IoT w przemyśle

IoT w przemyśle czyli automatyzacja i optymalizacja produkcji

Firmy z sektora przemysłowego i usługowego mają największy potencjał na generowanie zysków wynikających z zastosowania platform IoT.

Stefan Kaczmarek

 

Wielu uważa Internet Rzeczy za jedną z najbardziej znaczących innowacji technologicznych dla branży przemysłowej. Przemysłowy internet rzeczy, czyli IIoT (Industrial Internet of Things) – poprzez tworzenie nowych modeli biznesowych i wykorzystanie inteligentnych technologii wspierających innowacyjność – ma pozwolić firmom na zwiększanie produkcji i wzrost zysków. Wartość rynku IIoT do 2020 roku ma wzrosnąć do ponad 150 mld dolarów – jak szacują eksperci Markets & Markets.

Na całym świecie rośnie w przedsiębiorstwach świadomość tego, co może dać całej firmie jeden mały układ scalony wbudowany w urządzenie. Internet rzeczy jest coraz bardziej pożądany, ale istnieje potrzeba edukacji w zakresie wdrażania tych rozwiązań – jak wynika z przeprowadzonego przez Schneider Electric globalnego badania rynkowego IoT 2020, w którym udział wzięło ponad 2500 firm. Jego uczestnicy spodziewają się, że technologia IoT umożliwi dostęp do bieżących i przydatnych danych o lokalizacji oraz stanie produktów, co przyczyni się do usprawnienia łańcuchów dostaw, procesów produkcyjnych, umożliwi zminimalizowanie ryzyka i zredukowanie strat oraz pozwoli na optymalizację kosztów i procedur. Ma to pomóc w usprawnieniu działalności biznesowej i lepszym wykorzystaniu zasobów, jak również poprawić standard obsługi klienta.

70% kadry kierowniczej stwierdziło, że dostrzega wartość biznesową, jaką niesie ze sobą Internet Rzeczy. 63% ankietowanych planuje zastosować IoT w celu lepszej analizy zachowań klientów i podniesienia jakości usług. Według Schneider Electric, przyczyną takiego zainteresowania firm są spadające koszty sensorów, co umożliwia pogłębienie programów cyfryzacji i wykorzystanie potencjału technologii mobilnych.

W przemyśle nie brakuje przykładów zastosowań Internetu Rzeczy. Możemy wyróżnić dwa etapy osiągania korzyści: produkcyjny i postprodukcyjny. Pierwszy dotyczy w głównej mierze automatyzacji procesów wytwórczych. Dla przykładu łańcuch produkcyjny niemieckiej fabryki Siemensa w Amberg jest w 75% autonomiczny. Wytwarzane tam komponenty komunikują się samoczynnie z maszynami linii produkcyjnej. Te po zidentyfikowaniu produktu, na podstawie unikatowego kodu, podejmują następne kroki. Kompetencje pracowników w dużej mierze ograniczają się do nadzorowania zautomatyzowanych procesów. Podobnie jest w fabryce baterii General Electric, gdzie za pomocą ponad 10 tys. czujników dokonywane są pomiary temperatury, wilgotności, ciśnienia powierza i zbierania danych z maszyn produkcyjnych. Na podstawie zebranych danych inżynierowie dobierają optymalne parametry dotyczące procesów produkcyjnych.

Jeśli chodzi o etap postprodukcyjny, warto podać przykład producenta ciągników John Deere, który wyposażając swoje traktory w odpowiednie sensory analizujące warunki pogodowe i stan pola uprawnego, pomaga farmerom wydajniej wykonywać prace polowe. Z kolei Volvo CareTrack generuje szczegółowe raporty aktualnego zużycia podzespołów aut flotowych, znacznie ułatwiając menedżerom planowanie działań związanych z ich serwisowaniem.

Ewelina Hryszkiewicz, kierownik produktu w Atmanie

 

Wśród klientów przemysłowych dysponujących heterogeniczną infrastrukturą zauważamy wzrost zainteresowania platformami IoT. Platformy tego typu zdecydowanie przyspieszają i optymalizują koszty budowy rozwiązania, pozwalając na kontrolę infrastruktury oraz kosztów jej utrzymania, jak również zapewniając odpowiednią skalowalność. Przykładem takiego rozwiązania jest oferowana przez firmę Zebra Technologies platforma Zatar. Rozwiązanie opiera się na koncepcji Avatarów – urządzenia IoT otrzymują cyfrową reprezentację przypominające profile znane z serwisów społecznościowych. Na profilu są zgromadzone wszelkie dane zebrane przez podłączone urządzenia. Platforma potrafi komunikować się z rozwiązaniami różnych producentów, wykorzystując najpopularniejsze protokoły IoT oraz umożliwiając (dzięki specjalnemu programowi dla deweloperów) integrację urządzeń, które początkowo nie były dostosowane do powyższych standardów. Platforma umożliwia również komunikację dwukierunkową – zaawansowane rozwiązania IoT mogą nie tylko transmitować dane, ale także otrzymywać polecenia, informacje oraz potrzebne wsparcie.

Piotr Miszczak, Sales Engineer, Zebra Technologies

 

IoT jest w Polsce na razie technologią niszową

Sceptyczny wobec przyjmowania się koncepcji Internetu Rzeczy w krajowych realiach jest Adam Stańczyk, analityk biznesowy w BPSC SA: „IoT to ze wszech miar idea słuszna i potrzebna, rzeczywistość pokazuje jednak, że w Polsce jest to jeszcze technologia niszowa, zwłaszcza w obszarze biznesowym. Jeśli już jakieś rozwiązania się stosuje, to w podstawowym wymiarze. Wynika to z tego, że jest to nadal młode rozwiązanie, z którym rynek dopiero się oswaja. Widać to nawet w dużych firmach, w szczególności w zakładach produkcyjnych, gdzie mimo zrealizowanych w ostatnich latach inwestycji informatycznych, postępującej automatyzacji produkcji czy robotyzacji, maszyny praktycznie nie komunikują się z oprogramowaniem wspierającym zarządzanie. Dane z maszyn wciąż często wpisuje się do systemu ręcznie, bo producenci maszyn nie są skorzy do współpracy i integracji z zewnętrznymi systemami informatycznymi”.

Analityk BPSC zwraca jednocześnie uwagę, że niewielkie zainteresowanie IoT potwierdzają także deklaracje samych przedsiębiorców. W przemyśle zaledwie 8% firm deklaruje wykorzystanie IoT. To o tyle ciekawe, że dużo w ostatnim czasie mówi się o koncepcji przemysłu 4.0, czyli reindustrializacji Europy. Ma ona się dokonać dzięki modernizacji fabryk i wdrożeniu nowoczesnych technologii w zakresie analizy danych (Big Data), systemów zarządzania cyklem produktów czy popularyzacji robotów. Te rozwiązania nie są dla firm produkcyjnych niczym nowym, problemem jest jednak zapewnienie komunikacji między urządzeniami i maszynami. Dopiero dzięki niej możliwe będzie m.in. skrócenie czasu wprowadzania nowych produktów na rynek i obniżenie kosztów produkcji, co pozwoli zwiększyć konkurencyjność w stosunku do azjatyckich gospodarek. „Skoro branża produkcyjna, będąca dość naturalnym odbiorcą rozwiązań IoT, podchodzi do IoT z dystansem, to trudno się spodziewać, by inne sektory entuzjastycznie wprowadzały tę technologię”podsumowuje Adam Stańczyk.

Firmy nie dysponują dzisiaj tak potężnymi środkami unijnymi na informatyzację jak w latach ubiegłych. Skoro przedsiębiorstwa finansują inwestycje głównie z własnych środków, to potrzebują mocnego biznesowego uzasadnienia, że IoT przyniesie oczekiwany zwrot z inwestycji. Niestety, na polskim rynku takich doświadczeń brakuje, co z definicji podważa sukces wdrażania rozwiązań w zakresie Internetu Rzeczy.

Barierą w rozwoju IoT jest także niski stopień cyfryzacji, który utrudnia adaptację bardziej zaawansowanych rozwiązań. Informatyzacja przedsiębiorstw postępuje, jest to jednak na tyle powolny proces, że daleko nam nie tylko do europejskiej czołówki, ale także krajów o zbliżonym do Polski potencjale. Bardzo dobrze obrazuje stan rzeczy nasycenie rynku systemami ERP, uznawanymi za podstawowy element informatycznego ekosystemu. Z aplikacji wspierających zarządzanie korzystała w ubiegłym roku co piąta firma, co plasuje nas na jednym z ostatnich miejsc w Europie, a liczba firm pozbawionych dostępu do bardziej zaawansowanych narzędzi planowania produkcji,  takich jak: S&OP (Sales and Operations Planning), MPS (Master Production Scheduling) czy MRP (Material Requirements Planning) jest znacznie większa. Jeszcze gorzej wygląda sytuacja w przypadku rozwiązań klasy MES, które zbierają informacje online bezpośrednio ze stanowisk produkcyjnych i transferują je do biznesu. Reasumując: do wdrożenia IoT jeszcze daleka droga, najpierw firmy muszą nauczyć się korzystać z bardziej podstawowych i gwarantujących szybki zwrot z inwestycji rozwiązań.

Adam Stańczyk, analityk biznesowy w BPSC SA

 

Korzyści z zastosowania IoT

Wymierne korzyści z IoT będą odczuwalne dopiero wtedy, gdy czołowi dostawcy opracują aplikacje nowej generacji, które będą realizować konkretne potrzeby biznesowe. Pełne korzyści z Internetu Rzeczy zobaczymy, gdy ekosystem ten będzie działał, umożliwiając obsługę takich aplikacji i funkcjonalności, jak:

  • konserwacja zapobiegawcza (predictive maintenance),
  • zapobieganie stratom,
  • maksymalizacja wykorzystania zasobów,
  • monitorowanie poziomu zapasów,
  • planowanie procedur disaster and recovery,
  • minimalizacja przestojów,
  • optymalizacja wykorzystania energii,
  • poprawa wydajności pracy urządzeń,
  • zarządzanie wydajnością sieci,
  • maksymalne wykorzystywanie mocy obliczeniowej, infrastruktury i zasobów,
  • planowanie i dostosowywanie mocy produkcyjnych do aktualnych potrzeb,
  • prognozowanie popytu,
  • optymalizacja cenników,
  • zarządzanie wydajnością i optymalizacja wykorzystania urządzeń i sieci,
  • optymalizacja równoważenia obciążeń.

Efektywność operacyjna (100% wskazań) oraz redukcja kosztów (60%) to według ankietowanych przez Current Analysis najważniejsze czynniki stymulujące rozwój rynku IoT. W dalszej kolejności wymieniano zwiększanie przychodów z oferowanych produktów i usług (40%), lepszy wgląd w procesy podejmowania decyzji (20%) oraz zwiększanie przychodów z nowych produktów i usług (10%). O tych ostatnich wszyscy lubią mówić jako o prawdziwym motorze napędzającym rynek IoT, jednak w rzeczywistości nie są one tak istotne na tym etapie rozwoju. Tak naprawdę liczą się przede wszystkim oszczędności.

 

Jak wdrażać IoT?

„Rozwiązania z zakresu IoT to nowość dla wielu firm. Ich wdrażanie, zwłaszcza w przemyśle, wymaga stopniowych zmian polegających na zastępowaniu inwestycji w stare systemy na nowe, które prowadzą do głębokiej transformacji procesów biznesowych, przynosząc długofalowe efekty” – mówi Ireneusz Martyniuk, dyrektor Pionu Przemysłu w Schneider Electric Polska.

Przystępując do wdrażania IoT w firmie, ważne jest to, aby zacząć od małych pilotażowych projektów w konkretnych obszarach. Następnie należy dokonać oceny stopy ROI (zwrotu z inwestycji) przed zwiększeniem zasięgu projektu. W przypadku dużych firm produkcyjnych czy przemysłowych warto zainwestować również w podnoszenie efektywności energetycznej, co pozwoli na lepsze wykorzystanie zasobów energii. Jednym z najbardziej czasochłonnych elementów wdrażania może być integracja projektów dotyczących systemów monitoringu i zarządzania zasobami. Dzieje się tak, gdyż często firmy posługiwały się odrębnymi systemami. Ich integracja zajmuje czas, ale korzyści okażą się wymierne. Końcowym etapem jest wprowadzenie całościowego systemu kontroli zasobów opartego na dynamicznej sieci informatycznej.

 

Cele wdrażania IoT w przemyśle

Celem wdrażania rozwiązań IoT w przemyśle jest dostarczenie przedsiębiorstwu cyfrowej pętli zwrotnej (digital closed-loop), dającej informacje o jego procesach, operacjach i produktach. Chodzi o zbudowanie ich cyfrowych ekwiwalentów i konwergencję świata rzeczywistego z cyfrowym, wirtualnym – wyjaśnia Adam Gąsiorek, dyrektor operacyjny ds. rozwoju, Transition Technologies, w rozmowie z portalem gospodarczym WNP.pl.

Na początku musimy jednak wyjść od zbudowania mapy drogowej wartości (IoT Value Roadmap), czyli zdefiniowania obszarów, w których chcemy zbudować przewagę konkurencyjną. Czyli czy i kiedy chcemy podnieść wskaźniki efektywności, doskonałości operacyjnej (do jakich wartości? dlaczego właśnie tych?), czy wyróżnić nasz produkt/usługę na rynku (czym? w jaki sposób? dlaczego?). Dopiero wtedy możemy skupić się na tym, jak zrealizować monitorowanie produktów i procesów, ich kontrolę, optymalizację oraz zapewnić ich częściową lub pełną autonomię.

Rozwiązania IoT obejmą rozwój produktów, ich produkcję, obsługę oraz wsparcie eksploatacji i utrzymania – wylicza ekspert Transition Technologies. Dzięki tym dwóm ostatnim IoT otwiera także ogromne możliwości w kwestii lepszego zrozumienia wykorzystania produktów przez różne grupy klientów, a co za tym idzie, opracowania spersonalizowanej oferty i spersonalizowanych produktów, a nawet oferowania ich jako usługi, kiedy to końcowy użytkownik nie jest właścicielem fizycznego produktu, a kupuje jego funkcjonalność, usługi, które ten produkt dostarcza – wyjaśnia i przytacza przykład modelu power-by-the-hour oferowany przez GE czy Rolls-Royce, które nie sprzedają silników lotniczych, a godziny ich pracy.

5ways_iot