fb
IT Systems 4/2024 Plánování a řízení výroby 9. 5. 2024 15:28

7 strategických trendů v digitalizaci a automatizaci výroby pro rok 2024

Trendy v oblasti digitalizace a automatizace výroby reagují na aktuální globální výzvy. Rozvoj a implementace pokročilých technolo­gií v průmyslovém prostředí, jako jsou například autonomní mobilní roboti nebo systémy kontroly kvality na bázi AI, jsou příkladem inovativních řešení, která reagují na potřebu vyšší efektivnosti a flexibilnější adaptace na proměnlivé tržní požadavky a rostoucí tlak na udržitelnost.

Výrobní podniky se musí přizpůsobit nejen rychle se měnícím technologickým trendům, ale také dynamickým změnám v pracovním prostředí a globálním kontextu. Tento posun si již vyžaduje holistický přístup k digitální transformaci.

Trend č. 1: Inteligentní autonomní agenti

Inteligentní autonomní agenti, v odborném žargonu označovaní jako dynamická digitální dvojčata, jsou stále více začleňováni do výrobních a provozních procesů. Tyto digitální repliky jsou vyvíjeny s cílem zastřešit řízení a zefektivnění výrobních a s tím souvisejících procesů s využitím sofistikovaných algoritmů umělé inteligence. Jejich hlavním úkolem je provádět nepřetržitou analýzu výrobních dat, na základě kterých autonomně činí rozhodnutí v reálném čase a vykonávají přidělené úkoly, aby tak optimalizovaly pracovní postupy.

Digitální dvojčata kontinuálně sbírají a analyzují data z výrobních procesů, zahrnující informace o výkonu, kvalitě a využití zdrojů. Výhodou je, že díky algoritmům umělé inteligence dokážou identifikovat optimální pracovní postupy a automatizovaně vykonávat úkoly – ať už se jedná o úpravu výrobních parametrů v reakci na aktuální nabídku a poptávku, masovou personalizaci produktů, nebo specifické zásobování výrobních linek. Tato inteligence umožňuje dvojčatům přizpůsobit se měnícím se okolnostem v reálném čase, což přináší značné praktické výhody.

Nasazení autonomních softwarových agentů vede k zvýšení provozní efektivnosti, redukci výrobních chyb způsobených lidským faktorem a zvýšení výrobní agility, což znamená schopnost rychlé adaptace na dynamické změny v prostředí. Navíc optimalizace provozních nákladů představuje další významnou výhodu, jelikož efektivnější využití podnikových zdrojů a rozpočtu na výrobu a údržbu přináší výrazné úspory.

Díky decentralizované multi-agentové technologii mohou digitální dvojčata efektivně řídit složité výrobní a logistické procesy, rychle se přizpůsobit měnícím se podmínkám a poskytovat flexibilní řízení operací, což je klíčové pro dynamická a nepředvídatelná výrobní a logistická prostředí.

Trend č. 2: Integrace autonomních mobilních robotů (AMR) do výroby

Intralogistika zaujímá klíčové místo v moderních výrobních pro­stře­dích. Jedním ze směrů, jak dosahovat lepší produktivity výrobních procesů a zároveň zvyšovat jejich flexibilitu, je rozšiřování využití autonomních mobilních robotů (AMR) na výrobních linkách a v oblasti výrobní logistiky. Tyto roboty jsou konstruovány pro samostatnou přepravu materiálů a komponentů, což umožňuje automatizaci a optimalizaci materiálového toku ve výrobních provozech.

Díky schopnosti dynamicky manévrovat mezi skladem a výrobní linkou, přizpůsobovat se změnám ve výrobních linkách a procesech a bezpečně fungovat vedle lidských pracovníků, přináší AMR řadu výhod. Využívají pokročilé navigační technologie pro autonomní přepravu materiálů a manipulaci s komponenty bez potřeby manuálního zasahování, přičemž jsou vybaveni senzory a algoritmy, které jim umožňují flexibilně reagovat na překážky a dynamické změny v prostředí.

Praktické výhody těchto robotů jsou mnohostranné. Optimalizují ma­te­riá­lo­vý tok, což vede k rychlejšímu a přesnějšímu přesunu ma­te­riá­lů, lepší organizaci práce, synchronizaci výrobních postupů a zkrá­ce­ní výrobních cyklů. Flexibilita, kterou AMR přinášejí do výrobních procesů, je dalším klíčovým faktorem, umožňujícím snadnou adaptaci na měnící se požadavky trhu a zlepšení pracovních podmínek.

Trend č. 3: Kyber-fyzikální výrobní systémy

Kyber-fyzikální systémy (CPS), mezi které patří především řídící MES systémy, nabízejí bezprecedentní přístup k propojení fyzických aspektů provozu s digitálními technologiemi, což umožňuje výrobním operacím využívat pokročilé informační systémy pro zvýšení automatizace, zlepšení přesnosti a konzistence výrobních procesů, a současně snížení času i nákladů spojených s výrobou.

CPS propojují fyzickou a digitální stránku výroby prostřednictvím senzorů, snímačů a IoT technologií, které sbírají a analyzují data z fyzického výrobního procesu. To vše s cílem poskytnout přesný reálný přehled o stavu a výkonu výroby. Tyto systémy pak na základě sběru dat umožňují automatizaci rozhodovacích procesů a adaptaci výrobních linek na změny bez nutnosti manuálních zásahů.

Kyber-fyzikální systémy spojují pokročilé IT technologie s fyzickými operacemi, což umožňuje přesné řízení a monitorování výrobních procesů v reálném čase. Toto synergetické spojení vede k lepší automatizaci, vyšší kvalitě výrobků a větší flexibilitě ve výrobě, odpovídající na měnící se tržní požadavky. Výsledkem je vytvoření inteligentních, samořídících výrobních prostředí, schopných rychlé adaptace a transformace, což představuje významný pokrok směrem k realizaci konceptu Industry 4.0 a Smart Factory.

Trend č. 4: Řešení kontroly kvality na bázi AI

Využití umělé inteligence při automatizaci procesů kontroly kvality představuje další krok pro výrobní podniky. Díky pokročilým algoritmům rozpoznávání obrazu a strojového učení je nyní možné nepřetržitě vyhodnocovat a identifikovat potenciální defekty a nesrovnalosti na výrobních linkách, pracovištích, ale i u polotovarů, komponent a hotových výrobků. Tento proces zajišťuje dodržování nejvyšších standardů kvality a snižuje míru vadnosti v produkci.

Řešení založená na AI a strojovém učení pro analýzu obrazových dat umožňují odhalování kvalitativních odchylek nebo defektů, jako jsou trhliny, nesrovnalosti na povrchu, geometrické chyby a další anomálie. Díky schopnosti automatické detekce a klasifikace chyb mohou AI systémy kontroly kvality poskytovat rychlou a přesnou odezvu na jakékoli problémy s kvalitou.

Trend č. 5: Dynamická pracovní síla

V souvislosti s pokračujícím rozvojem umělé inteligence zásadně ovlivňuje digitální transformace také sociální aspekty práce. Jejím jádrem je začleňování vzdálených (kolaborativních) modelů a sofistikovaných aplikací AI do provozních procesů. Tato kombinace nabízí výrobním manažerům nové příležitosti pro zefektivnění koordinace a řízení pracovních postupů, a to i na dálku.

Základem jsou hybridní pracoviště, která využívají spojení lidských a strojových kognitivních schopností, se zaměřením na AI a strojové učení. To vede k vytváření pracovních pozic, kde se snoubí lidská intuice se strojovou přesností. Současně je nezbytné, aby zaměst­nan­ci rozšiřovali své digitální dovednosti, aby mohli čelit novým vý­zvám a využívat nové příležitosti, které s sebou přináší digitalizace. To s sebou přináší flexibilnější provozní strategie díky přijetí pruž­něj­ších operací a digitalizaci zvyšující odolnost a flexibilitu výrobních procesů. Dochází k vzniku nových pracovních míst se zaměřením na digitální dovednosti, což přináší zlepšení spolupráce a komunikace mezi různými odděleními a lokalitami, včetně týmů z různých zemí.

Trend č. 6: Pokročilé systémy energetického managementu

Současný trend v oblasti výrobního managementu se zaměřuje na zavádění sofistikovaných systémů pro řízení spotřeby energie. Tyto systémy jsou navrženy s ohledem na technologickou přesnost a efektivitu a jejich hlavním cílem je nejen optimalizace spotřeby energie při využívání výrobních a montážních zařízení, ale také minimalizace energetického odpadu.

Zásadní je rovněž podpora využívání obnovitelných zdrojů energie, což podnikům umožňuje snižovat jejich uhlíkovou stopu a zároveň zefektivňovat energetické náklady. Fungování systémů spočívá v neustálém monitorování a analýze spotřeby energie v rámci výrobního provozu. Tyto systémy identifikují oblasti neefektivního využívání energie a automaticky upravují nastavení výrobních zařízení a procesů, aby snížily spotřebu energie, aniž by to negativně ovlivnilo produktivitu.

Díky optimalizaci spotřeby energie a integraci obnovitelných zdrojů je také možné výrazně snížit environmentální zatížení, čímž podniky přispívají ke snížení emisí skleníkových plynů a zvyšují udržitelnost svých operací.

Trend č. 7: Technologie pro zvýšení odolnosti dodavatelského řetězce

Geopolitické události a tendence směřující k deglobalizaci zásadně ovlivňují podobu dodavatelských řetězců. V reakci na tyto změny se podniky stále více soustřeďují na vývoj a zavádění technologií, které mají zvýšit jejich odolnost a flexibilitu. Mezi tyto technologie patří využití prediktivní analytiky pro efektivní řízení rizik a aplikace umělé inteligence pro sofistikované hodnocení a výběr dodavatelů, což zajišťuje vyšší míru transparentnosti a bezpečnosti v rámci dodavatelských řetězců.

Proces funguje na principu prediktivní analytiky, která využívá dato­vé analýzy k identifikaci možných rizik a slabých míst ve stávajících dodavatelských řetězcích, což firmám umožňuje předcházet poten­ciál­ním problémům, jako jsou výpadky nebo zpoždění. Umělá inte­li­gen­ce pak automatizuje hodnocení výkonu a spolehlivosti doda­va­te­lů, usnadňuje výběr a audit a přispívá k vyšší efektivitě procesu výběru dodavatelů. Kromě toho implementace digitálních technologií zvyšuje transparentnost a sledovatelnost v dodavatelském řetězci, čímž podporuje bezpečnost a chrání před potenciálními podvody.

Rozvoj a implementace těchto pokročilých technologií jsou nezbytné pro zajištění spolehlivosti dodavatelských řetězců v dynamickém a často nepředvídatelném podnikatelském prostředí. Díky nim mohou podniky nejen efektivněji řídit rizika a zvyšovat transparentnost svých procesů, ale také podporovat udržitelnější a bezpečnější dodavatelské řetězce, což umožňuje efektivnější spolupráci s dodavateli a posiluje jejich postavení na trhu.

Peter Bílik Peter Bílik
Smart Industry solution designer, ANASOFT
Martin Kudláč Martin Kudláč
Marketing specialist, ANASOFT
Autoři článku pracují ve společnosti ANASOFT, která se zaměřuje na digitalizaci, optimalizaci a inteligentní automatizaci výroby, logistiky a skladů.

Kalendář akcí
Konference - Semináře - Školení
Časopis IT Systems/Speciál
Aktuální číslo časopisu IT Systems Aktuální číslo časopisu příloha #1
Archív časopisu IT Systems
IT Systems 3 IT Systems 1-2 IT Systems 12 IT Systems 11
Archív časopisu IT Systems Special
Aktuální číslo časopisu příloha #1 Aktuální číslo časopisu příloha #1 Aktuální číslo časopisu příloha #1 Aktuální číslo časopisu příloha #1