7 strategických trendů v digitalizaci a automatizaci výroby na 2024
29.12.2023
V současném průmyslovém prostředí je důležité pochopit, že trendy v oblasti výroby a automatizace jsou hnacími silami změn, které reagují na různé globální výzvy a technologický pokrok. Rozvoj a implementace pokročilých technologií jako jsou inteligentní autonomní agenti, autonomní mobilní roboti (AMR) a AI-řízené systémy kontroly kvality jsou příklady inovativních řešení, které reagují na potřebu vyšší efektivnosti, flexibilnější adaptaci na proměnlivé tržní požadavky a zvýšené udržitelnosti.
Tyto trendy odrážejí změny nejen v technologických aspektech výroby, ale také v socio-kulturních faktorech pracovního prostředí, jako je zvýšené využívání práce na dálku a potřeba digitálních dovedností mezi zaměstnanci. Výrobní podniky se musí přizpůsobit nejen rychle se měnícím technologickým trendům, ale také dynamickým změnám v pracovním prostředí a globálním kontextu. Tento posun vyžaduje holistický přístup k digitální transformaci, kde manažeři musí integrovat nové technologie se změnami v pracovních procesech a strategiích, podobně jako u trendů v logistice na rok 2024.
Celkově tyto trendy představují zásadní změnu v tom, jak výrobní podniky fungují, a vyžadují si od manažerů výroby nejen technické znalosti, ale také strategičtější a adaptivnější myšlení.
TREND Č.1: INTELIGENTNÍ AUTONOMNÍ AGENTI
Integrace inteligentních softwarových robotů do výrobních procesů
Inteligentní autonomní agenti, známí jako dynamická digitální dvojčata, se integrují do výrobních a provozních procesů. Digitální dvojčata jsou navržena tak, aby řídila a zefektivňovala výrobní a další přidružené procesy prostřednictvím pokročilých algoritmů umělé inteligence (AI). Jejich účelem je kontinuálně analyzovat výrobní data, provádět mnoho rozhodnutí v reálném čase a autonomně vykonávat přidělené úkoly ve výrobě za účelem optimalizace pracovních postupů.
Jak to funguje?
- Nepřetržitá analýza výrobních dat: Digitální dvojčata neustále shromažďují a analyzují data z výrobních procesů, včetně údajů o výkonu, kvalitě a využití provozních zdrojů.
- Autonomní rozhodování a vykonávání úkolů: Dvojčata využívají AI k rozhodování, identifikaci optimálních pracovních postupů a automatizovanému vykonávání úkolů, jako je úprava parametrů výroby podle aktuální nabídky a poptávky, masová personalizace produktů ve sériové výrobě nebo specifické požadavky na zásobování výrobních linek.
- Přizpůsobení se měnícím okolnostem v reálném čase: Digitální dvojčata dynamicky reagují na probíhající změny v provozním prostředí a v dodavatelském řetězci a upravují výrobní procesy podle aktuálních potřeb, priorit a okolností.
Jaké jsou praktické výhody?
- Zvýšení provozní efektivnosti: Nasazení autonomních softwarových botů do výroby zvyšuje produktivitu, snižuje chybovost a zlepšuje celkovou efektivnost výrobních procesů.
- Redukce výrobních chyb: Automatizace rozhodovacích procesů snižuje riziko chyb způsobených lidským faktorem nejen ve výrobních, ale iv přidružených procesech.
- Zvýšení výrobní agility: Digitální dvojčata umožňují rychlou adaptaci na dynamické změny, čímž rozšiřují flexibilitu provozu a schopnost rychle reagovat na tržní a zákaznické potřeby a preference.
- Optimalizace provozních nákladů: Efektivnější využívání podnikových zdrojů a optimalizace rozpočtu spojeného s výrobou a údržbou.
Digitální dvojčata jako autonomní informační agenti zvládají úlohy nezávisle a bez dohledu, reagují na změny v prostředí a autonomně rozhodují o výrobních postupech a operacích za účelem dosažení nejlepších výsledků. Digitální dvojčata jsou základní součástí moderních systémů Smart Industry vybavených adaptabilitou, škálovatelností, agilitou a různými kognitivními kompetencemi.
Díky decentralizované multiagentové technologii mohou tyto systémy efektivně řídit komplexní výrobní a logistické procesy, přizpůsobovat se rychle měnícím se podmínkám a umožňovat flexibilní řízení operací. Systémy s digitálními dvojčaty se stávají nezbytností pro dynamická a nepředvídatelná výrobní a logistická prostředí.
TREND Č. 2: INTEGRaCe AUTONoMNíCH MOBILNíCH ROBOTŮ (AMR) DO VÝROBY
Rozšíření flotily autonomních mobilních robotů ve výrobních provozech.
Intralogistika má důležité postavení ve výrobních provozech. Součástí zlepšování produktivity výrobních procesů a jejich flexibility bude rozšiřování využívání autonomních mobilních robotů (AMR) na výrobních linkách a v výrobní logistice. Tito roboti jsou navrženi na samostatnou přepravu materiálů a komponentů v rámci provozu i závodu.
Dokáží tak automatizovat a optimalizovat materiálový tok ve výrobě. AMR jsou schopné dynamicky manévrovat mezi skladem a výrobní linkou, přizpůsobovat se změnám výrobních linek a v procesech. Zároveň bezpečně fungují bok po boku s lidskými pracovníky, čím zvyšují produktivitu a snižují potřebu manuální práce.
Jak to funguje?
- Samostatná přeprava: AMR využívají pokročilou navigační technologii k autonomní přepravě materiálů a manipulaci s komponenty v provozu bez potřeby manuálních zásahů do procesů.
- Flexibilní adaptace na provoz: Přepravní roboti jsou vybaveni senzory a algoritmy, které jim umožňují identifikovat a reagovat na překážky, měnící se uspořádání provozu a jiné dynamické prvky prostředí nebo procesů.
- Spolupráce s pracovníky: AMR jsou navrženi tak, aby bezpečně spolupracovali s lidskými pracovníky, čím se zvyšuje bezpečnost, ergonomie a efektivita procesů na pracovišti.
Jaké jsou praktické výhody?
- Optimalizace materiálového toku: Zrychlení a přesnější přesun materiálů pomocí robotů znamená lepší organizaci práce, přesnější synchronizaci výrobních postupů a zkrácení výrobních cyklů.
- Redukce manuální práce: Automatizace přepravy materiálů snižuje potřebu manuálního zásahu při manipulaci s nimi. Zaměstnanci tak mají prostor soustředit se na složitější úkoly.
- Stoupající produktivita: Rychlý, přesný a bezchybný přesun materiálů roboty přispívá ke zlepšení celkové produktivity a efektivnějšímu využívání podnikových zdrojů.
- Flexibilita ve výrobních postupech: AMR dodávají vysokou míru flexibility provozu a výrobním procesům. Proto mohou být snadno přesunuty do jiných zón nebo k jiným pracovištím nebo dynamicky přerozděleny a nasazovány do procesů podle aktuálních potřeb výroby.
Integrace autonomních mobilních robotů (AMR) do výrobních procesů představuje významný pokrok v automatizaci a optimalizaci výroby. Kromě zvyšování flexibility výrobních linek umožňují také rychlou adaptaci na měnící se požadavky trhu a zlepšení pracovních podmínek zaměstnanců, protože AMR mohou vykonávat rutinní a opakující se úlohy za ně.
AMR využívají efektivně zdroje, optimalizují tok materiálů a snižují odpad, což má za následek úspory nákladů. Součástí těchto robotů jsou také pokročilé technologie jako algoritmy strojového učení a sofistikované senzory, které zvyšují produktivitu a bezpečnost interakce s lidskými pracovníky. Integrace AMR tak představuje klíčový krok nejen k zvýšení efektivity a produktivity, ale také k připravenosti na nadcházející technologické inovace v rámci konceptu Industry 4.0 nebo Smart Factory.
TREND Č. 3: KYBER-FYZIKÁLNí VÝROBNí SYSTÉMY
Implementace kyber-fyzikálních systémů (CPS) pro pokročilou automatizaci od analýzy dat až po autonomní řízení procesů.
Kyber-fyzikální systémy (CPS) jako řídící MES systémy umožňují propojit fyzické objekty provozu (podnikové zdroje) a tím pádem i výrobní operace s digitálními technologiemi.
CPS poskytují manažerům výroby možnost zvyšovat automatizaci, zlepšovat přesnost a konzistenci výrobních procesů a zároveň snižovat čas a náklady na výrobu. Kromě toho tyto systémy umožňují rychlou adaptaci na změny trhu a požadavky zákazníků, čím poskytují provozům strategickou výhodu v dynamickém průmyslovém prostředí.
Jak to funguje?
- Propojení fyzické a digitální výroby: CPS využívají senzory, snímače a IoT technologie k sběru a analýze dat z fyzického výrobního procesu, čím poskytují přesný přehled o stavu a výkonu výroby v reálném čase.
- Inteligentní řízení a automatizace: Tyto systémy využívají data k automatizaci rozhodování a procesů, což umožňuje výrobním linkám se přizpůsobovat změnám bez manuálních zásahů a nastavování.
- Autonomní výrobní prostředí: CPS umožňují výrobním linkám a pracovištím se dynamicky přizpůsobit na provozu měnícím se podmínkám a bezodkladně reagovat na neplánované události nebo neočekávané okolnosti, což vede k významnému zlepšení efektivnosti a flexibility procesů.
Jaké jsou praktické výhody?
- Zvýšení efektivnosti a flexibility výroby: Nasazení CPS do provozu umožňuje rychlejší a efektivnější reakci na změny v poptávce, výrobních podmínkách nebo makroekonomických okolnostech.
- Eliminace chybovosti a garance 100% kvality: Automatizace a inteligentní řízení procesů eliminuje riziko chyb a zabezpečuje konzistenci kvality výrobků a nulové procento odpadu.
- Optimalizace výrobních procesů: CPS umožňují podnikům efektivněji využívat všechny své zdroje a optimalizovat náklady díky efektivnějšímu řízení a provozu.
- Zlepšení bezpečnosti a ergonomie pracovišť: Inteligentní monitorování a řízení provozu významně zlepšuje bezpečnost pracovního prostředí a ergonomii pro zaměstnance.
Nasazení kyber-fyzikálních systémů představuje pro výrobní podniky kritické propojení mezi IT a výrobou, čím podniky výrazně posouvají hranice efektivnosti a inovací v průmyslu. Tyto systémy spojují pokročilé informační technologie s fyzickými výrobními operacemi, což umožňuje přesnou kontrolu a monitorování výrobních procesů v reálném čase.
Takovéto synergetické propojení zlepšuje automatizaci, zvyšuje kvalitu výroby a podporuje flexibilitu v reakci na měnící se tržní požadavky. Výsledkem je vytvoření inteligentních, samo-regulujících se výrobních prostředí, které jsou schopné rychle se adaptovat a transformovat.
TREND Č.4: AI-PODPOřeNá Řešení KONTROLY KVALITY
Nasazení řešení kontroly kvality řízených umělou inteligencí (AI), které automaticky identifikují chyby a odchylky v reálném čase.
Využití AI při řešeních kontroly kvality tvoří další část automatizace procesů ve výrobním podniku. Pokročilé algoritmy rozpoznávání obrazu a strojového učení neustále vyhodnocují a identifikují potenciální defekty a nesrovnalosti na výrobních linkách, pracovištích, polotovarech, komponentech a výrobcích. Tak se zabezpečuje dodržování nejvyšších standardů kvality, snižování míry vad v procesech.
Jak to funguje?
- Pokročilé rozpoznávání obrazu a analýza dat: Řešení využívají AI a strojové učení k analýze obrazových dat z výrobních linek a pracovišť, aby odhalovaly kvalitativní odchylky nebo defekty jako jsou trhliny, nesrovnalosti na povrchu, geometrické chyby a další anomálie.
- Automatická detekce a klasifikace chyb: AI řešení kontroly kvality dokážou automaticky identifikovat a klasifikovat typy chyb, čím umožňují rychlou a přesnou reakci na problémy s kvalitou.
- Nepřetržité monitorování a bezodkladný zásah: AI-řízená řešení kontinuálně monitorují výrobní procesy, linky a pracoviště a v případě odchylek posílají včasné varování, čímž snižují množství vad na výrobcích.
Jaké jsou praktické výhody?
- Zvýšení kvality a bezchybnosti výroby: Použitím AI na kontrolu kvality se zvyšuje přesnost a konzistence výrobních procesů.
- Snížení chybovosti a nákladů: Automatizace kontroly kvality minimalizuje riziko lidských chyb a snižuje náklady spojené s vadami, odpadem, opravami a náhradními díly.
- Zlepšení výrobních postupů: AI-řízená řešení kontroly kvality přinášejí podrobné přehledy o výrobních procesech. Tak umožňují identifikovat a řešit příčiny vznikajících chyb a eliminovat jejich opakování.
- Rychlá adaptace na změny ve výrobcích: Flexibilita AI řešení kontroly kvality umožňuje rychlou adaptaci na změny v designu nebo specifikacích výrobků bez potřeby rozsáhlého manuálního přestavování výrobních zařízení.
Zavádění AI-řízených řešení kontroly kvality přináší výrobním podnikům nové možnosti technologické přesnosti a procesní inovace. Tato evoluce kromě obohacování existujících výrobních postupů, otevírá také dveře k novým nástrojům v oblasti řízení a analýzy dat. Zefektivnění procesů díky AI, spolu se schopností této technologie adaptovat se na měnící se výrobní požadavky, umožňuje podnikům dosahovat bezprecedentní výsledků v garantce kvality.
TREND Č.5: DYNAMICKÁ PRACOVNÍ SÍLA
Digitální transformace lidských zdrojů ve výrobních procesech
Digitální transformace se i vzhledem k probíhajícím změnám vyplývajícím z rozšiřování AI dotýká i sociálních aspektů práce. Jde především o integraci vzdálených kolaborativních modelů a pokročilých aplikací umělé inteligence (AI) na provozech.
Tato synergie poskytuje výrobním manažerům nové možnosti pro efektivnější koordinaci a řízení procesů, a to i na dálku, přičemž zároveň využívají analýzu dat a automatizaci prostřednictvím AI řešení k optimalizaci výrobních operací. Takovéto propojení umožňuje podnikům lépe se přizpůsobovat rychle se měnícím tržním podmínkám a maximalizovat tak efektivitu svých výrobních strategií.
Jak to funguje?
- Hybridní pracoviště: Využití kombinace lidských a strojových kognitivních schopností, s důrazem na AI a strojové učení, umožňuje vytváření pracovních míst, kde se setkává lidská intuice a strojová přesnost.
- Rozšíření digitálních dovedností: Zaměstnanci musí adaptovat a rozšiřovat své digitální dovednosti, aby se vyrovnali s novými výzvami a příležitostmi, které přicházejí s digitalizací pracovních procesů.
- Virtuální a rozšířená pracovní prostředí: Implementace virtuálních a rozšířených realit na pracovištích, které umožňují zaměstnancům interagovat a spolupracovat v digitálním prostředí.
Jaké jsou praktické výhody?
- Flexibilnější provázkový strategie: Přijímání pružnějších operací a digitalizace pro zvýšení odolnosti a flexibilitu výrobních procesů.
- Nové pracovní pozice: Vznik nových, digitálně zaměřených pracovních pozic.i
- Zlepšená spolupráce a komunikace: Digitalizace umožňuje lepší spolupráci a komunikaci mezi různými odděleními a lokalitami, i v případě týmů z různých zemí.
Trend dynamického pracovního prostředí a transformace lidských zdrojůpředstavuje nejen technologický posun, ale také významnou změnu v kultuře a organizaci výrobního průmyslu. Tato změna je vedena primárně potřebou neustálé adaptace na rychle se měnící tržní podmínky, technologické inovace a rozvíjející se konkurenci. V důsledku toho je od podniků vyžadován přechod na flexibilnější a digitalizované pracovní postupy, které jsou základním předpokladem pro udržení a zvýšení konkurenční výhody.
TREND Č. 6: POKROČILÉ SYSTÉMY ENERGETICKÉHO MANAgeMENTU
Transformace na energeticky efektivní provoz prostřednictvím využití inteligentních systémů řízení energie
Aktuální trend v oblasti výrobního managementu se soustřeďuje na implementaci sofistikovaných systémů řízení spotřeby energie. Tyto systémy, navržené s důrazem na technologickou přesnost a efektivitu, mají za cíl nejen optimalizovat spotřebu energie v rámci požívání výrobních a montážních zařízení, ale také snižovat energetický odpad.
Klíčovým aspektem je také podpora využívání obnovitelných zdrojů energie, což umožňuje podnikům snižovat uhlíkovou stopu a zároveň zefektivnit energetické náklady. Tento přístup zahrnuje především pokročilé monitorování a analýzu energetického využití, které umožňuje podnikům efektivněji spravovat energetické zdroje a podporovat udržitelné výrobní strategie.
Jak to funguje?
- Monitorování a analýza spotřeby energie: Systémy neustále monitorují a analyzují spotřebu energie ve výrobním provozu, identifikují oblasti neefektivního využívání energie v případě konkrétních výrobních nebo přepravních zařízení.
- Automatizovaná optimalizace: Inteligentní algoritmy automaticky upravují nastavení výrobních zařízení a procesů pro snižování spotřeby energie bez negativního dopadu na produktivitu provozu.
- Integrace s obnovitelnými zdroji energie: Systémy mohou být integrovány s obnovitelnými zdroji, jako jsou solární panely, pro efektivnější využívání udržitelné energie.
Jaké jsou praktické výhody?
- Snížení nákladů na energii: Efektivnější řízení a využívání energie výrazně snižuje provozní náklady na energii.
- Snížení environmentálního zatížení: Optimalizace spotřeby energie a využívání obnovitelných zdrojů přispívá ke snižování emisí skleníkových plynů a zvyšuje udržitelnost výrobních operací.
- Zlepšení společenské odpovědnosti firmy: Implementace udržitelných postupů a zaměření se na obnovitelné zdroje energie zlepšuje veřejný obraz a společenskou odpovědnost podniku.
- Zvýšení efektivity a produktivity: Systémy řízení energie zlepšují celkovou efektivnost výrobních procesů, což zároveň vede k vyšší produktivitě.
Pokročilé systémy řízení energie jsou nedílnou součástí dosahování vyšší energetické efektivity a udržitelnosti v moderních výrobních podnicích. Tyto systémy využívají nejnovější technologie v oblasti analýzy a optimalizace spotřeby, tak umožňují podnikům nejen výrazně snižovat provozní náklady a emise, ale také jim dávají příležitost stát se lídry v inovacích a environmentální odpovědnosti. S jejich pomocí mohou výrobní společnosti efektivně integrovat udržitelné postupy do svých operací, čímž zvyšují svou tržní hodnotu a ukazují angažovanost v oblasti ekologické udržitelnosti.
TREND Č. 7: TECHNOLoGIE PRo ZVÝŠENí ODOLNOSTI DODaVATElSKÉHO řetězCe
Vývoj a implementace technologií k zajištění přesnosti, včasnosti a bezvadnosti toků dodavatelských řetězců
Geo-politické události a deglobalizační tendence se podepisují pod změny v dodavatelských řetězcích. I proto se podniky zaměřují na vývoj a implementaci technologií zaměřených na zvyšování jejich odolnosti a flexibility. Zahrnuje to například využívání prediktivní analytiky k efektivnímu řízení rizik, využití umělé inteligence (AI) pro sofistikované hodnocení a výběr dodavatelů pro zajištění vysoké míře transparentnosti a bezpečnosti v rámci celého dodavatelského řetězce.
Jak to funguje?
- Prediktivní analytika pro řízení rizik: Využití datových analytických nástrojů k identifikaci potenciálních rizik a slabých míst v dodavatelském řetězci, což umožňuje předcházet výpadkům a zpožděním.
- AI pro hodnocení dodavatelů: Použití AI pro automatizované hodnocení výkonu a spolehlivosti dodavatelů, čímž se zjednodušuje výběr a audit dodavatelů.
- Transparentnost a bezpečnost: Implementace digitálních technologií pro zajištění nezvratnosti a transparentnosti záznamů v celém dodavatelském řetězci, zlepšení sledovatelnosti produktů a zabezpečení proti podvodům.
Jaké jsou praktické výhody?
- Zvýšená odolnost a flexibilita: Technologie umožňují rychlejší a efektivnější reagování na výzvy a změny v dodavatelským řetězci.
- Zlepšení řízení rizik: Prediktivní analytika a AI pomáhají identifikovat a zvládat potenciální rizika předtím, než se stanou problémem.
- Zvýšení transparentnosti a důvěry: Zvýšení důvěry a transparentnosti v procesech dodavatelského řetězce, což je obzvlášť důležité v globálním obchodním prostředí.
- Optimalizace výběru dodavatelů: AI poskytuje podnikům nástroje na efektivnější hodnocení a výběr dodavatelů na základě výkonu, spolehlivosti a dalších kritérií.
Rozvoj a implementace pokročilých technologií zaměřených na posílení odolnosti dodavatelských řetězců jsou nezbytné pro zajištění jejich spolehlivosti v dynamickém a často i nepředvídatelném podnikatelském prostředí. Tyto inovace poskytují společnostem nástroje pro vylepšené řízení rizik a zvyšují transparentnost procesů. Díky tomu mohou podniky efektivněji spolupracovat s dodavateli.