Fabrike nove ere

Zamislite fabriku u kojoj proizvodi nastaju gotovo bez ljudske intervencije. Ne samo da roboti sklapaju robu, nego i komuniciraju međusobno, optimizuju procese u realnom vremenu, a veštačka inteligencija predviđa kvarove pre nego što se dogode. Nema više zastoja u proizvodnji, nema viškova niti manjkova sirovina ili zaliha… sve je sinhronizovano i efikasno. Dobro došli u eru Industrije 4.0!

Termin „Industrija 4.0“ označava četvrtu industrijsku revoluciju, koja se temelji na digitalizaciji i povezivanju proizvodnih sistema. Prvu industrijsku revoluciju donela je parna mašina, drugu masovna proizvodnja uz pomoć električne energije, treću uvođenje elektronike i automatizacije, a sada smo duboko zaronili u četvrtu revoluciju, koju karakterišu Internet stvari (IoT), veštačka inteligencija (AI), mašinsko učenja, big data modeli i, kao kruna svega, napredni roboti.

Cilj Industrije 4.0 nije samo da mašina zameni čoveka, već da se proiz­vodnja učini pametnom – sistem koji samostalno donosi odluke, prilagođava se promenama i optimizuje rad u hodu. Takva proizvodnja je efikasnija, fleksibilnija i znatno brže reaguje na potrebe tržišta.

Robotizacija je više od mehanike

Industrijski roboti više nisu samo mehaničke ruke koje ponavljaju jednostavne zadatke. Nisu čak ni ruke opremljene senzorima, kamerama i mašinskim vidom. Oni, uz sve pomenuto, imaju „pamet“ ili su povezani sa centralnim sistemima koji analiziraju njihove podatke i „misle“. Pojavljuju se i kolaborativni roboti (coboti) koji bezbedno sarađuju sa ljudima u istom radnom prostoru.

Roboti se danas koriste u montaži, zavarivanju, pakovanju, farbanju, ali i u preciznim operacijama koje zahtevaju milimetarsku preciznost. Njihova fleksibilnost omogućava brzu promenu proizvodnih linija, što je ključno u vremenu kada se proizvodni ciklusi skraćuju, a personalizacija proizvoda postaje standard.

Pametna fabrika na delu

Srce pametne fabrike čini mreža senzora, aktuatora, kontrolera i soft­vera. Svaka mašina, linija ili alat ima ugrađene IoT uređaje koji prikupljaju podatke – o temperaturi, vibracijama, brzini, pritisku, protoku…
Ti podaci se šalju centralnim sistemima za obradu, često u cloud-u, gde ih algoritmi analiziraju u realnom vremenu.

Četvrtu industrijsku revoluciju karakterišu Internet stvari, veštačka inteligencija, mašinsko učenja, big data modeli i, kao kruna svega, napredni roboti

Komunikacija se odvija preko industrijskih mreža – najčešće preko Ethernet/IP, PROFINET, Modbus TCP ili OPC UA protokola. Tu su i bežične tehnologije – Wi-Fi, 5G i LoRaWAN – koje omogućavaju povezivanje mobilnih robota, autonomnih vozila i udaljenih senzora. Svi ti podaci bili bi beskorisni bez upravljačkih sistema – programabilnih logičkih kontrolera (PLC), industrijskih PC računara i SCADA sistema. PLC kontroliše rad pojedinačnih uređaja na liniji, dok SCADA nadgleda čitave procese i omogućava ljudima da intervenišu kada je potrebno.

Softverski alati za digitalne blizance (digital twins) omogućavaju simulaciju čitavog proizvodnog procesa u digitalnom obliku, pre nego što se fizički izvede. To smanjuje rizike, ubrzava planiranje i omogućava precizno testiranje optimizacija.

AI u službi proizvodnje

Veštačka inteligencija u fabrikama postaje mozak čitavog sistema. AI može da analizira podatke sa
senzora, predvidi kada će doći do zastoja, prati nabavku robe i eventualni „mrtvi hod“, pa da svemu tome automatski prilagodi parametre rada mašina ili čak optimizuje raspored zaposlenih.

AI može da uoči nepravilnosti u radu motora pre nego što se pojavi kvar, predloži optimalan raspored sirovina ili, uz pomoć proširene stvarnosti, pomogne tehničarima u dijagnostici, menjajući čitav proces tako da bi se, čak i u slučaju nekog zastoja, koristile mašine koje su i dalje u punoj funkciji. Cilj je jasan: učiniti proizvodnju efikasnijom i optimizovati troškove.

Ekonomija i radna mesta

Jedno od najčešćih pitanja koje se postavlja u vezi sa Industrijom 4.0 jeste: šta će biti sa radnim mestima? Najzad, i u prvoj industrijskoj revoluciji pojavili su se ludisti koji su razbijali mašine plašeći se da će radnici ostati bez posla. Frankeštajnski sindrom je kod ljudi i danas veoma snažan.

Istina je da određeni poslovi nestaju – naročito oni rutinski, repetitivni. Kao što su nakon dolaska računara maltene nestali stenodaktilografi ili slovoslagači. Pojavljuju se nova zanimanja: operateri za rad sa robotima, inženjeri automatizacije, analitičari podataka, specijalisti za sigurnost industrijskih mreža… „Nevolja“ je jedino u tome što ova mesta zahtevaju školovane kadrove, dok će za one koji su bili fizička radna snaga posla zaista biti sve manje.

Industrija se ne dehumanizuje – ona se transformiše. Uloga čoveka se menja: umesto da fizički izvršava zadatke, čovek postaje supervizor, analitičar i kreator. Dok i to ne preuzme AI, a onda stvarno možemo da se zapitamo šta će biti sa nama.

Ekonomskim rečnikom rečeno, produktivnost po jedinici rada raste. To može značiti niže cene proizvoda, ali i veće marže za proizvođače. U početku uvođenje ovih tehnologija može biti skupo, ali dugoročno ono donosi uštede i veću konkurentnost na tržištu.

Da li će sve biti jeftinije?

U poznatom SF romanu „Golo Sunce“ koji je objavljen još 1956. godine Isaac Asimov, tvorac reči robotika, opisuje planetu koja se zove Solarija, na kojoj živi 20 ljudi i 20 miliona robota. Sve je toliko robotizovano i automatizovano da se pitanje troškova praktično i ne postavlja. Kada na planetu dolazi stranac-detektiv, oni za njega izgrade čitavu zgradu, koju će posle odlaska razoriti. Jer, kako kaže robot koji vodi tog detektiva, „Posredi je samo to što je za njih jednostavno da sagrade kuću, a i razoriti je mogu uz veoma mali napor“.

Softverski alati za „digitalne blizance“ omogućavaju simulaciju celog proizvodnog procesa u digitalnom obliku, pre nego što se fizički izvede

Da li to znači da će, kada Industrija 4.0 dostigne svoje vrhunce, roba biti praktično besplatna? Paaaa… ne baš. Kod potrošačkih proizvoda koji nastaju u velikim količinama – kao što su telefoni, televizori, automobili – cene mogu pasti zahvaljujući većoj efikasnosti i manjoj količini otpada. Ali s obzirom na sve veće zahteve za personalizacijom i bržim ciklusima isporuke, može doći i do rasta cena kod proizvoda u malim serijama, jer se plaća brzina, prilagodljivost i održivost. Industrija 4.0 ne garantuje „masovnu jeftinoću“, već optimizaciju vrednosti – za proizvođača i potrošača.

Standardi i bezbednost

Povezivanje svih sistema ne bi bilo moguće bez standardizacije. Organizacije poput IEEE, ISO i OPC Foun­dation definišu pravila i protokole kojima se osigurava interoperabilnost različitih uređaja i proizvođača.
Digitalizacija donosi i mnoge pretnje – sajber bezbednost postaje ključna tema. Napadi na fabrike nisu više fikcija – realni su i mogu naneti ogromne štete. Zbog toga se sve više koristi zero trust pristup, enkripcija podataka, autentikacija uređaja i kontinuirano praćenje mrežnog saobraćaja.

Budućnost koja je već stigla

U mnogim razvijenim zemljama implementacija Industrije 4.0 već je u poodmakloj fazi. Kompanije kao što su Siemens, Bosch, GE i ABB nude kompletna rešenja koja obuhvataju sve – od senzora, preko softvera, do AI sistema. U Srbiji se takođe pojavljuju pilot-projekti i inicijative, naročito u automobilskoj i prehrambenoj industriji, kao i u saradnji sa univerzitetima.

Industrija 4.0 nije samo tehnološki trend – ona je suštinska promena načina na koji proizvodimo, radimo i poslujemo. Donosi prilike za rast, ali i izazove za prilagođavanje. Ključ uspeha biće u spremnosti da se uči i inovira. Fabrika budućnosti nije samo puna robota… već i pameti. Prirodne kao i veštačke.

Budućnost koja je postala stvarnost

Siemens Amberg (Nemačka) Jedan od najpoznatijih primera Industrije 4.0 u praksi je Siemens-ova fabrika u Ambergu, gde se proizvode automatski kontroleri, za šire tržište ali posebno za druge pametne fabrike. Automatizacija je prešla 75% svih procesa: roboti, IoT senzori i AI analizatori konstantno prate kvalitet, efikasnost i stanje opreme. Greške su gotovo iskorenjene – stepen tačnosti je neverovatnih 99.99885%. Ljudi i mašine ovde direktno sarađuju, bez potrebe za ogradama ili fizičkom separacijom.

Tesla Gigafactory (SAD, Kina, Nemačka) Kompanija Tesla je redefinisala pojam automatizovane proizvodnje u automobilskoj industriji. Njene giga fabrike u Nevadi, Šangaju i Berlinu koriste hiljade robota – uključujući robusne KUKA robotske ruke koje vare, montiraju, boje i testiraju automobile, ali i proizvode baterije. Ključna razlika u odnosu na klasične fabrike je u potpunom povezivanju mašina, vozila i skladišta u jedan digitalni sistem. AI se koristi za optimizaciju toka materijala, prediktivno održavanje i planiranje resursa u realnom vremenu.

Foxconn (Kina) Najveći svetski proiz­vođač elektronike, poznat po sklapanju iPhone uređaja, uveo je desetine hiljada robota u svoje pogone. Projekat pod imenom Foxbot doveo je do toga da određeni delovi proizvodnje funkcionišu gotovo bez ljudske intervencije. Kompanija je najavila da će do kraja decenije transformisati više od 30% proizvodnje u potpuno automatizovanu.

Uloga čoveka se menja: umesto da fizički izvršava zadatke, čovek postaje supervizor, analitičar i kreator. Dok i to ne preuzme AI, a onda stvarno možemo da se zapitamo šta će biti sa nama

ABB Smart Factory (Švedska) ABB je u Vasterasu otvorio potpuno automatizovanu fabriku koja koristi robote – za pravljenje robota. Ovde svaki proizvodni modul komunicira sa centralnim AI sistemom, a proizvodni podaci se analiziraju kako bi se proces neprestano poboljšavao. Eto primera fabrike gde se granice između digitalnog i fizičkog sveta brišu.

BMW Group Plant (Nemačka, Mađarska) BMW je implementirao digitalne blizance za gotovo svaku proizvodnu liniju u svojim najnovijim fabrikama. U pogonu u Debrecinu u Mađarskoj, koji će biti otvoren ove godine, celokupan sistem biće zasnovan na konceptu digital-first. To znači da će proizvodnja prvo biti isplanirana, testirana i optimizovana u digitalnom okruženju, pa tek onda fizički izvedena. Sve proizvodne jedinice biće međusobno povezane i samostalno prilagođavati radne parametre u zavisnosti od modela automobila koji se pravi.