Industry 4.0 motorul producției digitale

Într-o eră în care totul tinde să capete prefixul ”Smart”,  produsele inteligente fac parte deja din peisajul transformării digitale a industriei. Revoluția digitală modifică radical procesele tradiționale de fabricație. De la revoluția modelelor digitale din inginerie, la fabrici inteligente și la extinderea operațiunilor de vânzare la servicii pe întreg ciclul de viață al produselor, totul se referă la prototipuri virtuale, procese digitale de fabricație și mașini inteligente. Revoluția digitală în industria producătoare a devenit sinonimă cu conceptul Industry 4.0.

Ce este Industry 4.0?

Industry 4.0 este un concept larg adoptat ca driver de dezvoltare al industriei digitale. Acesta are la bază proiectul ”Industrie 4.0”, inițiat de un grup de cercetare industrială aplicativă, preluat și dezvoltat ulterior de guvernul german și anunțat în premieră în 2011, la Târgul Internațional de la Hanovra. Conform Industry 4.0, industria digitală se bazează pe produse personalizate, dezvoltate în medii flexibile de fabricație. [1]  Valoarea produselor inteligente va reuni caracteristicile fizice ale acestora cu experiența clienților și partenerilor de aprovizionare. Totul este integrat cu servicii de înaltă calitate, într-o nouă categorie de produse hibride.

Ce tehnologii drenează industria digitală?

Boston Consulting Group (BCG) a identificat o serie de tehnologii majore care guvernează conceptul Industry 4.0 [2]:

  • Serviciile Cloud – singura alternativă în procesarea, stocarea, monitorizarea și controlul datelor din proceselor industriale;
  • Internetul obiectelor (IoT) – reunește întregul ecosistem de comunicare între echipamente, dispozitive și senzori ce captează informații primare și generează răspunsuri în timp real;
  • Big Data și Analytics – datele generate de fiecare etapă de dezvoltare a producției, de la inginerie la proiectare, testare și lansare de producție sunt preluate și analizate generând decizii în timp real;
  • Simularea inginerească (CAE) – produsele scenariilor virtuale de modelare din fazele timpurii ale fluxului de lucru sunt vitale pentru atingerea performanțelor, scurtarea timpului de comercializare și reducerea costurilor de producție;
  • Imprimarea 3D și producția de aditivi – capacitatea Imprimantelor 3D industriale joacă deja un rol tot mai mare în producerea de mici piese și componente personalizate;
  • Realitatea augmentată (AR): sistemele bazate pe senzori și echipamente mobile de realitate augmentată vor juca un rol-cheie în creșterea productivității, instruirea și accelerarea proceselor de producție. .

De la IoT la la industria digitală

Într-o definiție Accenture, “Internetul obiectelor (IoT) este un concept și o paradigmă care consideră o prezență omniprezentă în mediul înconjurător a unei varietăți de obiecte, tehnologii convergente pentru medii inteligente și ecosisteme integrate” [3]. Aceeași sursă menționează că nucleul industriei digitale se bazează pe sisteme conectate extrem de inteligente, care creează un lanț de valori complet digital. Aceasta este cea de-a 4-a revoluție industrială activată de Industry IoT (IIoT).

Transformări esențiale aduse de industria digitală:

  • Procesele digitale asimilate în producție, în toate sectoarele, de la mașini de înaltă tehnologie la echipamente industriale;
  • Industrializarea digitală – companiile trebuie să integreze aceste tehnologii pentru a-și îmbunătăți lanțul valoric;
  • Optimizarea – procesele de producție digitale sunt esențiale pentru creșterea afacerii.
  • Produse inteligente pentru industria digitală 4.0

Produsele inteligente integrate în fluxurile de producție moderne sunt capabile să se auto-proceseze, să stocheze date, să comunice și să interacționeze cu ecosistemul industrial. Pornind de la sistemele inițiale bazate pe tehnologii RFID, capacitatea produselor de a furniza informații a evoluat. Produsele inteligente nu transmit doar identitatea lor, ci și maturitatea în istoricul ciclului de viață. Mașinile inteligente pot acționa autonom, luând singure decizii critice legate de oprirea unor procese sau înlocuirea unor componente, trimițând recomandări pentru operațiunile de întreținere viitoare [4].

Tezele de la Hechenberg la baza modelului digital

Un pas important în procesul de fabricare modern a fost adoptarea de modele digitale în fluxurile de producție. Pe baza planurilor inițiale de inginerie, schițate de designerul de produs, desenate de echipa de proiectare și prototipuri de către inginerul de testare, avantajele principale ale modelului digital sunt că acesta poate fi modificat în orice moment într-un proces de fabricare complet digital. Pe măsură ce colaborarea dintre aceste echipe se îmbunătățește, prototipul va fi asimilat rapid în producție, iar produsul finit va deveni mai rapid pe piață. Mai multe produse, mai bune, mai rapide și cu mai puține costuri de producție. Orice eroare poate fi detectată rapid, indiferent de faza î care a ajuns produsul, fără pierderi materiale adiționale.

Conceptul de model digital se regăsește pentru prima oară în ”Tezele din Hechenberg” – un set de 4 teze dezvoltate de un grup de specialiști în inginerie și software care în mai 2014 s-au adunat în satul bavarez cu acest nume:

  • Baza produselor inovatoare, “inteligente”, conectate, sunt modele digitale;
  • Modelul digital trebuie să conțină toate elementele mecanice, electrice, electronice și software și poate reflecta practic interacțiunea lor;
  • Modelele digitale fac posibilă dezvoltarea, producția și funcționarea produselor complexe;
  • Gestionarea integrată a modelelor de produse digitale de-a lungul întregului ciclu de viață este o condiție prealabilă importantă pentru Industry 4.0.

Consecința acestor teze a fost diversificarea soluțiilor software specializate în procesare inginerească, proiectare (CAD) și simulare (CAE), precum și a pachetelor integrate de aplicații Product Lifecycle Management (PLM). Conform unui raport al Research & Markets [5], piața globală de software pentru inginerie a fost de 20 miliarde dolari în 2014, cu o creștere preconizată de 12,4% pe an până în 2022. Driverele de dezvoltare sunt automatizarea proceselor industriale și cererea sporită de soluții integrate de analiză și proiectare. Platformele pentru aplicații inginerești au evoluat împreună cu întreaga industrie IT. Un impact dramatic în reducerea costurilor, îmbunătățirea calității și lansarea de noi produse a reprezentat migrarea aplicațiilor de proiectare și de simulare în Cloud. Soluțiile PLM sunt utilizate într-o varietate de procese de dezvoltare a produselor, în întregul ecosistem din industrie, de la produse de mari dimensiuni și procesare la furnizori de lanț de aprovizionare.

Ce urmează după transformarea digitală?

Greu de ghicit… După un val, vine altul… Ce va aduce noul val e greu de anticipat pentru că fenomenul ține de ampla transformare economică și socială care controlează asimilarea inovației în business și în viață. Ce se poate bănui deja, este faptul că transformarea digitală aduce organizațiile industriale în pragul unui alt trend perturbator: Convergența [7]

Industria IT, aflată în primele tranșee ale procesului de transformarea digitală, a ajuns la anumite limite. A atins granițele unui ecosistem în care diferențele dintre furnizorii tradiționali de hardware, dezvoltatorii de software, furnizorii de servicii IT și telecomunicații au dispărut. Furnizorii de tehnologie combină diferite componente IT în pachete de servicii ”pay-per-use”. Mulți vendori IT s-au lansat în afacerile non-IT. Plățile mobile, tehnologiile ”Near Field Communication (NFC)”, soluțiile de plată ”friend-to-friend” sau schimbul valutar P2P sunt câteva exemple de domenii în care companiile high-tech au început să se extindă pe o piață controlată până acum doar de industria financiară. Un studiu Accenture a arătat că 72% din populația născută după anul 2000 în America de Nord e mult mai deprinsă să genereze tranzacțiile financiare de la un operator de comunicații, dintr-un magazin high-tech sau de la o unitate poștală, decât de la sediul unei bănci.

Sunteți gata pentru Convergență?

Convergența care rezultă din valul de transformare digitală va afecta treptat și organizațiile din alte sectoare. Cu cât companiile devin mai digitale, granițele dintre industriile tradiționale se vor estompa. Așa cum industria IT a reușit să integreze diverse componente IT complexe într-un singur serviciu de Cloud, ce ar împiedica băncile digitale să ofere servicii de ipotecare, asigurări, utilități, Internet, televiziune digitală și securitate odată cu finanțarea pentru o casă – adică tot ce ai nevoie pentru o nouă locuință – într-un pachet unic de servicii ”pay-per-use” disponibil online? Dacă ne gândim bine, tehnologia și infrastructura pentru o astfel de convergență există deja…

Pe măsură ce tot mai multe servicii vor urca în Cloud și se vor acomoda cu multivalențele Convergenței, furnizorii vor trebui să își clădească propriile avantaje competitive prin relații digitale cu clienții. Un bun exemplu este evoluția Michelin [6]. Conectivitatea și echipamentele industriale inteligente au permis producătorului de anvelope să-și repoziționeze modelul de afaceri. Michelin nu se mai recomandă ca producător și vânzător de anvelope, ci ca furnizor de servicii de rulare… Cum asta? Prin funcții inteligente și senzori de bord, anvelopele sunt controlate și monitorizate permanent, generând servicii de mentenanța predictivă. În cazul Michelin, noul model de business asigură convergența modelului economic clasic – bazat pe vânzarea de produse, într-unul digital -axat pe furnizarea de servicii pe întreg ciclul de viață.

Transformarea digitală și Convergența vor continua să remodeleze industriile, societatea și viața noastră curentă. Asigurați-vă că organizația dumneavoastră e pregătită pentru această călătorie!

Referințe:

[1] “The new High-Tech Strategy Innovations for Germany”, Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2014;

[2] BCG.perspective – ” Industry 4.0: The Future of Productivity and Growth in Manufacturing Industries”, 2015;

[3] Accenture – “Are you ready for Digital Industry 4.0?”, 2015;

[4] Schmidt R., Möhring M., Härting R.C., Reichstein C., Neumaier P., Jozinović P. – “Industry 4.0 – Potentials for Creating Smart Products: Empirical Research Results”, Springer, Iunie 2015;

[5] Research and Markets: ”Engineering Software (CAD, CAM, CAE, AEC, & EDA) Market – Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast 2014 – 2022”, Business Wire, 2015

[6] ”L’industrie numérique 4.0 : un cas d’école pour une révolution industrielle”, L’UsineDigitale, 2014.

[7] Radu Crahmaliuc – ”30 de întrebări despre transformarea industriei digitale”, Catalog Cloud Computing, ediția a 5 –a Digital Industry, Iulie 2016.

 

Advertisements

About Radu Crahmaliuc
Independent IT&C analyst, digital transformation & Cloud computing evangelist, start-ups developer, freelancer, storyteller, events moderator & keynote speaker

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: