7 strategických trendov v digitalizácii a automatizácii výroby na 2024

Tieto trendy odrážajú zmeny nielen v technologických aspektoch výroby, ale tiež v socio-kultúrnych faktoroch pracovného prostredia ako napríklad zvýšené využívanie práce na diaľku a potrebu digitálnych zručností medzi zamestnancami. Výrobné podniky sa musia prispôsobiť nielen rýchlo sa meniacim technologickým trendom, ale tiež dynamickým zmenám v pracovnom prostredí a globálnom kontexte. Tento posun vyžaduje holistický prístup k digitálnej transformácii, kde manažéri musia integrovať nové technológie so zmenami v pracovných procesoch a stratégiách podobne ako pri trendoch v logistike na 2024.

Celkovo, tieto trendy predstavujú zásadnú zmenu v tom, ako výrobné podniky fungujú a vyžadujú si od manažérov výroby nielen technické znalosti, ale aj strategickejšie a adaptívnejšie myslenie.

Trend č.1: Inteligentné autonómne agenty

Integrácia inteligentných softvérových botov do výrobných procesov

Inteligentné autonómne agenty, známe ako dynamické digitálne dvojčatá, sa integrujú do výrobných a prevádzkových procesov. Digitálne dvojčatá sú navrhnuté tak, aby riadili a zefektívňovali výrobné, a ďalšie pridružené, procesy prostredníctvom pokročilých algoritmov umelej inteligencie (AI). Ich účelom je kontinuálne analyzovať výrobné dáta, robiť množstvo rozhodnutí v reálnom čase a autonómne vykonávať pridelené úlohy vo výrobe s cieľom optimalizovať pracovné postupy.

Ako to funguje?

• Nepretržitá analýza výrobných dát: Digitálne dvojčatá neustále zhromažďujú a analyzujú dáta z výrobných procesov, vrátane údajov o výkone, kvalite a využití prevádzkových zdrojov.

• Autonómne rozhodovanie a vykonávanie úloh: Dvojčatá využívajú AI na rozhodovanie, identifikáciu optimálnych pracovných postupov a automatizované vykonávanie úloh ako napríklad úprava parametrov výroby podľa aktuálnej ponuky a dopytu, masovú personalizáciu produktov v sériovej výrobe alebo špecifické požiadavky na zásobovanie výrobných liniek.

• Prispôsobovanie s meniacim okolnostiam v reálnom čase: Digitálne dvojčatá dynamicky reagujú na prebiehajúce zmeny na prevádzke prostredí a v dodávateľskom reťazci a výrobné procesy upravujú podľa aktuálnych potrieb, priorít a okolností.

Aké sú praktické výhody?

• Zvýšenie prevádzkovej efektívnosti: Nasadenie autonómnych softvérových botov do výroby zvyšuje produktivitu, znižuje chybovosť a zlepšuje celkovú efektívnosť výrobných procesov.

• Redukcia výrobných chýb: Automatizácia rozhodovacích procesov znižuje riziko chýb spôsobených ľudským faktorom nielen vo výrobných, ale aj v pridružených procesoch.

• Zvýšenie výrobnej agility: Digitálne dvojčatá umožňujú rýchlu adaptácii na dynamické zmeny, čím rozširujú flexibilitu prevádzky a schopnosť rýchlo reagovať na trhové a zákaznícke potreby a preferencie.

• Optimalizácia prevádzkových nákladov: Efektívnejšie využívanie podnikových zdrojov a optimalizácia rozpočtu spojeného s výrobou a údržbou.

Digitálne dvojčatá ako autonómne informačné agenty zvládajú úlohy nezávisle a bez dohľadu, reagujú na zmeny v prostredí a autonómne rozhodujú o výrobných postupoch a operáciách za účelom dosiahnutia najlepších výsledkov​​. Digitálne dvojčatá sú základnou súčasťou moderných systémov Smart Industry vybavených adaptabilitou, škálovateľnosťou, agilitou a rôznymi kognitívnymi kompetenciami​

Vďaka decentralizovanej multiagentovej technológii môžu tieto systémy efektívne riadiť komplexné výrobné a logistické procesy, prispôsobovať sa rýchlo meniacim sa podmienkam a umožňovať flexibilné riadenie operácií. Systémy s digitálnymi dvojčatami sa stávajú nevyhnutnosťou pre dynamické a nepredvídateľné výrobné a logistické prostredia.

Trend č. 2: Integrácia Autonómnych Mobilných Robotov (AMR) Do výroby

Rozširovanie flotily autonómnych mobilných robotov vo výrobných prevádzkach

Intralogistika má dôležité postavenie vo výrobných prevádzkach. Súčasťou zlepšovania produktívnosti výrobných procesov a ich flexibility bude rozširovanie využívania autonómnych mobilných robotov (AMR) na výrobných linkách a vo výrobnej logistike. Tieto roboty sú navrhnuté na samostatné prepravovanie materiálov a komponentov v rámci prevádzky ako aj závodu.

Dokážu tak automatizovať a optimalizovať materiálový tok vo výrobe. AMR sú schopné dynamicky manévrovať medzi skladom a výrobnou linkou, prispôsobovať sa zmenám pri výrobných linkách a v procesoch. Zároveň bezpečne fungujú bok po boku s ľudskými pracovníkmi, čím zvyšujú produktivitu a znižujú potrebu manuálnej práce.

Ako to funguje?

• Samostatná preprava: AMR využívajú pokročilú navigačnú technológiu na autonómnu prepravu materiálov a manipuláciu s komponentami na prevádzke bez potreby manuálnych zásahov do procesov.

• Flexibilná adaptácia na prevádzku: Prepravné roboty sú vybavené senzormi a algoritmami, ktoré im umožňujú identifikovať a reagovať na prekážky, meniace sa usporiadanie prevádzky a iné dynamické prvky prostredia alebo procesov.

• Spolupráca s pracovníkmi: AMR sú navrhnuté tak, aby bezpečne spolupracovali s ľudskými pracovníkmi, čím sa zvyšuje bezpečnosť, ergonómia a efektívnosť procesov na pracovisku.

Aké sú praktické výhody?

• Optimalizácia materiálového toku: Zrýchlenie a spresnenie presunov materiálov vďaka robotom znamená lepšiu organizáciu práce, precíznejšiu synchronizáciu výrobných postupov a skracovanie výrobných cyklov.

• Redukcia manuálnej práce: Automatizácia prepravy materiálov znižuje potrebu manuálnych zásahov do presunov materiálov a manipulácie s nimi. Zamestnanci tak majú priestor sústrediť sa na komplexnejšie úlohy.

• Stúpajúca produktivita: Rýchla, presná a bezchybná preprava materiálov robotmi prispieva k zlepšeniu celkovej produktivity a efektívnejšiemu využívaniu podnikových zdrojov.

• Flexibilita vo výrobných postupoch: AMR dodávajú vysokú mieru flexibility prevádzke a výrobným procesom. Aj preto môžu byť ľahko presunuté do iných zón alebo k iných pracoviskám alebo dynamicky prerozdeľované a nasadzované do procesov podľa aktuálnych potrieb výroby.

Integrácia autonómnych mobilných robotov (AMR) do výrobných procesov predstavuje významný pokrok v automatizácii a optimalizácii výroby. Okrem toho, že zvyšujú flexibilitu výrobných liniek, umožňujú tiež rýchlu adaptáciu na meniace sa požiadavky trhu a zlepšenie pracovné podmienok zamestnancov, nakoľko AMR za nich môžu vykonávať rutinné a opakujúce sa úlohy.

AMR využívajú efektívne zdroje, optimalizujú tok materiálov a znižujú odpad, čo má za následok úspory nákladov. Súčasťou týchto robotov sú aj pokročilé technológie ako algoritmy strojového učenia a sofistikované senzory, ktoré zvyšujú produktivitu a bezpečnosť interakcie s ľudskými pracovníkmi. Integrácia AMR tak predstavuje kľúčový krok nielen k zvýšeniu efektívnosti a produktivity, ale aj k pripravenosti na prichádzajúce technologické inovácie v rámci konceptu Industry 4.0 alebo Smart Factory.

Trend č. 3: Kyber-fyzikálnE výrobné systémy

Implementácia kyber-fyzikálnych systémov (CPS) pre pokročilú automatizáciu od analýzy dát až po autonómne riadenie procesov

Kyber-fyzikálne systémov (CPS) ako riadiace MES systémy umožňujú prepájať fyzické objekty prevádzky (podnikové zdroje), a tým pádom aj výrobné operácie, s digitálnymi technológiami.

CPS poskytujú manažérom výroby možnosť zvyšovať automatizáciu, zlepšovať presnosť a konzistenciu výrobných procesov, a zároveň znižovať čas a náklady na výrobu. Okrem toho, tieto systémy umožňujú rýchlu adaptáciu na zmeny trhu a požiadavky zákazníkov, čím poskytujú prevádzkam strategickú výhodu v dynamickom priemyselnom prostredí.

Ako to funguje?

• Prepojenie fyzickej a digitálnej výroby: CPS využívajú senzory, snímače a IoT technológie na zber a analýzu dát z fyzického výrobného procesu, čím poskytujú presný prehľad o stave a výkone výroby v reálnom čase.

• Inteligentné riadenie a automatizácia: Tieto systémy využívajú dáta na automatizáciu rozhodovania a procesov, čo umožňuje výrobným linkám sa prispôsobovať zmenám bez manuálnych zásahov a nastavovaní.

• Autonómne výrobné prostredie: CPS umožňujú výrobným linkám a pracoviskám sa dynamicky prispôsobiť na prevádzke meniacim sa podmienkam a bezodkladne reagovať na neplánované udalosti alebo neočakávané okolnosti, čo vedie k významnému zlepšeniu efektívnosti a flexibility procesov.

Aké sú praktické výhody?

• Zvýšenie efektívnosti a flexibility výroby: Nasadenie CPS do prevádzky umožňuje rýchlejšiu a efektívnejšiu reakciu na zmeny v dopyte, výrobných podmienkach alebo makroekonomických okolnostiach.

• Eliminácia chybovosti a garancia 100% kvality: Automatizácia a inteligentné riadenie procesov eliminuje riziko chýb a zabezpečujú konzistenciu kvality výrobkov a nulové percento nepodarkov (scrap).

• Optimalizácia výrobných procesov: CPS umožňujú podnikom efektívnejšie využívať všetky svoje zdroje a optimalizovať náklady vďaka efektívnejšiemu riadeniu a prevádzke.

• Zlepšenie bezpečnosti a ergonómie pracovísk: Inteligentné monitorovanie a riadenie prevádzky významne zlepšuje bezpečnosť pracovného prostredia a ergonómiu pre zamestnancov.

Nasadenie kyber-fyzikálnych systémov predstavuje pre výrobné podniky kritické premostenie medzi IT a výrobou, čím podniky výrazne posúvajú hranice efektívnosti a inovácií v priemysle. Tieto systémy spájajú pokročilé informačné technológie s fyzickými výrobnými operáciami, čo umožňuje presnú kontrolu a monitorovanie výrobných procesov v reálnom čase.

Takéto synergetické prepojenie zlepšuje automatizáciu, zvyšuje kvalitu výroby a podporuje flexibilitu v reakcii na meniace sa trhové požiadavky. Výsledkom je vytvorenie inteligentných, samoriadiacich a samonastavujúcich sa výrobných prostredí, ktoré sú schopné rýchlej adaptácie a transformácie.

Trend č.4: AI-podporené riešenia kontroly kvality

Nasadenie riešení kontroly kvality riadených umelou inteligenciou (AI), ktoré automaticky identifikujú chyby a odchýlky v reálnom čase

Využitie AI pri riešeniach kontroly kvality tvorí ďalšiu súčasť automatizácie procesov vo výrobnom podniku. Pokročilé algoritmy rozpoznávania obrazu a strojového učenia neustále vyhodnocujú a identifikujú potenciálne defekty a nezrovnalosti na výrobných linkách, pracoviskách, polotovaroch, komponentov a výrobkoch. Tak sa zabezpečuje dodržiavanie najvyšších štandardov kvality, znižovanie miery nepodarkov v procesoch.

Ako to funguje?

• Pokročilé rozpoznávanie obrazu a analýza dát: Riešenia využívajú AI a strojové učenie na analýzu obrazových dát z výrobných liniek a pracovísk, aby odhaľovali kvalitatívne odchýlky alebo defekty ako sú trhliny, nezrovnalosti na povrchu, geometrické chyby a ďalšie anomálie.

• Automatická detekcia a klasifikácia chýb: AI riešenia kontroly kvality dokážu automaticky identifikovať a klasifikovať typy chýb, čím umožňujú rýchlu a presnú reakciu na problémy s kvalitou.

• Nepretržité monitorovanie a bezodkladný zásah: AI-riadené riešenia kontinuálne monitorujú výrobné procesy, linky a pracoviská a v prípade odchýlok posielajú včasné varovania, čím znižujú množstvo závad na výrobkoch.

Aké sú praktické výhody?

• Zvýšenie kvality a bezchybnosti výroby: Použitím AI na kontrolu kvality sa zvyšuje presnosť a konzistentnosť výrobných procesov.

• Zníženie chybovosti a nákladov: Automatizácia kontroly kvality minimalizuje riziko ľudských chýb a znižuje náklady spojené s nepodarkami, odpadom, opravami a náhradnými dielmi.

• Zlepšenie výrobných postupov: AI-riadené riešenia kontroly kvality prinášajú podrobné prehľady o výrobných procesoch. Tak umožňujú identifikovať a riešiť príčiny vznikajúcich chýb a eliminovať ich opakovanie.

• Rýchle adaptácie na zmeny vo výrobkoch: Flexibilita AI riešení kontroly kvality umožňuje rýchlu adaptáciu na zmeny v dizajne alebo špecifikáciách výrobkov bez potreby rozsiahleho manuálneho prestavovania výrobných zariadení.

Zavádzanie AI-riadených riešení kontroly kvality prináša výrobným podnikom nové možnosti technologickej presnosti a procesnej inovácie. Táto evolúcia okrem obohacovania existujúcich výrobných postupov, otvára tiež dvere k novým nástrojom v oblasti riadenia a analýzy údajov. Zefektívnenie procesov vďaka AI, spolu so schopnosťou tejto technológie adaptovať sa na meniace výrobné požiadavky, umožňuje podnikom dosahovať bezprecedentné výsledky v garancii kvality. 

Trend č.5: Dynamická pracovná sila

Digitálna transformácia ľudských zdrojov vo výrobných procesoch

Digitálna transformácia sa aj vzhľadom na prebiehajúce zmeny vyplývajúce z rozširovania AI dotýka aj sociálnych aspektov práce. Ide predovšetkým o integráciu vzdialených kolaboratívnych modelov a pokročilých aplikácií umelej inteligencie (AI) na prevádzkach.

Táto synergia poskytuje výrobným manažérom nové možnosti pre efektívnejšiu koordináciu a riadenie procesov, a to aj na diaľku, pričom zároveň využívajú analýzu dát a automatizáciu prostredníctvom AI riešení na optimalizáciu výrobných operácií. Takéto prepojenie umožňuje podnikom lepšie sa prispôsobovať rýchlo sa meniacim trhovým podmienkam a maximalizovať tak efektívnosť svojich výrobných stratégií.

Ako to funguje?

• Hybridné pracoviská: Využitie kombinácie ľudských a strojových kognitívnych schopností, s dôrazom na AI a strojové učenie, umožňuje vytváranie pracovných miest, kde sa stretáva ľudská intuícia a strojová presnosť..

• Rozšírenie digitálnych zručností: Zamestnanci musia adaptovať a rozširovať svoje digitálne zručnosti, aby sa vyrovnali s novými výzvami a príležitosťami, ktoré prichádzajú s digitalizáciou pracovných procesov.

• Virtuálne a rozšírené pracovné prostredia: Implementácia virtuálnych a rozšírených realít na pracoviskách, ktoré umožňujú zamestnancom interagovať a spolupracovať v digitálnom prostredí. 

Aké sú praktické výhody?

• Flexibilnejšie prevádzkové stratégie: Prijímanie pružnejších operácií a digitalizácie na zvýšenie odolnosti a flexibilitu výrobných procesov.

• Nové pracovné pozície: Vznik nových, digitálne zameraných pracovných pozícií.

• Zlepšená spolupráca a komunikácia: Digitalizácia umožňuje lepšiu spoluprácu a komunikáciu medzi rôznymi oddeleniami a lokalitami, aj v prípade tímov z rôznych krajín.

Trend dynamického pracovného prostredia a transformácie ľudských zdrojov predstavuje nielen technologický posun, ale aj významnú zmenu v kultúre a organizácii výrobného priemyslu. Táto zmena je vedená primárne potrebou neustálej adaptácie na rýchlo sa meniace trhové podmienky, technologické inovácie a rozvíjajúcu sa konkurenciu. V dôsledku toho je od podnikov vyžadovaný prechod na flexibilnejšie a digitalizované pracovné postupy, ktoré sú základným predpokladom pre udržanie a zvýšenie konkurenčnej výhody.

Trend č. 6: Pokročilé systémy energetického manažmentu

Transformácia na energeticky efektívnu prevádzku prostredníctvom využitia inteligentných systémov riadenia energie

Aktuálny trend v oblasti výrobného manažmentu sa sústreďuje na implementáciu sofistikovaných systémov riadenia spotreby energie. Tieto systémy, navrhnuté s dôrazom na technologickú presnosť a efektivitu, majú za cieľ nielen optimalizovať spotrebu energie v rámci požívania výrobných a montážnych zariadení, ale aj znižovať energetický odpad.

Kľúčovým aspektom je tiež podpora využívania obnoviteľných zdrojov energie, čo umožňuje podnikom znižovať uhlíkovú stopu a zároveň zefektívniť energetické náklady. Tento prístup zahŕňa predovšetkým pokročilé monitorovanie a analýzu energetického využitia, ktoré umožňuje podnikom efektívnejšie spravovať energetické zdroje a podporovať udržateľné výrobné stratégie.

Ako to funguje?

• Monitorovanie a analýza spotreby energie: Systémy neustále monitorujú a analyzujú spotrebu energie vo výrobnej prevádzke, identifikujú oblasti neefektívneho využívania energie v prípade konkrétnych výrobných alebo prepravných zariadení.

• Automatizovaná optimalizácia: Inteligentné algoritmy automaticky upravujú nastavenia výrobných zariadení a procesov na znižovanie spotreby energie bez negatívneho dopadu na produktivitu prevádzky.

• Integrácia s obnoviteľnými zdrojmi energie: Systémy môžu byť integrované s obnoviteľnými zdrojmi, ako sú solárne panely, na efektívnejšie využívanie udržateľnej energie.

Aké sú praktické výhody?

• Zníženie nákladov na energiu: Efektívnejšie riadenie a využívanie energie výrazne znižuje prevádzkové náklady na energiu.

• Zníženie environmentálneho zaťaženia: Optimalizácia spotreby energie a využívanie obnoviteľných zdrojov prispieva k znižovaniu emisií skleníkových plynov a zvyšuje udržateľnosť výrobných operácií.

• Zlepšenie spoločenskej zodpovednosti firmy: Implementácia udržateľných postupov a zameranie sa na obnoviteľné zdroje energie zlepšuje verejný obraz a spoločenskú zodpovednosť podniku.

• Zvýšenie efektivity a produktivity: Systémy riadenia energie zlepšujú celkovú efektívnosť výrobných procesov, čo zároveň vedie k vyššej produktivite.

Pokročilé systémy riadenia energie sú neoddeliteľnou súčasťou dosahovania vyššej energetickej efektívnosti a udržateľnosti v moderných výrobných podnikoch. Tieto systémy využívajú najnovšie technológie v oblasti analýzy a optimalizácie spotreby, tak umožňujú podnikom nielen výrazne znižovať prevádzkové náklady a emisie, ale zároveň im dávajú príležitosť stať sa lídrami v inováciách a environmentálnej zodpovednosti. S ich pomocou môžu výrobné spoločnosti efektívne integrovať udržateľné postupy do svojich operácií, čím zvyšujú svoju trhovú hodnotu a ukazujú angažovanosť v oblasti ekologickej udržateľnosti.

Trend č. 7: Technológie pre zvýšenie odolnosTI dodávateľského reťazca

Vývoj a implementácia technológií na zabezpečenie presnosti, včasnosti a bezchybnosti tokov dodávateľských reťazcov

Geo-politické udalosti a deglobalizačné tendencie sa podpisujú pod zmeny v dodávateľských reťazcoch. Aj preto sa podniky zameriavajú na vývoj a implementáciu technológií zameraných na zvyšovanie ich odolnosti a flexibility. Zahŕňa to napríklad využívanie prediktívnej analytiky na efektívne riadenie rizík, využitie umelej inteligencie (AI) pre sofistikované hodnotenie a výber dodávateľov pre zabezpečenie vysokej miery transparentnosti a bezpečnosti v rámci celého dodávateľského reťazca. 

Ako to funguje?

• Prediktívna analytika pre riadenie rizík: Využitie dátových analytických nástrojov na identifikáciu potenciálnych rizík a slabých miest v dodávateľskom reťazci, čo umožňuje predchádzať výpadkom a meškaniam.

• AI pre hodnotenie dodávateľov: Použitie AI na automatizované hodnotenie výkonu a spoľahlivosti dodávateľov, čím sa zjednodušuje výber a audit dodávateľov.

• Transparentnosť a bezpečnosť: Implementácia digitálnych technológií na zabezpečenie nezmeniteľnosti a transparentnosti záznamov v celom dodávateľskom reťazci, zlepšenie sledovateľnosti produktov a zabezpečenie proti podvodom.

Aké sú praktické výhody?

• Zvýšená odolnosť a flexibilita: Technológie umožňujú rýchlejšie a efektívnejšie reagovanie na výzvy a zmeny v dodávateľskom reťazci.

• Zlepšenie riadenia rizík: Prediktívna analytika a AI pomáhajú identifikovať a zvládať potenciálne riziká predtým, než sa stanú problémom.

• Zvýšenie transparentnosti a dôvery: Zvýšenie dôvery a transparentnosti v procesoch dodávateľského reťazca, čo je obzvlášť dôležité v globálnom obchodnom prostredí.

• Optimalizácia výberu dodávateľov: AI poskytuje podnikom nástroje na efektívnejšie hodnotenie a výber dodávateľov na základe výkonu, spoľahlivosti a iných kritérií.

Rozvoj a implementácia pokročilých technológií zameraných na posilnenie odolnosti dodávateľských reťazcov sú nevyhnutné pre zabezpečenie ich spoľahlivosti v dynamickom, a častokrát aj nepredvídateľnom, podnikateľskom prostredí. Tieto inovácie poskytujú spoločnostiam nástroje na vylepšené riadenie rizík a zvyšujú transparentnosť procesov. Vďaka tomu môžu podniky efektívnejšie spolupracovať s dodávateľmi.