Hľadať

Vyhľadávanie

Zákaznícka zóna



Registrácia
Zabudli ste heslo?

Globálne megatrendy v logistike a priemysle na rok 2020

27.12.2019

Globálne megatrendy v logistike a výrobe na rok 2020

Nastupujúce desaťročie so sebou prinesie ďalšie revolučné zmeny, ktoré budú mať priamy dopad aj na logistiku a priemysel. Príchod roku 2020 predznamenáva viaceré kľúčové globálne trendy, v ktorých práve nové technológie budú zohrávať nenahraditeľnú úlohu.

Rok 2019 uzatvára desaťročie digitálnej transformácie. Rok 2020 už otvára dekádu „smart" transformácie a inteligentnej automatizácie. Riešenia vybavené nástrojmi umelej inteligencie (AI) postupne prenikajú do všetkých odvetví. Medzi priekopníkov v nasadzovaní týchto exponenciálnych a disruptívnych technológií sa zaraďujú práve logistikapriemysel.

 
 

 

Globálne megatrendy v logistike a výrobe 2020

Digitálne dvojča

Technológia digitálneho dvojčaťa bude v nadchádzajúcich 5 rokoch zaznamenávať kontinuálny rozmach aj vďaka neustálemu rastu globálneho e-Commerce. Modernizácia riešení na princípe Internetu vecí (IoT), rozširovanie už zavedených IoT riešení, ale i rozsiahlejšie využívanie analýzy veľkých dát (Big Data) a cloudových platforiem, patria medzi kľúčové faktory rozvoja digitálnych dvojčiat.

Okrem e-Commerce sa bude táto technológia presadzovať taktiež v preprave, najmä v dôsledku nových riešení inteligentného riadenie zásobovacieho reťazca (Supply Chain Management). Digitálne dvojča sa bude naďalej využívať ako analytickýsimulačný nástroj v priemyselnom prostredí pre monitoring výroby a pohybu tovarov v reálnom čase, nakoľko umožňuje vytvárať spoľahlivé digitálne kópie výrobných prevádzok a materiálových tokov so skutočnými údajmi.

Využitie digitálnych dvojčiat porastie aj vzhľadom na zvyšujúci sa dopyt na komplexnéautonómne riadenie a prepojenie výrobných a zásobovacích procesov. V tomto prípade sa už táto technológia nasadzuje nie len ako analytický a simulačný nástroj, ale už vo forme inteligentných informačných agentov.

Títo agenti (softvéroví zástupcovia fyzických objektov, ako sú výrobné a prepravné zariadenie, nástroje a materiály) medzi sebou vzájomne komunikujú, prerozdeľujú si úlohy, ktoré následne v reálnom priestore ich fyzické náprotivky vykonávajú. Synchronizácia a koordinácia jednotlivých výrobných a zásobovacích procesov, ale i orchestrácia viacerých odlišných zložiek (výrobné, materiálové, dátové a ľudské zdroje) v reálnom čase je možná len vďaka riadiacim kyberneticko-fyzikálnym systémom a platformám.

Príkladom sú súčasné Smart Industry riešenia implementované za účelom automatizácie skladovacích procesov a zásobovania. Inovatívne e-Commerce spoločnosti už vo veľkej miere automatizujú procesy  vychystávania tovaru. Najčastejšie sa tak deje prostredníctvom sekvenčného vychystávania s využitím dopravníkového pásu.

Vďaka svojmu digitálnemu dvojčaťu každá vychystávacia prepravka na dopravníkovom páse vie, aký tovar obsahuje, čo je do nej ešte potrebné vychystať a kam smeruje (na ktorú závozovú trasu, resp. prepravcovi, a ktorému konkrétnemu zákazníkovi). Takto automatizované sklady preto dosahujú efektívnejšie vychystávanie, krátke dodacie lehoty, ale i presnejšie riadenie zásobovania vzhľadom na prediktívne plánovanie.

Rovnako Milk Run vozík, teda jeho digitálne dvojča, vo výrobnom podniku môže vedieť aký materiál má priviezť na výrobnú linku alebo odtiaľ vyzdvihnúť a doručiť  na expedíciu. Táto nastupujúca generácia spôsobu riadenia internej logistiky sa vďaka jej operatívnemu riadeniu v reálnom čase označuje ako tzv. dynamický Milk Run. Jeho prínosom pre výrobné spoločnosti je znižovanie výrobného taktu a eliminácia logistických prestojov.

               Digitálne dvojča trendy vývoj

Digitálne dvojča, vývoj na americkom trhu 2014-2025 (v miliónoch dolárov)  (zdroj: Grand View Research)

Umelá inteligencia vecí (AIoT)

Súčasné Smart Industry platformy s technológiou aktívneho digitálneho dvojčaťa už disponujú vlastnosťami kolektívnej inteligencie, ktorej využívanie sa bude rozširovať následkom  narastajúceho počtu zariadení (odhaduje sa, že do roku 2025 bude prepojených  až 41,6 miliárd zariadení) a dát (79,4 zettabytov v 2025) v Internete vecí (IoT).  K rozširovaniu kolektívnej inteligencie navyše prispieva tiež zvyšujúca sa dostupnosť technológií umelej inteligencie (vrátane hĺbkového učenia, spracovania prirodzeného jazyka, počítačového videnia, rozoznávania reči, alebo dátovej analytiky s prvkami predikcie ).

V praxi to znamená, že podnikové siete Internetu vecí (IoT) budú prepájať rôznorodý hardvér (vrátane výrobných a prepravných zariadení), softvér, firmvér,  senzory a vnorené zariadenia, ktoré už budú disponovať (niektoré už aj v súčasnosti disponujú) istým stupňom inteligencie a autonómneho správania. Umelá inteligencia (AI) sa čoskoro stane štandardnou výbavou všetkých vecí nielen v spotrebiteľskom, ale aj výrobnom a logistickom prostredí. Podobne ako internet spustil štvrtú priemyselnú revolúciu, umelá inteligencia (AI) bude iniciátorom tej ďalšej.

Kombinácia technológií Internetu vecí (IoT), umelej inteligencie (AI) a digitálneho dvojčaťa, integrovaná prostredníctvom systémových platforiem Smart Industry systémov, dávajú vzniknúť novému fenoménu - umelej inteligencii vecí (AIoT).

Výsledkom je sieť vecí (holarchia) disponujúca inteligentnými subsystémami,  holónmi. Prísne hierarchické a centralizované systémy sú nahradzované decentralizovanými systémami a holarchickými štruktúrami. Výsledkom je premena povahy digitálnej transformácie, z ktorej sa už stáva „smart“ transformácia. Jednou z ďalších výrazných čŕt nastávajúceho obdobia teda bude široká autonomizácia, ktorej primárnym akcelerátorom bude práve AIoT.

V prostredí logistiky a skladov už tiež nachádzame prvé úspešné príklady aplikácie umelej inteligencie (AI). Veľkokapacitné sklady s rozsiahlou plochou a tisíckami skladových pozícii riešia neustále problém optimálneho rozloženia rôznych tovarov. Rozhodovanie o tom, na ktorú skladovú pozíciu naskladniť práve prijaté balenie tovaru je komplexnou úlohou, pričom výsledok musí zahrnúť kritéria optimálneho využitia skladovej kapacity, efektívneho naskladnenia, ale taktiež čo najefektívnejšieho vychystávania daného tovaru v najbližšom období. Teda je to úloha, ktorá je výzvou pre pokročilé Smart Industry systémy, ktoré dokážu aplikovať technológiu strojového učenia (ML) na vytvorenie príslušného rozhodovacieho modulu.

                            Internet vecí IoT svetový trh trendy

                      Veľkosť svetového trhu Internetu vecí (IoT) 2014-2020 (v miliardách dolárov)  (zdroj: Statista)

Rozšírená inteligencia (Augmented Intelligence)

Umelá inteligencia (AI) sa stáva nástrojom rozširovania kognitívnych schopností zamestnancov a urýchlenia rozhodovacích procesov, napríklad spracovaním veľkého množstva relevantných dát. Koncept rozšírenej inteligencie sa zakladá na kombinácii ľudskej a strojovej inteligencie. Navyše sa podieľa aj na automatizácii rutinnej znalostnej práce, čo má za následok rozširovanie potenciálu pracovníkov pre riešenie zložitejších problémov, mimoriadnych situácií, ale i tímovej spolupráce.

V nadchádzajúcom období tretej generácie business intelligence (BI), vzhľadom na objem rôznorodých dát, aké IoT siete už v súčasnosti generujú (2,5 trilióna bytov dát denne v roku 2019), sa využitie konceptu rozšírenej inteligencie stáva nevyhnutným. Množstvo dát, ktorými podniky a organizácie v súčasnosti disponujú, je nositeľmi skrytej pridanej hodnoty, ktorú môžu získavať práve cez nástroje prediktívnej a preskriptívnej analytiky.

V niektorých odvetviach výroby a logistiky sa koncept rozšírenej inteligencie nasadzuje už v súčasnosti. Smart Industry systémy dnes už dopĺňajú niektoré ľudské kognitívne schopnosti, napríklad vizualizáciou plánu práce alebo pracovných inštrukcií. Systém v takom prípade pracovníkom v reálnom čase vyhodnocuje ich vyťaženie, a na základe toho následne prispôsobuje konkrétny plán práce pracovníka. Najbližšiu úlohu potom zobrazí, vrátane inštrukcií pre jednotlivé pracovné úkony, čím sa zároveň rapídne znižuje doba zaškolenia.

Podobným príkladom sú pracovníci skladu, ktorým systém na základe aktuálnych požiadaviek zostavuje vychystávacie zoznamy, a tiež určuje trasy medzi jednotlivými skladovými pozíciami, aby eliminoval ich zbytočné pohyby a prestoje. Týmto spôsobom rozšírená inteligencia zvyšuje výkonnosť samotného vychystávania tovaru. V niektorých riešeniach dochádza ku kompletnej digitalizácii a automatizácii papierovej agendy prevodiek, sprievodiek, prijímacích, vychystávacích a dodacích protokolov.

Rozšírená inteligencia, inteligentná analytika

                        Využitie dát generovaných IoT riešeniami (zdroj: Zebra Technologies)

 

Eko-logistika

Vzhľadom na celospoločenský problém, aký klimatická kríza momentálne predstavuje, bude zelená logistika dominantnou témou nadchádzajúceho desaťročia. Nielen e-Commerce, ale tiež veľkoobchod a maloobchod, sa budú snažiť minimalizovať svoju uhlíkovú stopu a mieru odpadov („zero-waste“ prevádzky).

Udržateľná logistika sa už začala prejavovať nárastom recyklácie a nasadzovaním opätovne použiteľných obalov. Avšak udržateľná prevádzka sa netýka len e-Commerce a maloobchodu, ale aj výrobných podnikov. A elektromobilita zatiaľ nie je univerzálnou odpoveďou.

Okrem inteligentných dispečerských riešení (napríklad vo forme TMS systémov), ktoré optimalizujú prepravné trasy, sa rovnaké princípy budú uplatňovať za účelom lepšieho vyťaženia menšieho množstva dopravných prostriedkov aj na podnikovej úrovni. To sa týka aj aplikácie konceptov efektívnej prepravy, využívaných v súčasnosti 3PL spoločnosťami (logistika tretej strany), na mikro-úroveň podniku.

Cieľom je radikálna eliminácia prepravovania „vzduchu“ a prázdnych obalov, a teda zníženie množstva spotrebovanej energie na prepravu. Riešenia postavené na koncepte dynamického Milk Run rozvozu alebo zvozu materiálu už v súčasnosti umožňujú agilnú formu vnútropodnikovej a medzipodnikovej logistiky, ktorej prínosom je významná redukcia počtu potrebných jázd.

Trend, ktorý je momentálne na vzostupe sú ekologické sklady. Okrem eliminácie odpadov a zbytočných obalov sa podniky postupne púšťajú do kompletnej digitalizácie papierovej agendy. Inteligentné systémy riadenia materiálových tokov sa preto tiež stávajú súčasťou ekologických opatrení v skladoch vrátane technológie umelej inteligencie (AI).

Ak je totiž tovar v sklade rozložený inteligentne (dynamickými a inteligentnými naskladňovacími stratégiami), operátori sa už v sklade nepohybujú chaoticky. Súčasťou ekologických opatrení v sklade predstavuje taktiež koncept „net-zero“, kedy budova skladu vygeneruje iba také množstvo energie, aké sama spotrebuje.

                                      Zelená logistika ekologická logistika eko-logistika zásobovací reťazec

Osvedčené postupy ekologického zásobovacieho reťazca: zníženie energie, redukcia balenia, zníženie emisí sklenníkových plynov, obmedzenie produkcie odpadu (zdroj: TATA Consultancy services)

Pokročilá integrácia zásobovacieho reťazca

Integrácia zásobovacieho reťazca spojená s rozsiahlou digitálnou transformáciou vedie k implementácii riešení s širšou funkcionalitou, dynamickou škálovateľnosťou a rozšíriteľnou automatizáciou. Medzi tieto riešenia sa zaraďuje aj nová generácia WMS riešení, tzv. WES systémy (Warehouse Execution System).

Ako napovedá označenie, WES je možné vnímať ako ekvivalent MES systémov pre skladové procesy a zásobovanie. WES systémy vnášajú do skladov a riadenia zásobovania vyššiu mieru dynamizácie procesov a zároveň sú užšie integrované na ďalšie systémy vo výrobnom a materiálovom toku ako sú napríklad MES, TMS, či QMS systémy.

Inteligencia, dynamické škálovanieflexibilná automatizácia budú predstavovať kľúčové vlastnosti pre zásobovacie reťazce, pričom práve WES systémy prinášajú tieto tri princípy do riadenia zásobovania a skladových procesov. Na skladové operácie sa totiž WES systémy pozerajú ako na ucelené procesy, teda na prácu, ktorú je potrebné plánovať, rozvrhovať a riadiť. Vďaka tomu sa otvárajú nové možnosti pre optimalizáciu týchto procesov, ako aj ich pokročilú integráciu s ostatnými procesmi v rámci zásobovacieho reťazca.

             Doručenie poslednej míle (Last Mile Delivery)Prieskum nákladov v zásobovacom reťazci: Jednu tretinu celkových nákladov stojí skladovanie a triedenie, až 41% nákladov sa spotrebuje na doručenie poslednej míle (zdroj: Capgemini)

 

Automatizácia poslednej míle („Last Mile Delivery“)

Neustále rastúci sektor e-Commerce a využívanie omni-kanálovej distribúcie vytvárajú tlak na logistiku poslednej míle. Práve posledná míľa tvorí časť zásobovacieho reťazca, ktorá predstavuje pre podniky ekonomickúekologickú výzvu.

Aktuálny trend „Uber-izácie“ doručovateľstva (migrácie na obchodný model poskytovania služieb „na požiadanie“ priamym kontaktom medzi spotrebiteľmi prostredníctvom mobilných technológií za účelom efektívneho doručovania tovarov) bude aj naďalej pokračovať, práve vďaka možnostiam, ktoré riešenia na báze Internetu vecí (IoT) a umelej inteligencie prinášajú.

Okrem revízie obchodných modelov zasielateľstva však bude logistika poslednej míle podliehať väčšej automatizácii. Súčasťou automatizačných postupov prekladísk a logistických hubov poslednej míle je implementácia princípov dynamického riadenie „chaotických“ skladov, automatizácia expedície a integrácia s TMS systémami (napríklad prostredníctvom WES systémov). Súčasťou automatizácie logistiky poslednej míle je aj rozšírená analytika využívajúca strojové učenie v prediktívnych modelov za účelom simulácie a projekcie odberateľského správania ako aj prognóz materiálových tokov a logistických trás.

                  Technologické inovácie logistiky poslednej míle       

                                Technologické inovácie logistiky poslednej míle (zdroj: McKinsey)

5G

Nástup 5G sietí radikálne zrýchli prenos veľkoobjemových dát a prinesie rozsiahle zmeny v IoT riešeniach. Vysoká rýchlosť (1Gbps), nízka komunikačná latencia (menej ako 1ms) a nízka energická spotreba 5G sietí prispeje k transformácii Internetu vecí (IoT) a umožní vznik rozsiahlych IoT sietí aj vzhľadom na dátovo bohatšiu komunikáciu medzi zariadeniami, systémami a robotmi.

Spustenie 5G sietí predstavuje jeden z predpokladov, ktorý urýchli iniciatívy a postupy „smart“ transformácie výrobných podnikov priemyselným riadiacimi systémami a zvýšenou robotizáciou. 5G siete urýchlia prenos veľkých objemov dát a responzivitu zariadení pripojených v IoT sieti ako aj použitie a spracovanie dát v reálnom čase a výmenu dát s GPS, či zariadení so zabudovanými kamerami (napríklad autonómne vozidlá, AGV). Zároveň príde aj k rozšíreniu univerzálnosti a škálovateľnosti súčasných mobilných sietí pre priemyselné použitie (mobilné siete priemyselného Internetu vecí).

                       5G siete vývoj svet

                                                     Globálna adopcia 5G 2019-2025 (zdroj: Statista)

Distribuovaná (decentralizovaná) výroba

Trendy udržateľnosti, transformácia z poskytovania produktov na poskytovanie služieb („servitization,“ teda aj fenomén „Uber-izácie“) a detailnejšia personalizácia („customizácia“) produktov a služieb majú a budú mať zásadný vplyv na výrobu a výrobné podniky. Zatiaľ čo výrobné systémy a procesy (a predovšetkým sériová výroba) sa v súčasnosti realizujú princípom tlaku (výroba veľkého množstva produktov, ktoré sú neskôr ponúkané potenciálnym zákazníkom), už zaznamenávame postupný posun k výrobnému systému ťahom (výroba na objednávku, produkt vstupuje do výrobného procesu až v momente, keď už má zákazníka).

Transformácia na systém ťahu súvisí aj s novými  technológiami, ktoré umožňujú efektívnejšie riadenie zdrojov v reálnom čase, kratšie výrobné cykly a Just-in-Time dodávanie. Uvedený princíp tvorí jadro distribuovanej (decentralizovanej) výroby, ktorej koncept by sa mal výraznejšie rozšíriť v nadchádzajúcich rokoch. Sieť mini (mikro) podnikov bude poskytovať výrobu už ako službu.

Cieľom decentralizovanej výrobnej siete (teda zhluku výrobných „uzlov“, ktoré nie sú koncentrované na jednom mieste) je vyrábať čo najbližšie k miestu odberu (zákazníkom). To znamená tiež redukciu logistických presunov, čo má za následok zníženie uhlíkovej stopy. Sústava výrobných „uzlov“ (mini- a mikro-podniky) už bude riadená kyberneticko-fyzikálnymi systémami s integrovanými digitálnymi dvojčatami a inteligentnými autonómnymi agentami (napríklad Smart Industry platformami). Smart Industry platformy transformujú súčasný systém sériovej výroby na tzv. „plug and play“ výrobu, čo znamená, že vzniká agilná, energeticky-efektívna a zdroje šetriaca udržateľná výrobná prevádzka.

Rovnako ako Smart Industry systémy už v súčasnosti umožňujú podnikom disponovať rekonfigurovateľnouškálovateľnou výrobou, ktorej výsledkom je masová personalizácia („customizácia“ výrobkov pri veľkých výrobných objemoch alebo šaržiach), bude distribuovaná výroba   modulárna s flexibilne nastaviteľnými výrobnými kapacitami, parametramifunkcionalitami. Smart Industry systémy a platformy spolu s novými technológiami predznamenávajú nový výrobný koncept („inteligentnú výrobu“), ktorý bude definovaný decentralizovanou ekologickou prevádzkou ako službou na požiadanie („Manufacturing-on-Demand“).

Decentralizovaná distribuovaná výroba produkcia

                     Centralizovaná vs decentralizovaná (distribuovaná) výroba  (zdroj: Frontiers)

Technológia distribuovaných záznamov (DLT)

Technológia distribuovaných záznamov (DLT) je momentálne predovšetkým asociovaná s blockchainom a kryptomenami, ale postupne si svoje uplatnenie nachádza aj mimo finančného sektoru. Zatiaľ čo sa momentálne testujú možnosti tejto revolučnej technológie, už teraz je jasné, že svoje uplatnenie nájde aj v logistike. V prvom rade vnáša transparentnosť do logistických procesov a dodávateľských reťazcov. Technológia DLT taktiež zabezpečuje v jednotlivých procesoch bezpečnosť, transparentnosť, traceabilitu a urýchlenie transakcií.

Praktické nasadenie momentálne pripravuje kanadská maloobchodná sieť Walmart (viac než 400 kamenných predajní) aj so svojím e-shopom, ktorá túto technológiu nasadzuje za účelom sledovania dodávok, overovania transakcií a automatizácie platieb voči svojim dodávateľom.  Spoločnosť vidí hlavné prínosy využívania DLT technológie predovšetkým v zlepšení sledovania pohybu dodávok, preventívneho odhaľovania potenciálnych komplikácií a zrýchlenia platieb konsolidáciou transakcií v reálnom čase. Medzi ďalšie prínosy sa zaraďuje zvýšenie celkovej transparentnosti medzi dodávateľmi, pokles nákladov na administratívu a využívanie presných dát v reálnom čase na rozšírenú analytiku a prediktívne prognózy. Riešenia založené na DLT technológii integrujúsynchronizujú všetky dáta z dodávateľského reťazca a logistiky v reálnom čase.

Podobne je to aj s priemyslom, kedy do výrobných procesov bude blockchain vnášať väčšiu transparentnosť, bezpečnosťefektívnosť v zdieľaní dát, čo povedie k vzniku nových business modelov. Aj napriek tomu, že DLT technológia je momentálne v rannom štádiu, jej funkcionalita a vlastnosti predurčujú široké spektrum nasadenia v nastávajúcom období.

         Technológia distribuovaných záznamov DLT blockchain

                                    Technológia distribuovaných záznamov (DLT)  (zdroj: LPEA)

Proaktívna kyberbezpečnosť

S rozširujúcou sa digitálnou transformáciou a stúpajúcim množstvom zariadení pripojených v Internete vecí (IoT) zároveň stúpa riziko kybernetických útokov. Už nielen priemyselná špionáž, či únik dát ohrozujú výrobné a logistické spoločnosti. Tatkiež aj kyber-útoky paralyzujúce výrobné zariadenia a kompromitujúce dodávateľské reťazce sa zaraďujú medzi súčasné hrozby. So zvyšujúcou sa komplexnosťou podnikových digitálnych ekosystémov (vrátane systémov inteligentnej výroby) bude narastať kritickosť kybernetickej ochrany, na ktorej zabezpečenie už nebudú postačovať len firemné firewally.  

Bezpečnostný prieskum Netscout odhalil, že IoT zariadenie môže byť hacknuté do 5 minút od momentu pripojenia do siete, pričom narastajú útoky aj na IoT zariadenia chránené firewallmi. S rozširovaním sofistikovaných technológií súvisí tiež napredovanie záškodníckych postupov (automatizované botnety) a nárast vyzretejších a nebezpečnejších crimeware (malware pre automatizáciu kybernetickej trestnej činnosti) obzvlášť v súčasnosti, kedy existuje samostatný trh poskytujúci kyber-útoky ako služby.

Nakoľko ďalšie desaťročie bude patriť umelej inteligencii (AI), spoločnosti budú musieť podnikať ďalšie kroky k sofistikovaným riešeniam zabezpečenia a ochrany inteligentných riadiacich systémov vybavených nástrojmi AI. Novú výzvu bude predstavovať aj automatizácia kyber-útokov a nasadzovanie umelej inteligencie na ich vykonávanie.

Kyberbezpečnosť sa tak spolu s ekologickými riešeniami zaraďuje medzi top priority nastupujúcej dekády.

     Kyberbezpečnosť umelá inteligencia (AI)        Prieskum nasadzovania umelej inteligencie (AI) v kyberbezpečnosti: sieťová ochrane, ochrana dát, ochrana koncových bodov, bezpečnosť aplikácií, zabezpečenie cloudu a bezpečnosť Internetu vecí (IoT)(zdroj: Capgemini)

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.
 

MOHLO BY VÁS TIEŽ ZAUJÍMAŤ

Digitálne dvojča ako analytický nástroj Top Smart Industry TrendyNové infraštruktúra inteligentného priemyslu Umelá inteligencia AI v logistike webinár