IIoT – czas na inteligentne fabryki

Przemysłowy Internet Rzeczy coraz śmielej wkracza na polski rynek, choć wciąż nie możemy pochwalić się zbyt licznymi wdrożeniami. O tym, jakie są obecne przypadki wykorzystania IIoT oraz jakie działania należy podjąć, aby przekształcić firmę w fabrykę przyszłości, opowiada Maciej Lipiński, członek zarządu ds. technologii i innowacji w BCAST. Rozmawia Paulina Kostro.

Paulina Kostro: Jakie potrzeby biznesowe można zaspokoić dzięki implementacji IIoT?

Maciej Lipiński: Odpowiadając na to pytanie, pozwolę sobie wspomóc się jednym z ważniejszych haseł utożsamianych z guru zarządzania Peterem Druckerem: „Nie możesz zarządzać czymś, czego nie możesz zmierzyć”. Przemysłowy Internet Rzeczy (ang. Industrial Internet of Things – IIoT) i szerzej Internet Rzeczy (Internet of Things – IoT) jako istotny element transformacji cyfrowej jest narzędziem, które pomaga mierzyć i analizować praktycznie każdą dziedzinę życia, gospodarki czy nauki na podstawie informacji zebranych w czasie rzeczywistym.

W przypadku zastosowań przemysłowych, dla których jest adresowany IIoT, mogą to być dowolnie wybrane informacje cyfrowe – od poziomu wypełnienia zbiorników czy temperatury danej maszyny, przez pozycję każdego poruszającego się urządzenia lub przenoszonego pakunku, aż po warunki pracy systemów obronnych. Takie informacje mogą trafiać do nadzorcy bądź samych pracowników obsługujących maszynę lub, dzięki sieci, do innych urządzeń, które na ich podstawie podejmą zaprogramowane działania.

Ze względu na to, że rozwiązania IIoT projektowane są dla konkretnego klienta lub odbiorcy, to potrzeby, na które odpowiadają, są różne w przypadku konkretnych wdrożeń. Jedne instytucje będą używać tej technologii do optymalizacji działań, mając na uwadze redukcję kosztów lub po prostu efektywniejszą alokację kapitału, drugie będą chciały podnieść wydajność pracy i produktywność pracowników, a trzecie – tworzyć systemy, które ostrzegą przed ewentualną awarią.

P.K.: Jakie są obecne i przyszłe przypadki wykorzystania IIoT?

M.L.: Płaszczyzny wykorzystania IIoT dotyczą przede wszystkim trzech zakresów: efektywnego zarządzania zasobami, ich monitorowania i diagnostyki oraz doskonalenia procesów przetwarzania tymi zasobami.

Skala zastosowań rozwiązań IIoT jest szeroka i obejmuje praktycznie każdy sektor gospodarki.

Jeśli chodzi o przemysł i produkcję, możemy mówić np. o monitoringu stanu zasobów w silosach lub cysternach czy kontroli warunków pracy urządzeń produkcyjnych i ich otoczenia. W automatyce budynkowej i inteligentnych miastach IIoT możemy wykorzystać np. w monitoringu nieruchomości czy wykrywaniu zagrożeń lub organizacji ruchu drogowego. Natomiast w gospodarce wodnej i środowej – np. poprzez weryfikację bieżącego stanu ekosystemu oraz szacowanie prawdopodobieństwa klęsk żywiołowych (z pożarami i trzęsieniami ziemi włącznie), kończąc na systemach transportu czy służbie zdrowia.

Warto zaznaczyć, że IIoT może wnieść szczególnie wiele nowoczesnych zastosowań w sektorze transportu i służbie zdrowia. W tym kontekście warto wymienić choćby: śledzenie taboru kolejowego; monitoring dóbr luksusowych, delikatnych lub niebezpiecznych; zdalna medycyna z nadzorem stanu zdrowia i bezpieczeństwa pacjentów lub stanu dóbr medycznych w szpitalach, a także mobilnych jednostkach ratowniczych. To tylko kilka przykładów, których stosowanie do tej pory miało szereg ograniczeń związanych z zasięgiem działania i energią urządzeń rejestrujących. Natomiast dzięki IIoT i zaszytym mechanizmom możliwy jest przede wszystkim długi czas pracy na baterii, relatywnie duże zasięgi oraz łatwość wdrożeń. Wymienione aspekty pośrednio przekładają się również na bardziej atrakcyjną cenę urządzeń końcowych, co nie jest bez znaczenia, jeśli mówimy o milionach maszyn.

P.K.: Czy polscy przedsiębiorcy inwestują już w rozwiązania IIoT? Czy mógłby pan podać przykłady tego typu wdrożeń?

M.L.: W Polsce, podobnie zresztą jak w innych miejscach na świecie, spora część firm i instytucji pokłada w IIoT olbrzymie nadzieje, traktując go jako kolejną rewolucję przemysłową. Pozostali wróżą czarne scenariusze związane z wszechobecną inwigilacją i kontrolą. Niezależnie od koncepcji, zarówno w kraju, jak i poza granicami naszego państwa, możemy znaleźć kilka interesujących przykładów wdrożeń rozwiązań IIoT.

Maciej Lipiński, członek zarządu ds. technologii i innowacji w BCAST

Jeżeli chodzi o Polskę, warto rozpocząć od Wrocławia. Na początku tego roku we współpracy z dużymi graczami – Tauronem i Ericssonem – włodarze ogłosili rozpoczęcie wdrożenia technologii IIoT na terenie całego miasta. Ma ona dostarczać mieszkańcom wielu przydatnych informacji – od aktualnej jakości powietrza po dostępność miejsc parkingowych.

W kontekście implementacji IIoT w przemyśle ciekawym przykładem jest kooperacja pomiędzy producentem robotów przemysłowych Fanuc a rodzimą firmą Kogifi. Tutaj celem wdrożenia była optymalizacja procesu wytwórczego, lepsze zarządzanie infrastrukturą fabryki i finalnie – unifikacja standardu, w którym porozumiewają się maszyny.

Warto też przypomnieć o wdrożeniu BCAST [niezależny operator telekomunikacyjny – przyp. red.] w Arktyce. W oparciu o technologię LoRaWAN w naszym dziale R&D skonstruowaliśmy czujnik, który bada klimat podbiegunowego Spitsbergenu – m.in. grubość pokrywy śnieżnej, ciśnienie i temperaturę. Dane te są przesyłane do stacji badawczej, a następnie do systemu zarządczego, gdzie (po obróbce) służą naukowcom m.in. do prognozowania nadchodzących zmian w tamtejszym ekosystemie. Dzięki zaproponowanemu rozwiązaniu pomiary nie muszą być wykonywane ręcznie, co jest nie tylko czasochłonne, ale też niebezpieczne. Chociażby ze względu na niedźwiedzie polarne czy powstające coraz częściej szczeliny na lodowcu.

P.K.: A jak to wygląda za granicą?

M.L.: Jednego z ciekawszych przykładów wykorzystywania IIoT na świecie dostarcza amerykański gigant General Electric (GE). Przez blisko 100 lat firma zarabiała na sprzedaży urządzeń przemysłowych i usług serwisowych. Sytuacja zmieniła się w momencie nastania ery big data. Liczne start-upy zaczęły „zabierać” GE dużą część usług poprzez oferowanie klientom skomplikowanych analiz i algorytmów na utrzymanie infrastruktury. Firma wyczuła zagrożenie i zainwestowała kilka miliardów dolarów w wielopłaszczyznową transformację cyfrową, której osią stał się Internet Przemysłowy z Przemysłowym Internetem Rzeczy na czele.

GE zaproponował szereg własnych usług z wykorzystaniem systemów towarzyszących w oparciu o IIoT. Na przykład zamiast pojedynczych transakcji sprzedaży silników do farm wiatrowych nastąpiło ich [silników] oczujnikowanie i podłączenie do wspólnej platformy zarządzającej sterowaniem. Spowodowało to zwiększenie wydajności pracy silników, a nawet wzrost cyklu życia produktu. Co ciekawe, ów wzrost efektywności pracy urządzeń powodował rozwój dodatkowych zysków dla klienta GE, który dzielił się tym zyskami z firmą w postaci umówionej prowizji. Dzięki IIoT GE udało się zmienić model biznesowy: sprzedając mniej urządzeń, przedsiębiorstwo zarabia więcej dzięki długofalowym kontraktom.

Z kolei, jeśli mowa o przestrzeni miejskiej, warto przywołać casus Holandii. Jest to kraj będący pionierem w zakresie wdrażania rozwiązań IIoT w bardzo szerokim zakresie – od zarządzania rozbudowaną gospodarką wodną, przez inteligentną organizację ruchu i monitoring rowerów, po zarządzanie farmami krów.

P.K.: Dlaczego na polskim rynku obserwujemy wciąż niewiele wdrożeń z zakresu IIoT?

M.L.: Myślę, że w tym przypadku powodów jest co najmniej kilka. Przede wszystkim ostrożność biznesowa. Kreowanie przewagi konkurencyjnej dzięki technologii wymaga najpierw inwestycji w tę technologię. Zwrot z inwestycji takiego wdrożenia następuje często po latach, dlatego ciężko jest przekonać do niego przedsiębiorców, którzy myślą tylko o najbliższej przyszłości.

Ponadto zauważamy, że obecnie niewielu przedsiębiorców ma wiedzę na temat IIoT, stąd istnieje duża potrzeba edukacji rynku o możliwościach tej technologii. Firmy czy instytucje, nawet jeśli miały wcześniej styczność z tą technologią, często nie do końca zdają sobie sprawę z potencjału, jaki się za nią kryje.

Z punktu widzenia przedsiębiorców ważne jest również bezpieczeństwo systemów i przekazywanych informacji, co także nie do końca ma wsparcie w istniejących normach prawnych. Na koniec warto wspomnieć o finansowaniu. Jeśli jako państwo aspirujemy do bycia cyfrowym globalnym liderem – a mamy ku temu argumenty ze względu na zaplecze merytoryczne z mnóstwem młodych zdolnych inżynierów czy doświadczenie w nowych technologiach polskich dostawców – powinniśmy podjąć publiczną dyskusję związaną ze wsparciem gospodarki 4.0 w specjalnym programie. Wówczas polskie przedsiębiorstwa i samorządy mogłyby współpracować bezpośrednio z rodzimymi dostawcami rozwiązań i integratorami. Dałoby to poczucie dojrzałości technologicznej i referencje dla wszystkich pozostałych firm i przedsiębiorstw.

P.K.: Nie ulega zatem wątpliwości, że inteligentne przedsiębiorstwa to wymierne korzyści. Jakie działania należy podjąć, aby firma przekształciła się w fabrykę przyszłości?

M.L.: Wdrażanie nowoczesnych, inteligentnych rozwiązań, które pozwalają firmom efektywnie realizować cele biznesowe i zwiększać konkurencyjność, musi w pierwszej kolejności bazować na analizie potrzeb i przemyślanej, najlepiej długofalowej, strategii. Wzrost efektywności produkcji, związany np. z wcześniejszym wykrywaniem usterek lub uzupełnianiem z wyprzedzeniem stanów magazynowych, będzie powiązany z wyborem właściwego rozwiązania. Ważne będzie, aby takie rozwiązanie zawierało nie tylko podsystemy kontroli i monitoringu w celu informowania o stanie, ale również podsystem optymalizacji pracy umożliwiający przeprowadzenie diagnostyki czy zmianę wydajności na podstawie porównania danych historycznych i rzeczywistych, ale i podsystem autonomii pozwalający na komunikację z innymi elementami fabryki lub przestrzeni oraz samodzielne rozpoznawanie potrzeb.

Z innej perspektywy inteligentna firma to firma energooszczędna i przyjazna środowisku oraz taka, która zapewnia komfortowe warunki pracy. Bezpośredni wpływ na zużycie energii można zredukować, planując odpowiednio procesy produkcyjne na podstawie danych zbieranych właśnie przez systemy IIoT. Inwentaryzacja odpadów i zarządzanie nimi może być również wsparte przez te systemy.

Podobne założenia dotyczące potrzeb i strategii należy przenieść na samorządy i przestrzeń zurbanizowaną. Analogicznie inteligentne miasto to takie, które efektywnie zużywa wspólne zasoby miejskie oraz zapewnia komfortowe i bezpieczne warunki życia dla mieszkańców. Oczywiście w obu przypadkach nie można zapomnieć o konieczności przeprowadzenia odpowiedniej edukacji wśród pracowników czy urzędników i wzmocnienia kompetencji technologicznych – w celu lepszego zrozumienia korzyści i łatwiejszej adaptacji zmian.

P.K.: Jakie wyzwania związane z tworzeniem fabryk przyszłości mogą spotkać na swojej drodze przedsiębiorcy?

M.L.: Zaczęliśmy maksymą i może nią skończymy. Według gwiazdy hokeja Wayne’a Gretzky’ego, „należy jechać tam, gdzie krążek zmierza, a nie tam, gdzie znajduje się w danym momencie”. Oznacza to po prostu, aby śledzić trendy i dążyć za innowacjami. Oczywiście jest to związane z ryzykiem. Ważne jest jednak, aby każda firma zadała sobie pytanie, jaki jest lub będzie cel transformacji i unowocześniania oraz jak to wpłynie na jej pracowników. Właściwe zdefiniowanie potrzeb będzie miało swoje odbicie w określeniu stopnia automatyzacji, oczujnikowania i zrobotyzowania produkcji; sposobie połączenia różnych innowacji technologicznych – poza IIoT, big data i sztuczną inteligencją, AV/VR i technologią blockchain – a na końcu w wyborze rozwiązania.

Z punktu widzenia strategicznego, ale również użytkowego, najważniejszym elementem dla każdej instytucji przemysłowej w kontekście systemów IIoT będzie zapewnienie bezpieczeństwa współdzielenia informacji pomiędzy różnymi systemami wewnętrznymi i dalej podmiotami uczestniczącymi w łańcuchu dostaw. Wyobraźmy sobie sytuację, gdzie linia produkcyjna nie tylko potrafi automatycznie wysyłać informacje o aktualnym statusie produkcji i adaptacyjnie zwiększyć moce wytwórcze, zaalarmować w przypadku awarii czy błędu i wysłać zlecenie serwisowe, ale również nawiązać relację z poddostawcą w przypadku braków montażowych lub zmienić tryb pracy, aż w końcu poinformować o gotowości do odbioru przez dostawcę, klienta… lub autonomiczny pojazd.  Każdy z tych etapów i procesów będzie rejestrowany, analizowany, przetwarzany i współdzielony, stąd IIoT czy zrobotyzowanie fabryk nie może istnieć bez polityki cyberbezpieczeństwa z odgórnie określonymi regułami, standardami i certyfikatami.