Průzkumy před vypuknutím pandemie naznačovaly zvýšení investic do digitalizace a automatizace. Výrobní podniky jako nejčastější důvod pro digitální transformaci (až 98 %) uvádí zvýšení efektivnosti procesů. Pandemie koronaviru ovšem významným způsobem přepisuje a přepíše operativní i strategické plány podniků napříč všemi segmenty.

Globální pandemie některé podniky zcela paralyzovala, jelikož podniky zjistily, že jejich procesy nejsou dostatečně flexibilní. Není to jenom z důvodu nedostatku pracovní síly nebo slabé připravenosti na dodatečná hygienická opatření, ale také nečekaných externích faktorů na trhu, včetně disrupce jejich dodavatelských řetězců.

Druhá skupina podniků, která se ocitla v situaci připomínající sezonní špičku, čelí nyní rozhodnutím, jak zvládat extrémní nápory objemů zakázek a dodávaného zboží. Samostatnou skupinu tvoří rostoucí retailové společnosti v e-Commerce, které i v současné době expandují na další trhy.

V konečném důsledku bude dopad pandemie COVID-19 na obě skupiny stejný ‒ urychlí digitalizaci a automatizaci. V některých kuloárech se již dokonce skloňuje slovní spojení „automatizační boom“. Krizová situace odhalila nedostatky v připravenosti podniků na prudké změny a výkyvy na trhu. Odhalila zejména slabiny v procesech jednotlivých firem, bez ohledu na to, jestli se jedná o interní procesy nebo postupy vázané na dodavatelský řetězec. Na druhou stranu, podniky dnes zcela zjevně zjišťují, které operace je nutné optimalizovat nebo kompletně revidovat.

I když neexistuje jediný univerzální všelék, adopci nových byznys modelů a transformaci na agilnější výrobní procesy a zásobovací provozy urychlí a značně usnadní smysluplná digitalizace. Zároveň jedním z kritických bodů je generační posun v technologiích, které s sebou digitalizace nutně přináší.

Vstupní brána digitalizace

Bez dat se žádné zavedení inteligentního a dynamického řízení nepovede. Proto univerzální pravidlo při digitální transformaci zní ‒ mít k dispozici správná a spolehlivá data. Data jsou zároveň také vstupní branou pro vytvoření propojeného podniku, jak ve fyzickém, tak i ve virtuálním provozu.

Při úvahách, jak začít s efektivní digitalizací s přidanou hodnotou, se z praxe potvrzuje jako nejsmysluplnější implementace monitorování výrobních procesů, především monitorování materiálového toku. V době snižování výrobních dávek a neustále narůstající míry variability odběratelských objednávek se dostupnost rychlých a správných dat na každé úrovni řízení stává nezbytnou pro udržitelný provoz podniku.

Stejnou cestou se vydala i strojírenská společnost, která je subdodavatelem automobilového sektoru, přičemž podniká i v aviatice. Tato rodinná společnost nedisponovala automatizovanou ani semi-automatizovanou výrobou nebo technologiemi, přesto si její vedení uvědomovalo nezbytnost digitalizace i v případě provozu s vysokým zastoupením manuálních činností.

Počátečním impulzem pro spuštění projektu digitalizace, na kterém naše společnost participovala jako dodavatel a projektový integrátor, byl požadavek na zabezpečení průběžného sledování stavu rozpracovanosti výrobních zakázek. Odběratelé často měnili datum požadovaného dodání nebo upravovali již objednané množství výrobků v jednotlivých dílčích zakázkách. Pro obchodníky bylo značně složité plánovat dodání a expedici jednotlivých zakázek.

Základem řešení bylo zavedení elektronického odhlašování práce na jednotlivých výrobních pracovištích a pro všechny předepsané úkony prostřednictvím inteligentního informačního systému. Monitorování materiálového toku však znamená i evidování všech vstupujících komponentů do výrobního úkonu, jakož i všech vyrobených dílčích výrobků a sestav. Bezprostředním přínosem pro pracovníky ve výrobním provozu byl okamžitý a přesný přehled o stavu plnění výrobního plánu a stavu jednotlivých výrobních zakázek.

Výsledkem sběru dat je také detailní materiálová traceabilita, tedy dosledovatelnost, z jakých součástí byl každý výrobek zhotoven. Propojení jednotlivých informací přineslo podniku také benefit v podobě možnosti dohledávat příčiny zmetkovitosti ve výrobě, což mělo signifikantní dopad na zvýšení kvality výroby. V konečném důsledku tak došlo ke zlepšení celkové produktivity podniku. Sledování materiálového toku v reálném čase umožnilo podniku flexibilněji řídit práci na jednotlivých zakázkách a zároveň flexibilněji seřazovat frontu zakázek a snadněji plánovat odbytovou logistiku.

Budování digitálního provozu

V případě nasazení elektronického monitorování materiálového toku jde o technologicky a finančně nenáročný projekt. Není nutné vykonávat invazivní zásahy do stávajících procesů nebo zařízení, což minimalizuje negativní dopady na kvalitu a produktivitu výrobního procesu, jakož i celkové provozní náklady. K získávání dat z uvedených procesů lze využít cenově dostupných QR (nebo čárových kódů) nebo RFID technologií a několika statických nebo mobilních terminálů. Mnohdy je potřebné technické vybavení již instalováno. Také není nevyhnutelné aplikovat tuto formu základní digitalizace v celém podniku najednou. Vzhledem na propočet návratnosti investic je možné začít s pilotním projektem v podobě vyčleněného materiálového toku přes dedikované výrobní buňky nebo výrobní úseky.

Takovýmto řešením začíná podnik budovat základy svého digitálního ekosystému, jelikož nad příslušným procesem vzniká jeho digitální obraz (digitální dvojče). Díky němu může inteligentní řídící platforma nebo Smart Industry systém i na základě relativně omezeného objemu dat, získaných přes senzory nebo RFID/QR technologie, zpracovávat informace s přidanou hodnotou. Navíc digitální obrazy procesů jsou nevyhnutelné pro jejich automatizaci a dynamické řízení.

Základní sledování materiálového toku a jednotlivých výrobních procesů s sebou přináší také schopnost vyhodnocovat efektivnost zařízení (OEE) a lidské práce (OLE). Díky ucelenému obrazu o fungování dotčených zařízení, identifikaci úzkých hrdel a evidování prostojů a jejich důvodu může podnik své výrobní nebo zásobovací procesy optimalizovat a zavádět také preventivní opatření.

Kromě toho uvedená data lze využít i při řízení vnitropodnikové logistiky. Nasazením Smart Industry systému na monitorování přepravních a skladových operací získá podnik detailní obraz nejen o stavu zásob materiálu, ale také o jeho aktuální pozici. Digitální dvojče materiálu tím získá zcela nový rozměr. V případě výše uvedené strojírenské společnosti přineslo takové řešení okamžité výsledky v podobě radikálního snížení prostojů a neproduktivního času operátorů logistiky při dohledávání materiálu ve výrobě nebo ve skladu.

Předvoj inteligentního podniku

Cílem digitalizace je získat co nejucelenější a nejkomplexnější digitální obraz procesů, tedy všechna relevantní data, aby implementovaný Smart Industry systém mohl začít pomáhat při efektivní koordinaci procesů, nad kterými může posléze převzít kompletní kontrolu. I když mnohé, především větší podniky již začaly digitalizovat za účelem vytvoření „digitální továrny“ (neboli Digital Factory), současné inteligentní systémy dokážou řídit procesy dynamicky a v reálném čase i v menších provozech bez automatizačních technologií.

Na základě definovaných pravidel a podmínek je možné v řídícím systému vytvořit algoritmy, které budou automaticky zpracovávat a vyhodnocovat informace o aktuálním stavu výroby. Tyto algoritmy mohou jednoduchá rozhodnutí dělat zcela autonomně a bezodkladně. Složitější rozhodnutí mohou delegovat na lidského pracovníka (například supervizora výroby), jenž na základě okamžitého přístupu k aktuálním informacím (zpracovaným a přehledně vizualizovaným) může dělat rychlé, a především kvalifikované rozhodnutí. Zaměstnanci jsou tak odbřemeněni od rutinních rozhodnutí a neustálého sledování velkého množství nesourodých dat, jelikož tuto práci za ně dělá inteligentní systém. Tato forma kolaborace již má označení rozšířená inteligence.

V obou případech je klíčové si zvolit procesy, při kterých lze digitalizaci snadno škálovat, aby mohl podnik flexibilně pokračovat v digitální transformaci. Čím víc dat ze svých procesů podnik získá, tím lépe je dokáže využít pro optimalizaci příslušných procesů, jakož i procesů, které na ně navazují v podnikovém nebo mimopodnikovém prostředí.

Kontinuální inovování se v současné době stalo integrální součástí strategie udržení konkurenceschopnosti a přípravy na jenom těžko předvídatelnou budoucnost, což aktuální situace s koronakrizí jenom potvrzuje. Navíc, podobně jako je sledování materiálového toku evolučním předstupněm digitální automatizace a dynamického a autonomního řízení, je také nevyhnutelným předstupněm pro úspěšné nasazení technologií umělé inteligence (AI). A to bez ohledu na to, jestli bude tato technologie součástí Smart Industry řešení nebo inteligentní IoT platformy podniku, nebo ve formě samostatných aplikací neuronových sítí, strojového učení (ML), genetických algoritmů nebo expertních systémů.

Sledování materiálového toku představuje pro většinu podniků evoluční mezistupeň pro generační změnu pro přechod na agilní a inteligentní provoz. V novém řídícím modelu jsou pracovní postupy, výrobní priority a zásobování ve velké míře koordinovány informačním systémem na základě definovaných parametrů (rychlost, priorita zakázek, objem produkce apod.).

Proto je projekt sledování materiálového toku nejrychlejší, a vzhledem k dostupným možnostem i nejsnadnějším prvním krokem k dosažení konceptu chytré výroby („smart manufacturing“). Cílovou vizi konceptu je inteligentní koordinace a optimalizace obchodních, fyzických a virtuálních procesů napříč podnikem s cílem maximalizovat jeho hodnotový řetězec (strategicky významné činnosti).

Investice do digitalizace není jenom investicí do technologií, ale také lidí, pracovních postupů a v neposlední řadě do podniku a jeho budoucnosti. Tak, jako dnes už hodně řidičů využívá dovednosti a inteligenci svého automobilu (snímání dopravních značek, parkovací asistent, adaptivní tempomat, …), tak nadešel příhodný čas, aby se i ve výrobě nastartovalo užívání dovedností a schopností digitálních technologií.

Peter Bílik Autor je Smart Industry solution designer ve společnosti ANASOFT, kde se zaměřuje na digitalizaci, optimalizaci a automatizaci průmyslu a logistiky novými technologiemi.