6 digitálnych trendov vo výrobe a kyber-automatizácii na rok 2022

15.07.2022

6 digitálnych trendov vo výrobe a kyber-automatizácii na rok 2022

Ako čipová kríza, meškajúce dodávky materiálov, lockdowny a chronicky nedostatok kvalifikovaných zamestnancov formujú súčasné trendy vo výrobe a priemysle?

Rok 2021 vošiel do dejín ako ďalšie turbulentné a disruptívne obdobie. Výkyvy a nestálosť výrazne ovplyvňovali práve výrobné podniky. Rok 2022 mal byť obdobím rehabilitácie po intenzívnych a vyčerpávajúcich dvoch kovidových rokoch. Avšak ten sa opäť zmenil na ďalší zápas o udržateľnosť prevádzkových procesov. Čipová kríza, oneskorené dodávky materiálov, lockdowny a chýbajúci personál prispievajú k zložitým okolnostiam pre funkčné a efektívne riadenie výroby.

Akékoľvek očakávania pozitívnych zmien v roku 2022 sa rozplynuli dňa 24. februára, kedy kovidovú realitu nahradila realita vojnová. Narušenie geopolitickej situácie, stúpajúce ceny energií a rastúca inflácia sa pridávajú do už tak dosť širokej palety výziev s akými sa podniky musia vyrovnávať.

V ére nikdy nekončiacich kríz, výpadkov a obštrukcií strácajú etablované procesy a štandardizované postupy nielen výkonnosť, ale aj relevantnosť. Globálna pandémia sa stala katalyzátorom digitalizácie desaťročia, prichádzajúce a pretrvávajúce krízy urýchľujú transformačné procesy podniku. Okrem výkonnosti a efektivity sa medzi kľúčové vlastnosti procesov dostali aj pružnosť, odolnosť a udržateľnosť.

Ako sa výrobné podniky môžu pripraviť na prevádzku v dobe permanentnej neistoty?

Okrem meniacich sa preferencií spotrebiteľov, či sezónnych trendov, vplýva na výrobné procesy čím ďalej tým viac nepredvídateľných alebo len málo predvídateľných faktorov a okolností. Na tie musia podniky navyše reagovať v relatívne krátkom čase. Výroba sa podobne ako všetci ostatní musela naučiť fungovať v dobe neistoty a veľmi prudkých zmien.

Avšak, na rozdiel od iných odvetví, výrobné procesy sa nedajú meniť zo dňa na deň, aby sa neustále prispôsobovali meniacim sa podmienkam na trhu. V dobách neistoty práve digitálne technológie pomáhajú zmierňovať a minimalizovať negatívne dopady ako aj škody. Pri správnom nastavení prevádzkového modelu podniku, dokážu tieto technológie predchádzať aj významnejším negatívnym vplyvom. A to predovšetkým vďaka správnej stratégii udržateľnosti. 

Nasledovné technologické trendy naznačujú, ako sa bude odvíjať blízka budúcnosť výrobných podnikov a ich prevádzkové procesy vzhľadom na neustále sa meniace normy a okolnosti.

Dátami riadený procesný manažment

„60% povolaní by mohlo automatizovať až 30% svojich pracovných úloh“ (zdroj: McKinsey)

Presné a aktuálne dáta sú v súčasnosti nevyhnutné nielen pre správne plánovanie, ale predovšetkým pre bezchybné a včasné riadenie výrobných a zásobovacích procesov. Dvojnásobne to platí pre kritické a krízové momenty, kedy je nutné v relatívne krátkych intervaloch prichádzať s:

  • alternatívnymi riešeniami,
  • pohotovostnými plánmi,
  • alebo záložnými scenármi.

Nepretržitý monitoring a relevantné reporty sú nevyhnutné pre správne rozvrhovanie a včasnú synchronizáciu procesov vo výrobe. A to najmä počas turbulentných období a neustále sa meniacich trhových podmienok ako v domácom tak aj v medzinárodnom kontexte.

Zrýchľujúce sa informačné toky v podniku si vyžadujú rýchlejšie kvalifikované rozhodovanie. Aj preto je nevyhnutná lepšia dostupnosť a viditeľnosť podnikových dát kľúčových procesov. Dátová viditelnosť v súčasnom štádiu digitálnej transformácie predstavuje nevyhnutný štandard.

Dostupnosť senzorov a IoT riešení pre zber dát sa radikálne rozrástla, a tým rozšírila aj možnosti ich využitia. Obe technológie sú zvyčajne súčasťou moderných MES systémov alebo automatizačných MOM riešení. MES/MOM systémy umožňujú významne skvalitňovať business intelligence (BI) podniku.

Vzhľadom na množstvo rozhodnutí, ktoré zamestnanci musia v priebehu jednej zmeny vykonať, sa začína väčšina rutinného rozhodovania automatizovať inteligentnými riešeniami. Nakoľko rozširovanie optimalizácie podnikových procesov informačnými systémami si v súčasnosti vyžaduje dynamické riadenie v reálnom čase, predmetom automatizácie sa stávajú nielen rutinné, ale aj sofistikovanejšie rozhodovacie procesy.

Tento prístup preniká postupne do ďalších podnikových procesov a úrovní. Následkom toho sa dostáva do popredia čoraz viac koncept dátami riadeného procesného manažmentu („data-driven process management“). Tento koncept sa stáva významnou stratégiou predovšetkým pri budovaní dlhodobej udržateľnosti a flexibilnosti výrobných procesov. A zároveň predstavuje aj prechodné riešenie pre škálovaní automatizácie ďalších procesov nadväzujúcich na výrobu.

Dátami riadené výrobné procesy prinášajú benefity aj v prípadoch čiastočnej automatizácie. Okrem viditeľnosti prebiehajúcich procesov sú správne a presné dáta kľúčové pre zoštíhlenie (lean) výroby. Dátová transparentnosť umožňuje identifikovať:

  • procesy vhodné na zoštíhlenie,
  • úzke miesta v produkcii,
  • či pracovné postupy s minimálnou alebo žiadnou pridanou hodnotou.

V oboch prípadoch dochádza k znižovaniu prevádzkových nákladov a minimalizácii neplánovaných výdavkov pri poklesoch kvality vyrobených produktov alebo údržbe technologických zariadení.

Správne vyhodnotené dáta sa môžu použiť aj pre dátami orientovanú stratégiu procesnej optimalizácie. Vďaka podrobnému prehľadu fungovania výrobných procesov, môže podnik včas odhaľovať reálne kapacity výrobných zariadení a veľmi presne poznať obmedzenia podnikových technológií.

V podnikoch plánujúcich nasadiť pokročilé riešenia automatizácie sa tieto údaje navyše môžu využívať aj pre používanie strojového učenia. Zároveň poslúžia aj pre neurónové siete alebo iné typy AI nástrojov pri ďalších automatizačným iniciatívach alebo stratégiách. Tie je možné ďalej rozvíjať naprieč ostatnými oddeleniami alebo dodávateľským reťazcom podniku.

Udržateľnosť dodávateľského reťazca

„69% podnikov zažilo ťažkosti pri rýchlom škálovaní výroby a 68% malo problémy pro rekonfigurácii výrobných liniek“ (zdroj: Capgemini)

Aj keď už pandémia nespôsobuje natoľko radikálne výpadky dodávok materiálu v dodávateľskom reťazci ako spočiatku,

  • chýbajúce komponenty,
  • úzke hrdlá v globálnych dopravných uzloch,
  • nedostatok zamestnancov a štrajky, 
  • ako aj klimatické zmeny

budú mať naďalej významný negatívny dopad na medzinárodné zásobovanie. Preto sa výrobné a priemyselné podniky musia pripraviť na krízové scenáre. A to predovšetkým na meškajúci materiál pre diskrétnu výrobu alebo v horšom prípade na jeho dlhodobú nedostupnosť.

Podniky sa na destabilizáciu zásobovania okrem pohotovostného plánu môžu prichystať aj skladovou rezervou kľúčových materiálov. Prestojom z dôvodu meškajúceho materiálu môžu zároveň zabrániť diverzifikáciou dodávateľov a vytvorením zoznamu alternatívnych (alebo záložných) subdodávateľov. Ale aj dohodnutím dodatočných služieb pre prípad potreby.

Transparentnosť v zásobovacích procesoch dokáže tlmiť negatívne dopady výpadkov na výrobu a jej plánovanie. Zamedziť poklesu hladiny skladových zásob pod kritické množstvo sa dá automatizovaným riadením vnútropodnikového toku materiálu a prediktívnym rozvrhovaním zásob, komponentov a polotovarov.

Podniky pristupujú k strategickej koordinácii zásobovania s produkciou a integrácii ich riadenia v rámci digitálnej transformácie podniku a cieľa zoštíhľovať výrobné postupy. Prepojenie vnútropodnikovej logistiky (riadenie skladov, zásob a intralogistiky, či výrobnej logistiky) priamo s výrobnými pracoviskami prispieva k zlepšeniu flexibility v produkcii a skracovaniu reakčnej doby na neštandardné situácie. V prípade oznámenia meškajúcich komponentov môže podnik zmeniť výrobný plán. A to predovšetkým tak, aby nedošlo k nadmerným prestojom alebo neefektívnemu vyťažovaniu podnikových kapacít.

Agilným výrobným manažmentom je možné zabezpečiť nepretržitosť výroby vynechaním montáže chýbajúceho komponentu. Ten sa namontuje dodatočne po obnovení dodávok. Rovnako je možné uprednostniť výrobu produktov, ktorých sa nedostupný komponent netýka, a  výrobný plán upraviť priorizáciou výrobkov z dostupných dielov.

V týchto prípadoch pomáhajú MES systémy, ktoré urýchľujú alebo automaticky riadia úpravy výrobných plánov a následné rozvrhovanie pracovných zadaní vzhľadom na momentálnu dostupnosť materiálov. Tieto výrobné riadiace systémy dokážu navyše operatívne koordinovať jednotlivé výrobné postupy podľa ohlásených časových okien prichádzajúcich dodávok komponentov.

Transformácia Just-in-Time

„Výpadky v dodávateľskom reťazci stoja priemernú spoločnosť 45% ročného zisku v priebehu desiatich rokov“ (zdroj: McKinsey)

Pandémia a jej následky preverili medze Just-in-Time (JiT) zásobovania. Prílišné spoliehanie sa na JiT dodávky a nízke skladové zásoby držané v mieste výroby odkryli úskalia JiT logistiky. Výpadky dodávok materiálov sa podpísali nielen pod neplánované prestoje výroby, ale aj pod navýšenie prevádzkových nákladov. A to najmä pri zmenách výrobných plánov, či spomaľovaní výrobných taktov, ktoré viedli k oneskoreným dodacím lehotám.

Pandémia naštartovala aj prehodnocovanie efektivity zásobovacích metód. A zároveň motivovala podniky k posilňovaniu dodávateľských reťazcov.

Väčšiu potrebu zmeny nastavenia výrobnej logistiky a podnikového zásobovania vyvolávajú aj

  • rastúce nároky na pružnosť výroby,
  • optimalizácia výrobných časov,
  • ale aj stúpajúca variabilita výroby.

Moderné WMS systémy už v súčasnosti zabezpečujú vo výrobných prevádzkach dynamické riadenie zásob a medziskladov, ako aj dispečing komponentov na montážne linky. 

Aj keď metóda JiT dodávok nebude v blízkej budúcnosti tak skoro kompletne nahradená, výrobné podniky budú pokračovať v adaptácii dynamických zásobovacích modelov. Jedným z adeptov s veľkým potenciálom nahradiť časom JiT je práve model FMS - flexibilný výrobný systém (Flexible Manufacturing System).

FMS predstavuje výrobný koncept prispôsobený častým zmenám, plánovaným i neplánovaným, napríklad aj pri

  • narastajúcej rôznorodosti produktového portfólia,
  • čoraz častejšej personalizácii tovarov podľa zákazníckych zadaní,
  • alebo pri volatilných výrobných objemoch.

FMS prepája podnikové dáta a výrobné (a prepravné) zariadenia spôsobom, ktorý umožňuje automatizovať riadenie hlavných výrobných procesov a zásobovania. Samostatná časť FMS systému je dedikovaná riadeniu materiálového toku a automatizáciu skladovania a prepravy komponentov.

Rastúce požiadavky na flexibilnejšie vnútropodnikové zásobovanie vedú k častejšiemu prepájaniu logistických a výrobných riešení ako napríklad systémov MES a WMS. Pokročilé MES systémy disponujú riadiacimi modulmi zásobovania (riadenie objednávok, zásob a skladov), ktoré sú integrované s produkciou. Modulárnosť systémov MES navyše umožňuje aj integráciu logistických riešení, ktoré nemusia byť ich bežnou súčasťou, ako napríklad dynamický Milk Run.

D2C stratégie vo výrobe

„55% spotrebiteľov uprednostňuje nakupovať priamo od značiek ako kupovať ich produkty od maloobchodných predajcov“  (zdroj: Invesp)

Vzhľadom na meniace sa nároky trhov a potreby spotrebiteľov, logistika sa vo výrobných prevádzkach a priemyselných podnikoch stáva z roka na rok horúcejšou témou.

  • Zvyšovanie produktivity,
  • rozširujúca sa variabilnosť výrobkov a ich personalizácia,
  • ako aj diverzifikácia produktového portfólia

sa už neobídu bez flexibilnej logistiky.

Flexibilná logistika by mala na jednej strane včas a presne napĺňať požiadavky výroby a na strane druhej rešpektovať rôznorodé preferencie zákazníkov týkajúcich sa dodacích lehôt a spôsobov dodania. Aj preto sa výrobné procesy uberajú smerom k čoraz intenzívnejšiemu prepojeniu s riadením materiálového toku a ich vzájomnej automatizovanej koordinácii v kľúčových procesoch.

Zvýšiť efektívnosť dodávateľského reťazca môžu podniky jeho zoštíhlením a posilnením odolnosti voči výpadkom. Okrem toho môžu pristupovať aj k postupnému nasadzovaniu flexibilných výrobných konceptov a prepojeniu vnútropodnikovej logistiky s produkciou integráciou pokročilých WES a MES systémov.

Medzi ďalšie následky pandémie patrí aj otvorenie diskusie ohľadom rozšírenia distribučnej logistiky vo výrobných odvetviach. A nezostalo len pri diskutovaní. Viaceré podniky sa počas prvých vĺn pandémie rozhodli svojpomocne zastrešiť dodávanie tovarov priamo zákazníkom.

Štandardný model B2B, kedy výrobca dodával svoje produkty distribútorovi, či predajcovi sa tak rozšíril o ďalší kanál. Samotný výrobca môže mať kontakt s koncovými užívateľmi svojich produktov formou priamej distribúcie zákazníkovi - D2C (direct-to-consumer). Rozširovanie dodacích možností výrobcom pritom nadväzuje aj na trend diverzifikácie odberateľskej siete.

Ďalším z dôvodom prečo sa výrobné podniky začínajú intenzívnejšie zaoberať D2C logistikou je prechod na hybridný obchodno-distribučný model. Ten práve súvisí s vytvorením priameho kontaktu výrobcov s ich zákazníkmi. V ideálnom prípade majú z takéhoto nastavenia úžitok obe strany.

Pri D2C distribúcii môže výrobca svoje produkty predávať prostredníctvom vlastnej e-commerce platformy alebo cez zazmluvnených maloobchodných predajcov. V prípade hybridného obchodno-distribučného modelu sa môže predaj realizovať aj cez online trhoviská, kamenné obchody alebo pop-up predajne, alebo formou dropshippingu (fulfillmentová metóda, kedy predajca nedrží tovar vo vlastnom sklade, ale dodáva ho zákazníkom priamo od výrobcu).

Ak podnik plánuje pripojiť D2C kanál do svojho distribučného invetára, mal by už disponovať pokročilou formou riadenia materiálového toku. A to aj vrátane riadenia skladu hotových výrobkov a expedície objednávok

Dôvod, prečo sa o D2C stratégie začínajú čoraz častejšie zaujímať aj výrobárske firmy súvisí aj s momentálne dominantným dodávateľským trendom – omnikanálovou logistikou.

Zatiaľ čo doteraz bola omnikanálová logistika primárne doménou elektronického obchodu a implementujú ju predovšetkým e-shopy, meniacim sa návykom zákazníkov a obchodným konvenciám sa budú musieť prispôsobiť aj výrobné podniky. Omnikanálový predaj je odpoveďou na to, ako efektívne obsluhovať rôzne zákaznícke segmenty s odlišnými preferenciami na formu a miesto nákupu ako aj spôsoby dodania tovarov.

Hybridné výrobné prevádzky

„7 z 10 pracovníkov verí, že nasadenie automatizácie v ich podniku vytvorí pre nich lepšie príležitosti v podobe vyššie kvalifikovanej práce“ (zdroj: McKinsey)

Neprítomnosť na pracovisku sa počas pandémie nevyhla ani výrobným a priemyselným prevádzkam. Aj časť technického personálu pracovala dočasne z domu na „home office“. To znamená, že zamestnanci využívali vzdialený prístup pre výkon práce ako napríklad plánovanie a riadenie pracovných postupov. Práca cez vzdialený prístup sa častokrát týkala aj správy výrobných zariadení a technológií vrátane ich údržby.

Takéto, pôvodne núdzové riešenie, sa postupne začne stávať novou normou. Aj výrobné a montážne postupy sú súčasťou iniciatív a nových riešení digitálnej transformácie. Prechod na tento typ riešení si navyše začína vyžadovať aj momentálna situácia na pracovnom trhu.

Už takmer chronický nedostatok kvalifikovanej pracovnej sily v strojárstve a elektrotechnike núti zamestnávateľov riešiť otázku udržateľnosti prevádzky. Najčastejšie vstupuje do úvahy škálovanie automatizácie a vyhľadávanie riešení rozšírenej inteligencie.

Situácia je ešte vážnejšia aj vzhľadom na očakávanú generačnú zmenu zamestnancov. Veľkou výzvou je udržanie generácie mileniálov v priemysle, či pritiahnutie pracovníkov z najmladšej generácie (tzv. generácia Z) do tohto odvetvia.

Popri tom je cieľom podnikov identifikovať spôsoby ako zlepšovať výkonnosť výrobných procesov a  zvyšovať úroveň kvality produktov a služieb. S tým súvisí aj zavádzanie riešení, ktoré pomáhajú zamestnancom vykonávať svoje pracovné činnosti efektívnejšie a s vyššou pridanou hodnotou. Práca s digitálnymi technológiami sa preto stala bežnou súčasťou vo výrobnýchmontážnych prevádzkach.

Miera spolupráce zamestnancov s inteligentnými riešeniami ako strojové učenie, či iné AI nástroje bude ďalej narastať. Tento transformačný proces mení manuálne pracoviská na pracoviská hybridné. Na pracovných zadaniach tak pracujú ľudia za pomoci nástrojov umelej inteligencie a robotov.

Inovatívne digitálne riešenia však majú aj vedľajší efekt. Zvyšujú atraktivitu zamestnávateľa, čím prispievajú k znižovaniu fluktuácie. Inovatívne technológie nasadzované do výrobných procesov majú navyše potenciál prilákať aj nových zamestnancov.

Okrem implementácie nástrojov digitálnych technológií budú musieť podniky investovať aj do rozširovania vzdelania svojich zamestnancov pre prácu s nimi. Zamestnávatelia by mali motivovať svojich zamestnancov, aby ďalej rozvíjali svoje digitálne zručnosti.

Vďaka nim budú môcť efektívne narábať s možnosťami, ktoré digitálne technológie do výrobnych prevádzok prinášajú. A zamestnanci budú môcť zároveň prichádzať aj s vlastnými inovačnými podnetmi. Vzdelávanie a užšie prepojenie zamestnancov s technológiami sa stáva neodlúčiteľnou súčasťou podnikových stratégií. Predovšetkým v otázkach ako čeliť výzve rastúceho dopytu po tovaroch v dobách neustále sa prehlbujúceho nedostatku pracovnej sily.

Temné továrne

„Len 35% manuálnej práce budú vďaka pokročilej automatizácii do roku 2030 zaberať rutinné úkony“ (zdroj: World Economic Forum)

Temné („dark“) továrne nie je názov najnovšieho románu Stephena Kinga ani ďalší mysteriózny seriál na streamovacej platforme. Termín „dark“ továreň vznikol následkom rozširujúceho sa

  • škálovania automatizácie,
  • nasadzovanie ďalších inteligentných riešení,
  • ale aj práce vykonávaná cez vzdialený prístup a nie priamo v mieste výkonu výrobných zadaní.

Tento koncept odkazuje k plne automatizovanej továrni, kde sa nesvieti, keďže tam nie sú žiadny ľudskí pracovníci.

 „Dark“ továreň momentálne predstavuje hypotetický model autonómnej a samoregulovanej prevádzky bez ľudského zásahu alebo len s veľmi nízkou intervenciou zo strany personálu (napríklad v prípade údržbárskych prác). „Dark factory“ predstavuje ďalší evolučný stupeň inteligentného podniku (smart factory).

V tomto prípade sa pri úplnej automatizácii využívajú priemyselné roboty, AGV, AMR, technológia digitálnych dvojčiat a ďalšie automatizačné nástroje a vybavenie. Okrem štandardných prínosov automatizácie ako je

  • zvýšenie výkonnosti,
  • zlepšenie kvality,
  • efektívne využívanie podnikových zdrojov,
  • či zabezpečenie nepretržitej prevádzky

sa medzi výhody tohto konceptu zaraďuje optimalizácia spotreby energií a s tým súvisiace znižovanie uhlíkovej stopy.

Kompletný projekt „dark factory“ by bol v súčasnosti neefektívny vzhľadom na objem investície, aký by vyžadoval a jeho relatívne veľmi dlhú návratnosť. To však neznamená, že čiastkové „dark factory“ riešenia sú rovnako nerentabilné. Práve naopak, tzv. ostrovné „dark factory“ riešenia sa budú čoraz častejšie nasadzovať a nie nutne len z dôvodu nedostatku pracovných síl v priemysle.

Pre niektoré typy výrobných postupov sú práve tieto riešenia vhodnejšie ako ich konvenčné riadenie. Do skupiny najvhodnejších adeptov pre „dark factory“ riešenia sa zaraďujú predovšetkým odvetvia

  • výroby polovodičov,
  • farmaceutická výroba,
  • (petro)chemický priemysel,
  • a montáž elektroniky.

Viaceré podniky z už z týchto odvetví pristúpili k čiastočnému využívaniu tohto konceptu.

Smart Industry newsletter

Prípadové štúdie, novinky a zaujímavosti o digitálnej revolúcii v priemysle priamo do vašej schránky.


Odoslaním súhlasíte so spracovaním osobných údajov spoločnosťou ANASOFT APR, spol. s r.o. za účelom zasielania newslettera a informácií súvisiacich s našimi službami a produktami. Máte právo proti tomuto spracúvaniu namietať na mailovej adrese gdpr@anasoft.com alebo na korešpondenčnej adrese spoločnosti. Viac informácií: Ochrana osobných údajov.
 

Plánujete digitalizovať výrobnú prevádzku alebo automatizovať montážne procesy?

Poraďte sa s našimi odborníkmi

Digitálne inovácie výrobných postupov a prevádzkových modelov

Záznam webinára o trendoch adaptácie prevádzkových modelov výrobných podnikov pre post-pandemický svet.

5 logistických trendov, ktoré budú formovať zásobovanie v roku 2022

Logistické trendy v roku 2022 sú ovplyvnené dvoma vlnami pandémie z predchádzajúceho obdobia ako aj novými výzvami formujúcimi prostredie globálnych, ale aj lokálnych dodávateľských reťazcov.

Ako správne naštartovať digitálnu transformáciu podniku

Digitálna transformácia každého podniku je unikátna. Existujú však spoločné postupy, ktorými je možné efektívne, rýchlo a finančne nenáročne naštartovať digitalizáciu prevádzky, zvýšiť produktivitu podniku a urýchliť nábeh inteligentnej automatizácie.