7 hlavních trendů digitalizace průmyslu a řízení výroby na rok 2021

22.12.2020

7 hlavních trendů v řízení výrobě a v digitalizaci průmyslu na rok 2021

Strategické inovace, konsolidace výrobních procesů a adaptace provozních modelů a postupů na nový standard po pandemii – to jsou klíčové priority na rok 2021.

Rok 2020 se nesl ve znamení globální pandemie, která zásadně ovlivnila větší část hospodářského sektoru a způsobu fungování výrobních podniků, provozů a továren. Průmyslová odvětví a dodavatelské řetězce musely neprodleně reagovat na krizovou situaci, nejistotu a výzvy, které s sebou pandemie přinesla.

 
 

Nicméně, koronakrize zásadně nezměnila původní trajektorii vývoje trendů ve výrobních podnicích a organizacích, očekávanou na začátku roku 2020. I radikálnější změny rozvracející ustálené konvence v dosavadním způsobu práce – jako masivní přesun zaměstnanců na vzdálenou práci či větší podíl migrace služeb do cloudu – přispěly ke globálnímu urychlení digitální transformace.

Digitální iniciativy v podnicích s implementací nových technologií se již před koronakrizí osvědčily jako nástroje a strategie k zajištění udržitelnosti provozních procesů.

Trendy předchozích období zůstávají nadále aktuální, mění se priority jejich nasazování. Nicméně tempo implementace pokročilých technologií a škálování digitálních řešení se zrychluje. Výrobní a zpracovatelské organizace a jejich provozy, jakož i jednotlivá průmyslová odvětví, se budou rychleji přesouvat ke konceptu inteligentního podniku („smart factory“). Některé průzkumy zjistily, že koronakrize posunula digitalizaci vpřed o 3–5 let a v případě digitálních produktů až o 7 let.

Výrobní podniky musely přistoupit také k dočasným řešením a nouzovým opatřením, aby zajistily kontinuitu svých provozů. A mohly tak čelit novým výzvám bez zdlouhavých výrobních odstávek. Nezanedbatelným zjištěním pro mnohé podniky a organizace během krizového období se stal fakt, že své procesy a postupy dokážou inovovat rychleji a pohotověji, než se původně domnívaly. Tento poznatek vedl ke strategickým změnám v krátkodobých a střednědobých plánech vývoje digitalizace a investičních plánů.

Rozvojové plány zaměřené na digitální technologie a vnitropodnikové digitální iniciativy se staly organickou součástí podnikové strategie. Revize a nové nastavení priorit se stává směrodatné nejen pro překonání krize, ale také pro adaptaci na nový standard v post-pandemickém světě. Již teď je zcela jasné, že výrobní podniky a průmyslové organizace budou ještě digitálnější než před koronakrizí.

POST-pandemickÁ ADAPTACE

„44% podniků potvrdilo, že změna obchodního modelu představuje hlavní výzvu pro období po pandemii.“

Rok 2021 bude v ideálním případě rokem rekonvalescence. Po ukončení nouzových režimů se bude očekávat, že podniky a organizace budou již mít za sebou větší část prací na sanaci škod, zastabilizování kritických bodů a částečné zvrácení negativního dopadu pandemie. Nadcházející období obnovy však nebude restartem do výchozí situace roku 2019 a do před-pandemického nastavení procesů. Rok 2021 bude rokem zlomu a adaptace na „nový normál“ – nové standardy a modely fungování.

Cesta k ekonomické rehabilitaci (a také prosperitě) výrobních organizací a průmyslových podniků povede přes četné vnitropodnikové a korporační iniciativy digitalizace. Postupné nasazování pokročilých digitálních technologií do běžných procesů ve výrobních halách nebo na výrobních linkách se dostane mezi priority.

Z průzkumů vyplynulo, že největší změny, které podniky zavedly z důvodu minimalizování negativního dopadu koronakrize, se ve velké míře stanou součástí také běžného fungování. Mezi těmito opatřeními „nového normálu“ se nachází především finalizace přechodu na ustálený režim práce z domova a formalizace způsobů vzdálené spolupráce mezi kolegy a partnerskými společnostmi.

POKRAČOVÁNÍ DATOVÉ exploze A škálování podnikových IoT

„Menší podniky od 51 do 200 zaměstnanců dokázaly zavádět rychleji datová řešení v reakci na koronakrizi. Až 68 % malých podniků využívá datovou analytiku v provozních činnostech, 56 % ve financích, 50 % v prodeji a 45 % v produktu.“ 

Výrobní provozy, zpracovatelské činnosti, jakož i montážní procesy nelze efektivně řídit bez přístupu ke správným a včasným datům. To platí dvojnásob při krizovém řízení. Některé podniky právě během koronakrize zjistily, že nedisponují dostatečnými a relevantními údaji.

Následkem toho se nedokázaly správně, kvalifikovaně a především rychle rozhodovat pod tlakem nejisté a proměnlivé nouzové situace. I proto nestíhaly dostatečně pohotově stabilizovat negativní dopady krizového stavu. Výrobní podniky s dostatečným přístupem k datům v reálném čase mohly neprodleně zareagovat změnou plánování výrobních změn vzhledem na dostupnost zaměstnanců a materiálu.

Správné údaje a datová transparentnost ve výrobních procesech jsou klíčové při efektivním plánování a flexibilním rozvrhování práce. Obzvláště při zvýšeném tempu změn odběratelských požadavků nebo zákaznických priorit. Rozšíření počtu senzorů a zapojení jednotlivých výrobních pracovišť a zařízení do vnitropodnikového internetu věcí (IoT) umožní organizaci podrobně sledovat vývoj výrobních zadání v reálném čase. Kromě získání komplexního přehledu o probíhajících procesech v provozu se mohou data využít pro prognostické modely a projekce.

Rozšíření rámce shromažďovaných údajů zároveň umožní podniku efektivněji pracovat s obchodními daty. Výsledkem je i rozšíření tzv. byznys inteligence (Business Intelligence), která pomůže s urychlením kvalifikovaného rozhodování i během kritického období nebo nečekaných situací.

Stoupající objem sbíraných a analyzovaných dat povede k rozšiřování podnikové sítě internetu věcí IoT (průmyslového internetu věcí, IIoT). Měření zařízení a nástrojů [OEE] a propojování výrobních pracovišť s podnikovými zdroji v rámci provozu, jakož i mimo něj, se již stávají běžnou praxí. K propojení podniku a automatizovanému řízení procesů budou napomáhat především řešení inteligentního průmyslu a kyber-fyzikální platformy Smart Industry.

Nárůst dostupných a analyzovaných dat a škálování průmyslového IoT vytváří předpoklady k rozšíření optimalizačního potenciálu výroby a zásobování podniku. Konkrétně pro:

  • rozšíření celkové kapacity produktivity během pracovních směn,
  • zvýšení propustnosti na výrobních pracovištích a montážních linkách,
  • a zkracování výrobních cyklů.

Naplnění tohoto potenciálu vyžaduje implementaci pokročilých technologií, především digitálních dvojčat, které jsou již součástí moderních systémů a platforem Smart Industry.

Dostupnost dat, přechod ke cloudovým aplikacím a komplexnější IT infrastruktura usnadňují nasazování řešení inteligentního průmyslu spolu s implementací a škálováním řídicích Smart Industry systémů. To se zároveň projevuje i na snižování vstupní investice do digitálních dvojčat a na jejich rychlejším nasazování do řízení podnikových procesů.

MIGRACE DO cloudové IT INFRASTRUKTURY

„70 % společností bude do roku 2022 integrovat cloud management nasazováním sjednocených multi-cloudových technologií, řídících nástrojů a procesů.“ 

Implementace rozšířených digitálních technologií do výrobních operací a škálování vnitropodnikové sítě průmyslového internetu věcí (IIoT) budou stupňovat nároky na udržitelnost digitálních procesů. Vize inteligentního výrobního podniku („smart factory“) se bude stále častěji realizovat využíváním cloudových služeb a „cloud-ready“ aplikacemi.

Právě koronakrize přispěla k migrační vlně do cloudu a tato tendence bude pokračovat i do pokovidového normálu. Cloud bude navíc hrát v nadcházejícím období významnou roli také v rámci celopodnikové IT architektury.

Nejen výrobní provozy budou postupně transformovat své IT sítě a přecházet na cloud-centrickou infrastrukturu, kterou navíc urychlí pátá generace mobilních sítí (5G). S tím se bude zároveň zvyšovat využívání hybridních cloudů – kombinace infrastruktury umístěné v podniku, v privátních cloudových službách a ve veřejném cloudu.

IDC předpokládá, že až 80 % podniků začne nasazovat mechanismy za účelem přechodu na cloud-centrickou digitální infrastrukturu do roku 2021. Tato změna přispěje k rozšíření adaptability a ke zlepšení flexibility digitální infrastruktury. Zároveň vytvoří podmínky pro urychlení:

  • automatizace IT,
  • provozních postupů,
  • a obchodních operací.

Transformace IT struktury průmyslových podniků, velké objemy dat a komplexní IoT síť budou také vyžadovat další investice do kybernetické bezpečnosti. A to především v oblastech:

  • bezpečnosti průmyslové automatizace,
  • řízení identit a přístupů v organizaci,
  • a připravenosti na intenzivnější kybernetické útoky.

Podle průzkumů až 55 % společností již plánuje zvyšovat investice do kybernetické bezpečnosti v roce 2021.

prediktivní údržba

„85 % společností je přesvědčených, že prediktivní analytika v údržbě je rozhodující pro dosažení provozní dokonalosti [operational excellence].“

Výrobní stroje a zařízení připojená do podnikového internetu věcí (IoT) mohou být monitorovány v reálném čase. Výrobní data umožňují podnikům neprodleně získávat podrobné analýzy výkonu a detailní OEE [Overall Equipment Effectiveness]. Dostupnost těchto dat a analýz urychluje generační posun při řízení údržby. Průmyslové podniky začnou postupně přecházet ze systému preventivní údržby na systém prediktivní údržby. Nová generace správy a péče o výrobní zařízení a přístroje umožňuje využívat individuální strategie údržby [SAM, Strategic Asset Management].

Díky tomu mohou podniky přesně projektovat zásahy na zařízeních, plánovat odstávky strojů, a tím snižovat frekvence odstávek, resp. jich plánovat mimo výrobních cyklů. Mezi další přínosy patří:

  • předcházení neplánovaným výpadkům nebo poruchám,
  • prodlužování životnosti výrobních technologií, 
  • eliminace vzniku odpadu,
  • a celková optimalizace provozních nákladů.

Vyspělejší řídicí Smart Industry systémy již disponují moduly prediktivní údržby nebo mohou být o tuto funkcionalitu rozšířené.

HYBRIDNÍ PRACOVIŠTĚ A INTELIGENTNÍ TECHNOLOGIE

„69 % pracovních pozic ve výrobním průmyslu vyžaduje nějaký druh digitálních kompetencí.“ 

Jednou z nejradikálnějších změn způsobu práce se v roce 2020 stal masivní odliv zaměstnanců na práci z domova (tzv. home office) a využívání vzdálených forem spolupráce. Podle průzkumu Gartner až 88 % organizací umožnilo zaměstnancům pracovat z domova během první vlny koronaviru a až 97 % společností zrušilo pracovní cesty. Tento nový standard práce se stane normou i v post-pandemickém světě včetně zaměstnanců ve výrobních provozech.

Využití nástrojů virtuální kooperace napříč organizačními strukturami a odděleními podniku bude stoupat. Zároveň se zvýší i frekvence nasazování nástrojů umělé inteligence (AI). Některé průzkumy odhadují, že v nadcházejícím období až 35 % organizací zintenzivní míru implementace AI na pracovištích v rámci práce „on-site“ a „online“.

Výrobní provozy a pracoviště se nestanou jen dějištěm technologické transformace, ale také socio-kulturní změny. Umělá inteligence a strojové učení dají vzniknout hybridním pracovištím využívajícím prostředky rozšířené inteligence – kombinace lidských a strojních kognitivních schopností. Se zrychlujícím se tempem nasazování digitálních nástrojů si budou muset zaměstnanci rozšiřovat také digitální dovednosti a kompetence, aby se mohli na nové provozní procesy adaptovat.

Podle studií může ve výrobních provozech a ve zpracovatelském průmyslu mezi lety 2018 až 2028 zůstat až 2,4 milionu neobsazených pozic v důsledku chybějících nebo neadekvátních dovedností. Zároveň jak budou exponenciální technologie transformovat způsob práce a řízení provozů, podniky budou muset zabezpečit soustavný rozvoj digitální kvalifikace svých zaměstnanců.

Zároveň budou dynamicky vznikat i nové, dosud neexistující pracovní pozice, které se již bez pokročilých digitálních kompetencí neobejdou. Mezi budoucími profesemi sa mohou objevit například inženýr digitálních dvojčat, správce podnikové IoT sítě, analytik prediktivního zásobování, provozní ředitel „smart factory“, správce flotily skladových nebo údržbárských dronů apod.

PŘECHOD NA PRUŽNÉ a odolnější PROVOZNÍ MODELY

„Více než 53 % výrobních firem očekává změny ve svých provozních postupech následkem pandemie onemocnění COVID-19“ 

Koronakrize způsobila na trzích rozvrat, který následně uvrhl podniky do stavu nepřetržitého krizového řízení. Nouzové řešení a opatření jsou součástí reaktivního managementu a po ukončení krize mají jenom omezenou životnost. Jelikož se nejčastěji připravují s ohledem na specifické parametry aktuální krize, nejsou účinně využitelné při dalších krizových situacích.

V nadcházejícím období lze očekávat častěji otřesy a turbulentnější změny na trzích, které budou mít různorodou povahu, tedy od geopolitických událostí přes ekonomické konflikty až po klimatické změny s málo předvídatelnými následky.

Podniky nedokážou připravit krizové scénáře na všechny alternativy. Je náročné prognózovat každý typ mimořádné události a segmenty, které zasáhnou, a podle toho namodelovat adekvátní opatření. Řešením, jak lze zajistit kontinuitu a udržitelnost výrobních procesů je přechod na agilní podnikové provozní strategie.

Zvýšení pružnosti postupů vede k rozšíření odolnosti výrobních a průmyslových procesů vůči výpadkům a krizím. Díky tomu se budou moci podniky dynamicky přizpůsobovat novým situacím a podmínkám na trzích a adekvátně adaptovat provozní operace a procesy.

Míra elasticity a přizpůsobivost podniků na změny je závislá na míře digitalizace. Pokročilá digitalizace umožňuje podniku rychlou konsolidaci provozních operací, což vede ke zvýšení konkurenční výhody nejen během mimořádných situací, ale i za běžného provozu. Organizace budou schopny adaptovat se na zlomové změny, a tak rychleji reagovat na nově vznikající obchodní podmínky a příležitosti. A zároveň si také upevní výrobní a zásobovací nepřetržitost ve svých provozech.

Výrobní podniky a organizace ve zpracovatelském průmyslu již začaly s přechodem na pružnější provozní strategie. Nejčastěji jsou to menší řešení zaměřená na jednu oblast nebo konkrétní funkcionalitu. Například řízení lidských zdrojů na výrobních pracovištích nebo dynamické postupy zásobování výrobních linek, které se však nevztahují na širší rámec potřebných činností.

Podniky se budou muset začít pohotověji přesouvat z pilotních projektů k systematičtějšímu škálování digitálních řešení a inteligentní automatizace napříč podnikovými strukturami. I z toho důvodu by si měly začít osvojovat kromě principů štíhlé výroby také holistický přístup k digitální transformaci.

Holistický přístup v případě výrobních a průmyslových podniků znamená především:

  • standardizaci výrobních operací a digitalizaci jejich řízení například prostřednictvím modulů MOM/MES Smart Industry systémů,
  • založení rozhodovacích procesů na přesných datech získávaných v reálném čase,
  • implementování digitálních dvojčat,
  • a integraci dodavatelského řetězce a materiálového toku s výrobními pracovišti nebo linkami.

Mezi postupy zvyšujícími odolnost a flexibilitu výrobních procesů patří i snižování času na tzv. přestavbu strojů [changeover], která přispěje k:

  • rozšíření propustnosti,
  • redukci manuálních zásahů,
  • a zlepšení parametrů OEE.

Následkem těchto modifikací výrobní strategie bude moci podnik produkovat menší šarže variabilních (a kustomizovaných) výrobků, přičemž bude schopen dynamičtěji reagovat na změny v odběratelském či spotřebitelském chování.

Zároveň technologie umělé inteligence a strojového učení nebudou implementovány pouze se záměrem zlepšování výkonnosti výrobních linek. Tyto technologie se budou zavádět i do nevýrobních procesů jako například řízení kontroly kvality nebo řízení energií na výrobních linkách a také v jednotlivých provozech.

Novou normu agilních provozních procesů, a v konečném důsledku i smart procesů, si v současnosti nejrychleji osvojují především podniky v automobilovém, potravinářském a farmaceutickém průmyslu.

ROZŠIŘováNÍ distribuované výroby

Koncept distribuované výroby se formoval již v předchozích obdobích a postupně se stává vyhledávanější alternativou pro nově vznikající výrobní provozy. Distribuovaná (decentralizovaná) výroba získává vzrůstající relevanciI i k současné decelaraci globalizace a s ní spojeným nastupujícím trendem regionalizace v důsledku koronakrize.

Výše uvedené trendy na rok 2021 budou vytvářet podmínky pro etablování modelu distribuované výroby, a to především:

  • zvýšením transparentnosti v provozních a podnikových procesech,
  • agilnější IT infrastrukturu založenou na hybridních cloudech,
  • usnadnění vzdálené spolupráce zaměstnanců v podniku i mimo něj,
  • organické a přímější propojení dodavatelského řetězce s výrobními pracovišti,
  • a stoupající inteligentní automatizací výrobně-zásobovacích a údržbářských postupů.

Model distribuované výroby jako forma lokalizované produkce počítá s agilními výrobními procesy, které zároveň umožňují vyrábět sériově kustomizované produkty podle preferencí jednotlivých zákazníků. Účelem distribuované výroby je geograficky umisťovat menší výrobny, optimalizované montážní dílny a provozy finalizace výroby co nejblíže k odběratelům a zákazníkům, a tím získat možnost expedovat výrobky distribučním modelem „přímo spotřebitelům“ (D2C, direct-to-consumer).

Tento způsob distribuce by měl v nadcházejícím období nadále růst. V roce 2021 se očekává až 19,2% rozšíření, přičemž následky koronakrize mohou tuto tendenci ještě zvýšit. I z těchto důvodů může být právě koncept distribuované výroby v blízké budoucnosti vyhledávanou možností také pro výrobní start-upy.

Smart Industry newsletter

Případové studie, novinky a zajímavosti z digitální revoluce v průmyslu přímo do vaší schránky.


Odesláním souhlasíte se zpracováním osobních údajů společností ANASOFT APR, spol. s r.o. za účelem zasílání newsletteru a informací souvisejících s našimi službami a produkty. Máte právo proti tomuto zpracování namítat na mailové adrese gdpr@anasoft.com nebo na korespondenční adrese společnosti. Víc informací: Ochrana osobních údajů.
 

MOHLO BY VÁS TAKÉ ZAJÍMAT

Digitalizace a inteligentní automatizace v době korony

Pandemie viru COVID-19 zastavila celý svět. Koronakrize má ale opačný účinek na digitalizaci a inteligentní automatizaci, jelikož právě nové technologie poskytují řešení pro krizové situace, jakož i pro svět po pandemii.

Anatomie inteligentního průmyslu: AIoT a autonomizace

Internetem se revoluce v průmyslu a logistice neskončila. Nové technologie jako digitální dvojčata a umělá inteligence mění výrobní postupy a principy což vede k transformaci na dynamické a autonomní řízení výrobních a zásobovacích procesů. Distribuovaná produkce, inteligentní automatizace a dynamická škálovatelnost jsou klíčové vlastnosti výrobních podniků nastupující dekády.

Digitální dvojče: Inteligentní podnik a smart výroba

Mezi technologie s narůstajícím významem pro výrobní podniky v éře kyber-průmyslu a inteligentní logistiky patří i technologie digitálního dvojčete. Spolu s Internetem věcí (IoT), velkými daty (Big Data) a strojovou inteligencí se technologie digitálního dvojčete dostala do základního inventáře Průmyslu 4.0 a inteligentního řízení procesů v podniku.