Jakým způsobem řešit výzvy, které na nás klade digitální transformace

Digitální transformace výroby je po celá desetiletí vedoucím tématem diskuse v průmyslu. Realitou je posun k pokročilým technologiím ve zpracovatelském průmyslu, který probíhá již velmi dlouhou dobu. První programovatelný logický automat (PLC) byl představen téměř před 50 lety a první distribuovaný řídicí systém (DCS) následoval zhruba o pět let později.

V té době představovala myšlenka nahradit pneumatické ovladače, relé a regulátory smyčky polovodičovými automatizačními systémy, které by byly schopny nepřetržitě a bezchybně fungovat, obrovský krok vpřed a položila základ mnoha následným technologiím. Zatímco průmyslové závody a zařízení stále hojně využívají tradiční automatizaci, většina souvisejících technologií, včetně PLC a DCS, se v současné době podstatným způsobem posunula kupředu, pokud jde o funkčnost a interoperabilitu.

Téměř každé pracoviště v podniku je vybaveno inteligentními zařízeními komunikujícími prostřednictvím vysokorychlostních sítí; tato zařízení poskytují velké množství dat nad rámec procesních proměnných a stavových hodnot. Například diagnostické údaje jsou k dispozici pro přístroje i pro stroje a procesní jednotky, které monitorují. Použitím tohoto a dalších nových zdrojů dat se dramaticky zvýšila úroveň bezpečnosti práce a provozuschopnost zařízení, navíc výkonnost podniku jako celku rostla ještě vyšší rychlostí.

Automatizační systémy zpočátku kladly důraz na monitorování a řízení, ale byly rovněž schopny sledovat a udržovat historii. Tato historická data byla následně transformována do přehledných reportů, což umožnilo pohled na fungování podniku, který nebyl dříve k dispozici. Nakonec byly tyto informace zpřístupněny systémům fungujícím na podnikové úrovni, což vytvořilo další příležitosti pro provozní vylepšení.

Pokud digitální transformace započala v 70. letech minulého století a podniky začleňovaly do svých procesů mnoho souvisejících technologií, proč se o tom stále diskutuje? Je zřejmé, že kroky, které jsme udělali v procesním a diskrétním průmyslu, přinesly nebývalá vylepšení. Výrobní náklady se výrazně snížily, neboť se zvýšily výnosy a snížil se obsah práce na jednotku. Kvůli mnoha výzvám však naše schopnost aplikovat všechna tato data a informace k plnému využití své síly nedržela krok s technologiemi, jež jsou nyní k dispozici v moderních zařízeních a systémech.

Transformace nezpracovaných dat do užitečných informací

Náhrada manuálního, pneumatického a reléového způsobu řízení inteligentními automatizačními systémy je poměrně přímočará. Dokumentování nezbytných řídicích funkcí a konfigurace/programování automatizačních prvků obvykle nejsou komplikované a vedou k podstatným vylepšením.

Avšak v současné době musejí výrobci odvodit vyšší stupeň výhod z obrovského množství shromážděných dat, aby uvolnili ještě větší potenciál dřímající v provozních operacích. Tato digitální transformace bude potřebovat zdokonalené strategie, aby se co nejlépe využily všechny dostupné zdroje dané společnosti, a může dokonce vyžadovat i využití schopností obchodních partnerů. Příležitost transformovat způsob podnikání skutečně existuje, ale může být poněkud zastrašující, protože je třeba nejprve zodpovědět některé klíčové otázky, včetně těch následujících:

• Kde je nutno začít?
• Kolik to bude stát?
• Lze za tímto účelem vytvořit zvláštní projekt?
• Pokud se daná investici zrealizuje, zvládne tuto změnu naše společnost?

Tyto otázky se stávají ještě náročnějšími, protože digitální transformace bude probíhat v každé společnosti jinak. Podniky mají odlišný výchozí bod, rozdílnou vizi i definici úspěchu. Vedoucí provozů musejí jasně sdělit své organizaci, jaký přínos bude mít digitální transformace právě pro jejich provozní jednotku (viz obrázek 1).

Jinými slovy ti, kteří chtějí prosadit digitální transformaci ve svém podniku, by měli usilovat o vytvoření takového systému, v rámci něhož budou všechny provozní činnosti integrovány; jedině tímto způsobem lze nasadit klíčové strategie a následně získané poznatky aplikovat v celé společnosti s cílem harmonizovat všechny operace. K dosažení těchto cílů je obvykle nutná kombinace investic do technologií a lidských zdrojů, jak je podrobně uvedeno v následujících příkladech.

Zdola nahoru namísto shora dolů

Takto řízená společnost mívá tradiční podnikovou strukturu a centralizovaný personál dohlíží na větší počet provozních obchodních jednotek, z nichž každá vykonává různé funkce, včetně výroby (viz obrázek 2).

Obrázek 2: Mnoho průmyslových společností využívá strukturu, v rámci které jsou činnosti podnikových jednotek koordinovány korporační centrálou.

Taková společnost se považuje za ústřední orgán, pokud jde o řízení podniku, stanovování klíčových strategií a vytváření vizí pro celý podnik. Pravděpodobně zahrnuje centrálně řízený technický a provozní tým, jenž poskytuje pokyny pro obchodní jednotky, aby bylo zajištěno, že práce je prováděna globálně a soudržně. Společnost standardizuje postupy IT, takže příslušné nástroje jsou používány důsledně, a proto není problém s výměnou dat. Chápe potřebu připojení k provozním jednotkám, aby byly sjednoceny všechny postupy napříč celou organizací. Klíčem k účinnosti pokynů vydaných centrální organizací je jejich přijetí a aplikace na úrovni všech provozních jednotek (viz obrázek 3).

Obrázek 3: Vyhlášky vydané na korporační úrovni nebudou účinné bez toho, aniž by je každá podniková jednotka přijala za své a bezpodmínečně se jimi řídila.

Bez toho, aniž by každá obchodní jednotka akceptovala a aplikovala všechna centrálně vydaná nařízení, nebudou fungovat ani ta nejlepší technická řešení a tím pádem ani jejich implementace nepřinese maximální užitek. Nejlepším způsobem, jak tento problém vyřešit, je propojit každý jednotlivý podnik s centrálou, aby rozhodnutí podnikové jednotky byla přijímána ve shodě s vizí společnosti, nikoli podle individuálních představ vedoucího podnikové jednotky (viz obrázek 4).

Obrázek 4: Místo vydávání stále nových vyhlášek a nařízení jednotlivým podnikům musí zaměstnanci centrální korporace úzce spolupracovat s každým podnikem, aby zajistili účinnou digitální transformaci daného podniku včetně implementace IIoT.

Příklad tohoto konceptu v praxi lze demonstrovat na výrobním podniku Emerson Machine Automation s centrálou a výrobním závodem v Charlottesville ve státě Virginie.

Zaměstnanci podniku neustále hledají příležitosti ke zlepšení. Akce, které provádějí, nejsou závislé na podnikové směrnici, ale vycházejí ze známých potřeb pro vylepšení pracovních operací. Pracovníci podniku ustavičně zdokonalují své činnosti tím, že navrhují mechanické a softwarové nástroje pro zvýšení produktivity a snížení nákladů. Tento přístup zdola nahoru zvyšuje účinnost operací, protože každou navrhovanou změnu předkládají ti, kteří dané záležitosti rozumějí nejvíce, což umožňuje rychlé rozpoznání problému následované okamžitou implementací řešení.

Je pravda, že realizace této strategie je v uvedeném příkladu zjednodušená tím, že existuje pouze jedno místo pro velkoobjemovou výrobu nacházející se v těsné blízkosti centrály společnosti, ale základní koncept je použitelný pro jakoukoli společnost. Hlavní výzvou pro společnosti, které řídí více velkých výrobních center v různých lokalitách, je zajistit zdokumentování a sdílení všech nových nástrojů a postupů, aby každý podnik používal podobné.

Když je výroba distribuována v rámci několika lokalit, vznikají výzvy, co se týče vzájemného sdílení inovací, což vyžaduje rychlou koordinaci kvůli jejich následné aplikaci ve zbývajících lokalitách. Spolupráce s hlavní centrálou tak může být obtížnější, avšak moderní komunikační technologie jsou schopny řešit mnohé z těchto problémů.

Umístěte lidi na první místo

Jeden ze zákazníků společnosti Emerson Machine Automation provozuje celulózku a papírnu, která vyrábí různé produkty, včetně sendvičových obalů a lepenky, a sází na brzké přijetí papírových brček. Podnik disponuje čtyřmi různými platformami PLC a třemi různými DCS.

Plánují integraci celého provozu vytvořením centra spolupráce, v jehož rámci chtějí nejprve sjednotit své lidi a až následně konsolidovat a upgradovat automatizační systémy. Společnost vybudovala velín se šesti velkoplošnými monitory, kde se zobrazují informace ze sedmi automatizačních systémů. Operátoři tak nyní mají přístup k širšímu souboru informací, které používají k rychlejšímu a informovanějšímu rozhodování.

Společnost vyvíjí vlastní integrační plány na základě vstupů a zpětné vazby od operátorů. Své nejnaléhavější potřeby řeší postupným procesem digitální integrace a transformace. Tento podnik je vzorovým příkladem procesu používání velkých dat ke zvýšení produktivity průmyslu a k minimalizaci neplánovaných prostojů (viz obrázek 5).

Obrázek 5: Výrobci teprve začínají efektivně využívat stávající velká data ke zdokonalování provozních operací.

Podnik disponuje inteligentními zařízeními a platformami potřebnými k poskytování základních dat nezbytných pro dosažení nejvyššího kvartilového výkonu, ale k datům nemá snadný přístup. Pro tuto společnost je instalace nového velínu skvělým prvním krokem na cestě k implementaci plnohodnotné strategie průmyslového internetu věcí (IIoT); takto budou mít k dispozici více dat pro celý tým.

Zmíněná papírna se nijak neliší od většiny ostatních, protože převážná část podniků využívá jen nízké procento dostupných dat. Odhad 5 %, který je uveden na obrázku 5, je poměrně konzervativní, protože mnozí odhadují, že v praxi se ke zlepšení provozních operací používá pouze něco přes 1 % dostupných dat.

Pohled do budoucna

Toto jsou dva příklady výzev, kterým dnes společnosti čelí. Další vznikají, když společnosti rostou a rozšiřují své IT systémy a v rámci akvizic zavádějí nové IT a automatizační systémy. Dochází k výrazným změnám podnikatelského prostředí, různých směrnic a právních požadavků, což vyžaduje reakci výroby. Skutečně propojený podnik však bude přizpůsobivý a agilní a to mu umožní držet krok se změnami ve výrobním prostředí.

Pro náležité provedení digitální transformace podniku je nutno mít k dispozici kvalitní technické i personální zázemí. Zvýšení produktivity na základě automatizace je často negativně ovlivněno nedostatečnou přípravou provozního personálu, jemuž chybí kvalitní školení nebo odpovídající soubor dovedností. I při těchto a dalších obtížích je však drtivá většina společností přesvědčena, že inteligentní implementace strategie IIoT je pro jejich další úspěch zcela zásadní.

Ve světě automatizace se na digitální transformaci často pohlíží jako na zvýšení efektivity výroby. Informace získané z historických dat jsou vstřebávány, aby mohla být zlepšena predikce, a přidávají se analytické nástroje, které zvyšují povědomí o aktuálních poměrech a potřebných změnách. Rovněž vyvstává potřeba zvýšit rychlost rozhodování, to vše s úmyslem zefektivnit v maximální možné míře všechny provozní činnosti. Spolu s těmito výzvami a tím, jak se svět bude stále více orientovat na data, je nutné automatizační systémy integrovat s IT infrastrukturou a strategií dané společnosti.

Ačkoli způsob digitální transformace, jak je popsán výše, může někomu připadat jako hodně komplikovaná záležitost, výrobní podniky musejí neustále postupovat kupředu, jinak riskují, že zůstanou pozadu. I když každá společnost čelí všelikým výzvám a může přijít s různými odpověďmi, k tomu, aby mohla obstát v globální konkurenci, je nezbytné, aby prošla potřebnou transformací. Popsané praktiky otevírají cestu potřebným inovacím, které pomohou překonat všudypřítomnou konkurenci.

Dobrou zprávou na začátku této cesty je skutečnost, že většina dat již ve vašem závodě existuje. Klíčem je využití těchto dostupných informací a jejich použití k transformaci vašeho podnikání. Cílené výsledky a přístupy, které podporují škálovatelnost, umožňují měřitelné investice a podporovatelné obchodní případy.

Cesta k digitální transformaci není snadná, ale úspěchu lze dosáhnout prováděním postupných kroků, počínaje nejnaléhavějšími problémy (viz obrázek 6).

Obrázek 6: Cesta k digitální transformaci začíná rozpoznáním všech příležitostí, jak efektivněji využívat stávající data.

Většina výrobních podniků a zařízení implementovala různé automatizační programy, které vytvořily velké množství dat dostupných pro urychlení procesu digitální transformace. To vytvořilo příležitosti k použití dat za účelem řešení okamžitých a naléhavých potřeb. Pohyb vpřed s implementacemi IIoT tímto způsobem umožňuje, aby úsilí v oblasti digitální transformace začalo v malém měřítku a postupně narůstalo, což značně zvyšuje šance na úspěch vaší společnosti.