Producția viitorului: cum transformă digitalizarea și inteligența artificială industria

Roboții, senzorii și platformele de date fac deja parte din ecosistemul producției industriale. Iar acest nivel de interconectare va continua să crească. Mașinile vor comunica în timp real, deciziile vor fi luate de inteligența artificială, iar fabricile vor funcționa aproape autonom. 

Aceste transformări vor schimba modul în care oamenii lucrează în producție, competențele necesare, dar și așteptările clienților.

Ne aflăm în anul 2100. Spațiul de producție este aproape întunecat, luminat doar de bariere optice și de semnalele senzorilor. Se aud doar sistemele de ventilație și ritmul constant al utilajelor. Roboți umanoizi se deplasează printre echipamente și realizează operațiuni punctuale. Totul este conectat într-un centru de control. Mașinile de producție, roboții și datele sunt integrate într-un singur sistem, coordonat dintr-un centru de control. Algoritmii asigură funcționarea autonomă a proceselor. Atunci când parametrii se abat de la valorile stabilite, sistemul intervine automat și corectează deviațiile. Ceea ce pare un scenariu science fiction devine, de fapt, realitatea producției viitorului.

Fabrici inteligente, digital twins și conectivitate completă

Punctul-cheie este conectivitatea completă. Aceasta permite colectarea extinsă de date în timp real, care stau la baza dezvoltării digital twins. Acestea sunt replici virtuale ale proceselor și echipamentelor de producție, construite pe baza datelor istorice, capabile să redea comportamentul întregii facilități.

Producție mai eficientă, mai sustenabilă și mai accesibilă

Digital twins pot fi alimentate în permanență cu cele mai recente valori măsurate din procesele reale, ceea ce permite realizarea de predicții sau simularea unor scenarii de tip „ce s-ar întâmpla dacă”.

Aceste teste virtuale pot analiza un număr mare de variante de optimizare, iar sistemul identifică automat cele mai bune soluții, aproape în timp real.

În acest context, machine learning joacă un rol esențial: sistemul procesează datele de intrare și obiectivele, identifică relații și ajustează automat parametrii, astfel încât rezultatele să fie optimizate progresiv.

Digital twins permit o planificare precisă a producției, utilizarea eficientă a resurselor și reducerea disfuncționalităților. Rezultatul este o utilizare optimă a resurselor, mai puține deșeuri, mai puține opriri și rate mai mici de produse neconforme. În același timp, optimizarea consumului de energie contribuie la îmbunătățirea performanței de mediu și la reducerea costurilor.

Conectare pe întregul lanț valoric

Conectivitatea completă va permite, în viitor, integrarea automată a prognozelor de vânzări în planificarea producției. Astfel, pot fi generate planuri precise care stabilesc ce utilaje produc anumite produse, când și în ce ordine.

O planificare optimă a secvenței de producție poate reduce timpii de setare sau poate facilita utilizarea eficientă a energiei reziduale, cum ar fi căldura recuperată.

Digital twins la wienerberger

Digital twins se numără printre conceptele cu cea mai rapidă dezvoltare în Industry 4.0. wienerberger a implementat primul digital twin în producție în 2020 și a continuat să dezvolte constant această tehnologie.

În prezent, milioane de puncte de date sunt colectate și analizate zilnic într-o bază de date centrală.

Provocările producției interconectate

Una dintre principalele provocări este integrarea și corelarea unor volume mari de date provenite din surse diverse. Datele trebuie nu doar centralizate, ci și integrate într-o infrastructură fiabilă și scalabilă.

Acest lucru crește presiunea asupra modului în care sunt gestionate datele. În același timp, devine evidentă nevoia organizațiilor de a reduce dependența de centrele externe de date și de a-și asigura suveranitatea digitală prin dezvoltarea unor infrastructuri cloud proprii.

Pe lângă aceste aspecte, apar și provocări legate de securitatea cibernetică. De exemplu, protecția împotriva atacurilor de tip ransomware - programe malițioase care pot bloca sisteme sau cripta date - sau împotriva atacurilor țintite care urmăresc preluarea controlului asupra sistemelor.

Fabricația aditivă și personalizarea

De la stadiul de experiment, imprimarea 3D - cunoscută și ca fabricație aditivă - a devenit o tehnologie esențială în fabrica viitorului. Aceasta reprezintă o alternativă eficientă la metodele tradiționale de producție, în special atunci când este nevoie de realizarea unor cerințe tehnice complexe sau de produse unice, realizate la comandă, în serii foarte mici sau chiar individuale.

Cu ajutorul unui software specializat, este generat un program optim de fabricație pe baza unui model 3D, iar imprimanta produce componenta în mod direct, fără etape suplimentare precum tăierea, sudarea sau ajustarea - procese care pot consuma timp și pot introduce erori. Astfel, soluțiile personalizate pot fi realizate într-un timp mult mai scurt.

Un alt avantaj important al imprimării 3D este flexibilitatea în design. Tehnologia permite realizarea unor forme și structuri greu de obținut sau chiar imposibile prin metode convenționale.

Brandul de soluții Pipelife, parte din wienerberger, valorifică deja acest potențial și oferă peste 400 de cvadrilioane de opțiuni de personalizare pentru fundurile de cămine de canalizare.

În cadrul brandului Semmelrock, care include pavaje, dale și accesorii din beton, wienerberger utilizează imprimarea 3D în procesul de dezvoltare a produselor, precum și pentru testarea performanței și a designului înainte de lansarea pe piață.

Crearea de valoare bazată pe date

Disponibilitatea unor volume mari de date schimbă fundamental modul în care este creată valoarea în industrie. În producția industrială nu mai este loc pentru decizii bazate pe intuiție, încercări sau hazard. Deciziile sunt luate pe baza unor date de calitate, corelate și analizate inteligent cu ajutorul inteligenței artificiale.

Această abordare, bazată pe date, depinde de nivelul de data literacy – capacitatea de a interpreta corect datele și de a le utiliza în mod relevant pentru a trage concluzii corecte și pentru a lua decizii informate.

Colaborarea om–mașină

Roboții liniari și cei articulați sunt deja utilizați în producție pentru a automatiza numeroase procese. În viitor, se anticipează o utilizare tot mai extinsă a roboților umanoizi.

Aceștia sunt concepuți după modelul uman și pot învăța prin observație, replicând activitățile oamenilor. Rămâne însă de văzut în ce industrii și în ce forme vor fi integrați, precum și ritmul în care vor fi adoptați.

Pe lângă provocările pe care le aduce această tehnologie, potențialul este considerabil, în special în ceea ce privește siguranța la locul de muncă. Rolul oamenilor va evolua de la execuție către proiectare și coordonare, cu un accent tot mai mare pe monitorizare, control și activități creative.

În acest context, competențele se extind, iar data literacy - capacitatea de a lucra cu date - devine din ce în ce mai importantă.

Pe lângă schimbările tehnologice și organizaționale, se schimbă și așteptările clienților. Acest lucru înseamnă o orientare către modele de utilizare precum închirierea sau leasingul, în locul achiziției. Exemple similare pot fi observate deja în industria auto.

Această evoluție deschide noi oportunități pentru modele de business inovatoare. În linie cu principiile economiei circulare, producătorii vor trebui să regândească modul în care produsele pot fi reutilizate, reciclate sau adaptate pentru noi utilizări.

Concluzie

Sistemele de producție complet interconectate, digital twins și deciziile bazate pe date și susținute de inteligență artificială definesc fabrica viitorului. Acestea schimbă fundamental modul în care este creată valoarea în industrie.

Tehnologii precum imprimarea 3D reduc presiunea asupra angajaților și contribuie, în același timp, la creșterea siguranței la locul de muncă. În ansamblu, aceste evoluții deschid un potențial semnificativ pentru o producție mai eficientă, mai flexibilă și mai atentă la utilizarea resurselor, dar și pentru dezvoltarea unor modele de business noi, orientate spre viitor.

Deocamdată, acest tablou rămâne în mare parte o direcție de dezvoltare, care ridică numeroase întrebări tehnice, organizaționale și etice. Transformarea sa în realitate presupune o evaluare atentă a costurilor, beneficiilor și riscurilor, precum și un echilibru între rolul oamenilor și cel al tehnologiei.