Förverkliga möjligheterna med Industry 4.0

Enorma fördelar för industriella verksamheter

Det finns förmodligen inte en enda tillverkningsspecialist som inte skulle hålla med om att Industry 4.0 (I4.0) medför enorma fördelar för industriella verksamheter. I4.0 innebär i grunden att man säkerställer ett bättre och effektivare produktionsekosystem. Ett nätverk av maskiner och sensorer med sömlös kommunikation som tillhandahåller processåterkoppling i realtid, möjliggör snabb problemlösning, förutser driftstopp och underhållsbehov, spårar material genom produktionsprocessen och kontinuerligt lär sig och rapporterar i nära samarbete med mänsklig arbetskraft – detta är I4.0 utopin.

Artificiell intelligens (AI) och maskininlärning gör det möjligt att snabbt och enkelt "lära" eller programmera automatiseringssystem att utföra komplexa uppgifter och beslutsfunktioner. Slutresultatet är smidigare produktionslinjer. Faktum är att vi har sett exempel på detta under Covid-19-pandemin. Tillverkningslinjer runt om i världen har snabbt ställts om för tillverkning av medicinska eller sanitära produkter i syfte att stödja sjukvårdsanläggningar och personal som arbetar i främsta ledet. Denna anpassningsbarhet leder även till nya kärnkompetenser, eftersom behovet av snabb uppdatering av produktionslinjer med ny produktinformation kan uppfyllas sömlöst och med minimal stilleståndstid.

Fördelarna med I4.0 varit mer påtagliga under denna period av förstärkt social distansering eftersom processer kan övervakas på distans ned minimal mänsklig närvaro och tillsyn. Tillverkning av kritiska produkter och tillhandahållande av kritiska tjänster kan fortsätta. Företag som har gjort strategiska investeringar i I4.0 kan ytterligare differentiera sig på ett konkurrenskraftigt sätt, samtidigt som de upprätthåller robusta leveranskedjor och en hög reaktionsförmåga.

Implementeringsekvationen

De positiva resultaten vad gäller lönsamhet, kvalitet, produktionsnivåer, miljöpåverkan och medarbetarnöjdhet för företag som implementerar I4.0 är väldokumenterade. Men för att fördelarna med I4.0 ska kunna realiseras måste företagen ta fram en solid implementeringsplan. Det är viktigt att först fastställa affärsmål och sedan utveckla en detaljerad strategi. Dessa affärsmål kan vara små förbättringar av produktkvaliteten, en transformation av varor och tjänster som erbjuds, minskad stilleståndstid för förbättrad produktion och heltäckande förbättringar av fabrikens effektivitet. Övergången till en mer automatiserad företagsverksamhet kan, utöver att ge en snabb avkastning på investeringen, också vara en viktig del av företagets medborgarskapsstrategi. Naturliga sidoeffekter hos automatiseringsprocesser är bland annat minskning av avfall, energibesparingar, avkastningsförbättringar och skydd av medarbetarnas hälsa genom minskning av ansträngande eller repetitiva uppgifter.

Även om mjukvarukapacitet och nästa generations kommunikationsstandarder är grundläggande för en framgångsrik implementering av I4.0, gör industriell automatiseringsmaskinvara – från maskineri till automatiserade robotar och underhållssystem – att möjligheterna med I4.0, kan förverkligas. Framstegen inom funktionalitet och tillförlitlighet för maskinvara är bevisligen lika viktiga, om inte viktigare, än programvarudrivrutiner. För bara 15 år sedan utgjordes till exempel en mellanspänningsströmbrytare av en elektromekanisk brytare med en enda liten ASIC enhet och några få kodrader. I nuvarande toppmoderna lösningar inbegrips åtskilliga ASIC-enheter som bearbetar över en miljon kodrader, otaliga kommunikationsprotokoll, standby kapacitet och självdiagnostisk kapacitet för att det ska gå att minska risker för människor och maskiner nedströms när brytaren återställs efter ett avbrott. Tydliga framsteg.

Det finns liknande exempel inom robotteknik. Dagens logistikrobotar är automatiserade styrda fordon (AGV:er) som är utrustade med sensorer och beslutsfunktioner som liknar de i ett avancerat förarassistanssystem (ADAS) för fordon. De arbetar naturligtvis i lägre hastigheter och ofta i mer kontrollerade miljöer, men de har en motsvarande kapacitet. Denna teknik används redan inom många kommersiella tillämpningar med färre risker och rättsliga hinder än fordonstillämpningar, vilket gör den smarta fabriken till ett idealiskt testområde för AGV:er.

Slutligen kan den betydande investeringen som implementering av I4.0 innebär verka skrämmande, men den ekonomiska avkastningen är ofta snabb och den fortsatta ekonomiska vinsten exponentiell. Det finns åtskilliga exempel på detta, däribland en investering som nyligen gjordes av Toyota för översyn av en tillverkningsanläggning för växellådor i North Carolina. I samarbete med Cisco investerade fabriken 1,2 miljoner dollar för uppdatering av sitt IT-nätverk. Enligt företaget tjänade man in nästan 1 miljon dollar på bara nio månader, huvudsakligen tack vare underhållsbesparingar. (1)

Implementering av I4.0 omfattar definitivt utmaningar – det kan gälla allt från personalutbildning till komplexa samhälls- och lagstiftningsfrågor. Dessutom kan storskaliga anläggnings- och driftskostnader medföra betydande risker, såvida inte man har utarbetat en solid implementeringsplan, som i exemplet ovan. Andra potentiella utmaningar är säkerhet och sårbarhet för dataägande, tillförlitlighet för maskin och system (om dessa inte är säkrade) samt avsaknad av standardisering mellan systemkommunikationsprotokoll. På det hela taget medför dock korrekt implementering av I4.0 positiva och mätbara långsiktiga resultat.

Oändliga möjligheter för tillverkare, arbetare och konsumenter

Även om många tillfrågade medarbetare tror att AI och I4.0 kan påverka arbetsstyrkan negativt (2), tror jag – precis som många analytiker – att det är det motsatta som gäller. Enligt min uppfattning kommer det inte att finnas några anläggningar där driften sköts helt och hållet maskiner. Det jag föreställer mig är snarare en optimering av aktiviteter och en hybridstrategi där robotar eller automatiseringsfunktioner sköter lämpliga uppgifter och övriga aktiviteter övervakas av människor. Historiskt sett har detta varit fallet vid varje industriell revolution, innovation har inte lett till massarbetslöshet utan det har snarare skapats nya jobb. Detta faktum, i kombination med de tydliga fördelarna vad gäller tillverkningseffektivitet och hållbarhet, samt kostnadsbesparingar och fördelar i produktproduktion för konsumenter, gör Industry 4.0 till en lovande transformation för alla intressenter.

Källor:
(1) https://www.iotworldtoday.com/2017/07/19/7-ways-japanese-smart-factory-south-represents-future-manufacturing/
(2) https://www.hrexchangenetwork.com/hr-tech/articles/ai-and-automations-impact-on-the-workforce

2022-11-29 - Industritorget