výrobků. Samozřejmě možným příznivým vlivem je automatizace a robotizace výroby a uchování znalostí z automatizované mezioperační kontroly.

Pokud jsou výrobky z plastu vybaveny identifikujícím kódem, lze o jejich užívání shromažďovat informace.

Tyto informace lze užít jak pro jejich údržbu s prediktivní údržbou, byť užitou jen pro jejich výměnu při předpovědi selhání, tak i pro shromáždění znalostí o jejich vlastnostech a způsobech jejich užívání, které lze užít pro zlepšený návrh jejich nástupců.


Závěr

Pohled FS ČVUT na Průmysl 4.0 je založen na realistickém podnikatelském modelu pro Průmysl 4.0 zdůrazňující hledání podnikatelských modelů přinášejících zisk.

Jak je obecně zdůrazňováno, je klíčovým bodem uplatnění postupů Průmyslu 4.0 v průmyslu a společnosti vzdělávání. FS ČVUT proto akreditovala a zahájila výuku Průmyslu 4.0. Dále podala projekt na přípravu testebedu na ČVUT pro reálné průmyslové experimenty. Jejich cílem je dovyvinout a vyzkoušet nové modely podnikání v průmyslu včetně technických prostředků pro uplatnění Průmyslu 4.0.

Přesto je pohled FS ČVUT takový, že Průmysl 4.0 je hlubší změna, než se zdá. Proto s Průmyslem 4.0 v ČR musíme začít hned, přičemž Průmysl 4.0 je pro ČR větší příležitost, než se zdá. Proto otevřeme fantazii a kreativitu.

 

Tuto problematiku rozebíral prof. M.Valašek na semináři Formy a Plasty Brno 2017, pořádaném firmou SVOBODA:


  • autor:
  • Valášek, M., Fakulta strojní ČVUT v Praze


Mohlo by vás tiež zaujímať


  • Fatra sa nebojí spolupráce so školami. Pracujú na podlahovinách, ktoré zabránia šíreniu mikróbov

    Fatra sa nebojí spolupráce so školami. Pracujú na podlahovinách, ktoré zabránia šíreniu mikróbov

    • 03.01.2018

    Ako prepojiť firmy so školami? Jednoducho - vďaka Technologickej agentúre ČR a jej Centra kompetencie, ktoré ponúka systém spolupráce súkromného a verejného sektora. Do tohto programu sa prihlásila aj spoločnosť Fatra spoločne s Univerzitou Tomáša Baťu v Zlíne, respektíve jej novým Centrom...

  • Solárny katamaran Solliner - nekonečný dojazd za slnečného dňa

    Solárny katamaran Solliner - nekonečný dojazd za slnečného dňa

    • 14.12.2017

    Ekologický solárny katamaran Solliner bol uvedený na trh v októbri 2014 a odvtedy absolvoval viac ako 1000 hodín plavieb, a prekonal vzdialenosť viac než 8000 km. Dnes sa plaví na jazerách, riekach a otvorených vodách všade po svete. Prináša vysokú kvalitu prevedenia so stovkami hodín...

  • Nové farby OnColor Brilliant Metallic od značky PolyOne

    Nové farby OnColor Brilliant Metallic od značky PolyOne

    • 04.12.2017

    Horúce farebné odtiene z rady OnColor Brilliant Metallic od značky PolyOne - špička v oblasti živých farieb a odrazivosti. Značka PolyOne uviedla na trh lesklé metalické farbivá OnColor Brilliant Metallic Colorants, vďaka ktorým možno konečne dosiahnuť efekt nahrádzajúceho lak, a zaistiť tak...


  • SPIROL Rolované pružné kolíky ISO8748, 8750, 8751 a ich typické použitie

    SPIROL Rolované pružné kolíky ISO8748, 8750, 8751 a ich typické použitie

    • 26.10.2017

    SPIROL vynašiel rolované pružné kolíky a ich výrobu pred viac ako 60 rokmi. Od tej doby sa tento druh kolíka veľmi osvedčil v mnohých rôznych odvetviach a ukázalo sa, že ide o najuniverzálnejší pružný kolík na trhu. Spirol rolované kolíky nie sú len spojovacím materiálom, ale aj pružným členom...

  • HACO SLOVAKIA, s.r.o. predstavuje nový moderný ventilačný systém

    HACO SLOVAKIA, s.r.o. predstavuje nový moderný ventilačný systém

    • 19.09.2017

    Spoločnosť HACO, s.r.o. vyrába od roku 1994 kvalitné výrobky na odvetrávanie bytov a domov, ktoré sú medzinárodne uznávané. Výlučným distribútorom týchto výrobkov na slovenskom trhu je dcérska spoločnosť HACO SLOVAKIA, s.r.o., ktorá predstavuje sortiment moderného ventilačného...

  • Spoločnosť SYMtech s.r.o. ponúka najlepší spôsob boja s koróziou – PTFE výstelkovanie

    Spoločnosť SYMtech s.r.o. ponúka najlepší spôsob boja s koróziou – PTFE výstelkovanie

    • 02.08.2017

    Technológia výstelkovania teflónmi rieši problém korózie potrubia a je vhodná najmä v chemickom a farmaceutickom priemysle pre agresívne média, resp. agresívne prevádzkové podmienky do teploty cca. 260°C, kde iné materiály korodovali a ich životnosť bola veľmi krátka. Rúry, tvarovky či nádoby...