Jak rozpocząć cyfryzację swojego zakładu?

Nie sposób mówić o współczesnych fabrykach, firmach oraz przemyśle nie zaczynając dyskusji od dwóch cytatów pochodzących wprost z Ekonomii zrównoważonego rozwoju, a które dobitnie wyjaśniają dwa elementy - ludzką fascynację kroczenia raz utartymi ścieżkami oraz działaniem w myśl zasad, które narzucają nam inni:

Dlaczego rozpoczynam przemyślenie dotyczące inteligentnych fabryk właśnie od tych cytatów? Ano dlatego, że często spotykam się ze swego rodzaju oporem i silną niechęcią ze strony wielu osób, które usilnie twierdzą, że nowoczesne rozwiązania z obszaru Internetu Rzeczy nie są w stanie w łatwy sposób sprawić by ich biznes stał się, o ironio, inteligentny.

Szczególnie często słychać to ze strony przedsiębiorców i właścicieli firm, którzy nie ufają obco brzmiącej nazwie “smart predictive maintenance”, która wywołuje więcej zamieszania i strachu aniżeli zaciekawienia i chęci współpracy.

No właśnie - ale czym jest wspomniany smart predictive maintenance?

I dlaczego miałby nagle sprawić, że fabryka stanie się “myśląca”?

CO TO JEST SMART PREDICTIVE MAINTENANCE?

Pod pojęciem tym kryje się tak naprawdę prosta idea - jak najwcześniejsze wykrywanie możliwych usterek do wystąpienia po to by móc reagować maksymalnie wcześnie i na etapie, na którym naprawa jest maksymalnie tania. Monitorujemy wydajność i stan urządzeń oraz systemów by lepiej zrozumieć co dzieje się wokół nas i w reagujemy dostatecznie wcześnie.

Tylko tyle i zarazem aż tyle.

Widzisz, żebyśmy mieli jasność, nie chodzi tu tak naprawdę o zapobieganie, do czego jeszcze wrócę, ale raczej wykrywanie potencjalnych nieprawidłowości, które występują ze sprzętem, którego używamy. Zrozumienie środowiska, uczenie się, wyciąganie wniosków i reagowanie.

W jaki sposób możemy jednak tego dokonać? Jak możemy zaadoptować ten cały “predicitve maintenance”? 

Do naszej dyspozycji mamy całe spektrum technologii i technik, które możemy obecnie wykorzystać. 

JAK WDRAŻAĆ PREDICTIVE MAINTENANCE?

Jednym z popularniejszych rozwiązań jest stosowanie choćby monitorowania wibracji maszyn. Przypinamy sobie sensor do maszyny, która wykonuje pewne zadanie - może być to maszyna do cięcia stali, wykrawarka, sortownica, niszczarka, cokolwiek co wibruje i porusza się. Sensor zaczyna uczyć się tego w jaki sposób maszyna wibruje i na tej podstawie zaczyna kalkulować pewne wartości. Ile energii dziennie maszyna zużywa na przestoje, ile jest w pełnym ruchu, ile w opadzie, kalibracji etc. Na tej bazie zaczyna się też uczyć i kalkulować kiedy może dochodzić do wspomnianych nieprawidłowości. Obluzowanie śrubki, zatarcie, mniejsza przyczepność do stołu - dla nas mogą być to ułamki sekund różnicy lub setne procenty odchylenia od normy. Natomiast sensor uczy się, że coś jest nie tak i może dać nam znać dużo wcześniej przez co zareagujemy na etapie wymiany przetartego gwintu a nie w chwili gdy maszyna spali się i stanie kompletnie w bezruchu.

Innym popularnym rozwiązaniem są maszyny, które stosują kontrolę termograficzną. Niczym łowca Predator podświetlają gorące/chłodne strefy i na bieżąco analizują zachodzącą temperaturę. Podobnie jak w przypadku wibracji uczą się tego kiedy i jak mocno powinno nagrzewać się urządzenie i kiedy następują widoczne odchylenia do normy zaczyna się stopniowy proces uprzedzania o niebezpieczeństwie.

Jeszcze inną możliwością jest stopniowa i regularna analiza oleju lub innych płynów, które przelewają się w naszej fabryce (pod kątem ich czystości, lepkości, klarowności), kontrole wzrokowe (w których maszyna ma przygotowany zestaw prawidłowo wyglądających elementów ktróe porównuje z aktualnym stanem), impulsy uderzeniowe (które badają odkształcenia i zachodzące wibracje) czy, co jest szczególnie modne, ultradźwiękowe wykrywanie nieszczelności. 

W tym ostatnim przypadku specjalnie przygotowane, czułe urządzenia są w stanie wykrywać mikro nieszczelności, które mogą występować na złamaniach rur. Są w stanie wykazać, że “gdzieś wycieka gaz” i pokazać z jaką dzieje się to szybkością.

Jako ciekawostkę dodam, że urządzenie potrafi być tak czułe, że może wykryć mruganie oczu więc naprawdę mówimy tu o specjalistycznych i futurystycznych rozwiązaniach.

GDZIE TU ZYSK?

Jak już zapewne domyśliłeś się wszystkie te zabiegi mają jeden cel - dodanie wartości w postaci lepszego zrozumienia otaczającej nas rzeczywistości. Chodzi tu o takie zestawienie sobie i równoczesne stworzenie nowej rzeczywistości, w której połączone ze sobą urządzenia będą generować i pokazywać nam dotychczas ukryte informacje i dane. Na ich bazie możemy szybciej reagować, stosować nowe i świeże procesy automatyzacji, a w konsekwencji mieć wartość dodaną dla naszego przedsięwzięcia.

A wartość ta szczególnie widoczna jest w trzech obszarach:

• Monitoring i wykrywanie szkodliwych warunków
• Redukcja kosztownych dysfunkcji i zniszczeń
• Widoczna poprawa planowanych napraw

Ponieważ jednak do wielu osób przemawiają konkretne liczby, a nie puste slogany posłużę się teraz danymi z raportu Fourth Industrial revolution, który zbadał kilkaset firm na całym świecie weryfikując czy powyższe informacje są prawdą i to w jaki sposób wprowadzenie predictive maintenance zmieniało wskaźnik firm. 

Wyniki były dość zaskakujące:

• Wydajność produkcji wzrosła od 100 do 200%
• Ogólna produktywność firmy poprawiła się od 80% do niemal 160%
• Jakość wykonywanych produktów również uległa poprawie - od 45 do czasem 90%
• Co ciekawe zużycie energii spadło z 25 do 50%
• Lepsze zrozumienie i wydajność w obsłudze komponentów zmieniła się na korzyść firmy z 45 do 90%
• Zaś czas z wychodzeniem na rynek uległ poprawie w przedziale 30 do 90%

Oczywiście tych wskaźników jest dużo więcej, tym bardziej zatem zachęcam do analizy wspomnianego raportu, ale wszystkie pokazują jedno - widoczny wzrost efektywności działania firmy. Poprawa jej dojrzałości i szybszego reagowania na zachodzące wydarzenia.

CHCĘ TEGO ROZWIĄZANIA!

Przyjmijmy bezpiecznie, że spodobała Ci się ta wizja. Załóżmy, że chciałbyś wprowadzić w życie wspomniane możliwości. Zapewne masz dziesiątki pytań z czego jedno z ważniejszych to to co czeka nas w perspektywie nadchodzących kilku lat. Czy rynek takich rozwiązań jest w ogóle dojrzały czy dopiero dojrzewający? Czy nie jest to czasem coś co za moment przeminie?

Uspokajam - jest to EKSTREMALNIE chłonny i dojrzały rynek z tendencją do dalszego rozwoju. 

Posługując się wykresem Rolanda Bergera, który przeanalizował sytuację w ostatnich kilku latach i nakreślił kierunek na kolejną dekadę, można podzielić rynek na sześć obszarów:

• Technologią opartą o sensory
• Przetwarzanie danych i sygnałów
• Monitorowanie stanu i diagnostykę
• Zdolność do przewidywania
• Podejmowanie decyzji
• Serwisowanie i modele biznesowe

Przybliżmy sobie teraz każde z tych obszarów odrobinę lepiej.

W przypadku sensorów musimy przez moment uporać się jeszcze z tzw. brownfield dongles czyli urządzeniami, które muszą być zgodne z naszymi starymi rozwiązaniami. W przeciwieństwie do podejścia greenfield gdzie wymieniamy wszystko na nowe, eko rozwiązania tutaj staramy się zmodernizować lekko urządzenie przy niewielkim koszcie zmian. Dopiero z czasem montujemy coraz bardziej inteligentne sensory, stosujemy podejście plug-and-play (czyli podłącz i działaj), wkraczamy w obszar autonomicznych i ultra-wydajnych sensorów.

W przypadku przetwarzania danych mamy inny cykl rozwoju. Chmury, przechowywanie danych, cykliczne backupowanie, sieć 5G - to tak na początek. Z czasem możemy dodawać blockchain, sensor fusion (czyli fuzja kilku sensorów w jedno, ultra wydajne źródło danych), strukturyzację i indeksowanie danych, globalny dostęp, edge computing czyli przetwarzanie na krawędzi i w końcu pełną automatyzację oraz integrację połączoną z analizą zewnętrznych źródeł.

Monitorowanie stanu i diagnostyka oprzeć się mogą o rozwój gałęzi UI (czyli ukłon w stronę graficznego interfejsu użytkownika), diagnostyki serwerów, Big Data czy łańcuchów dostaw zintegrowanych do poziomu diagnostycznej fuzji. Czyli niby to samo co fuzja sensorów tylko z tą różnicą, że staramy się scalić wyniki i rezultaty.

Zdolność do przewidywania początkowo opierać się może o analizę korelacji i rozpoznawanie niewidocznych ścieżek. Potem może dojść nauczanie maszyn, sztuczna inteligencja, przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym by w końcu skończyć na spersonalizowanych algorytmach, robotyce i predykcji całego ekosystemu.

Dwa ostatnie obszary - czyli podejmowanie decyzji i modele biznesowe - są najbardziej zróżnicowanymi obszarami. Mamy tu bowiem i analizę trendów, planowanie oparte o aktywności klienta, modele doświadczalne, automatyczną infrastrukturę, outsourcing nowego rodzaju, zarządzanie assetami, logistykę i rynek wolnych podzespołów, ochronę ryzyka… uff… jest w czym wybierać.

GDZIE LEŻY PROBLEM?

W każdym razie, jak sam widzisz, na najbliższe kilka lat mamy z czego wybierać, a wolny rynek z pewnością zadba o to byśmy cieszyli się nieprzerwaną dostawą nowych i nowatorskich rozwiązań we wszystkich ze wspomnianych obszarów.

Wszystko tak naprawdę rozbije się o inny dylemat - klasyczny konflikt “proces/decyzja, a model biznesowy”, który dla niektórych może być sporą przeszkodą do przeskoczenia.

Jak bowiem przekonać zarząd, że trzeba pozwolić niejako maszynom monitorować stan innych maszyn. A nawet jeśli uda nam się takie wdrożenie to trzeba będzie wykazać się sporą odwagą by powiedzieć, że pora naprawiać maszyny mimo, że ich stan nie wskazuje na taki negatywny stan. Potrzeba będzie wielu podejść by udowodnić, że konserwacja zapobiegawcza i inwestycja środków w te rozwiązania ma dużo więcej sensu niż dotychczasowe podejście.

Przecież wykonujemy cykliczne inspekcje zlecone przez wykwalifikowaną kadrę. Mamy checklisty, których się trzymamy. Spisujemy wszystko na papierze. Mamy weryfikację opartą o kosztowne normy. Nasi ludzie długo uczyli się prawidłowych praktyk i podejścia. Mamy to wszystko rzucić? W imię czego? 

W imię maszyn, które będą wykonywać nasze zadania co sekundę? Maszyn, które pozwolą na zdalny monitoring setek wskaźników i cyfrowe zabezpieczenie tych informacji? Mamy pozwolić na wielopoziomową inspekcję z pełną historią, do której można mieć dostęp z dowolnego urządzenia? Do tego mamy używać dedykowanego oprogramowania, które integruje wszystko w spójną całość? To brzmi jak szaleństwo!

Przesadzam ale celowo. Ilekroć poruszam ten temat lub słucham wystąpień na “branżowych eventach” tyle razy śmiać mi się chce z prozaicznych wymówek, które słyszę. Chociaż nie dziwię się skoro są w naszym kraju specjaliści, którzy drukiem 3D, chińskimi dronami i dziecinnym VRem chcą uczyć firmy na temat zalet predictive maintenance. Ale zostawię może ten temat na inny czas.

Póki co poproszę Cię byś spojrzał na tę modernizację z innej perspektywy - firmy klasycznej i cyfrowej. Ta pierwsza chce opierać się na scentralizowanych rządach, odseparowanych obszarach tworzenia wartości dodanej, dążeniu do perfekcji, korzystaniu z usług ekspertów, stabilności, podejściu skoncentrowanym na produkt, a wszystko to w oparach jasnej i zrozumiałej hierarchii. Ta druga będzie się starać zdecentralizować organizację, skupić się na kliencie, będąc jednocześnie elastycznym, zwinnym bytem, który korzysta z własnych usług dążąc do osiągania przyjętych wizji. Osobiście mocno trzymam kciuki za ten drugi model mimo, że brzmi jak wytarty slogan. I być może i tak jest niemniej już dziś widzimy starcie dwóch szkół, w których innowacja zmaga się z konserwatyzmem. I nie twierdzę na sztywno, że któraś z nich jest lepsza czy gorsza. Twierdzę jednak, że prędzej czy później obie będą wymagać wdrożenia predicitve maintenance jeśli chcą być nadal konkurencyjnymi bytami.

I zdaję sobie sprawę z tego, że to podejście jest tak naprawdę swego rodzaju wariacją na temat proaktywnego podejścia, w którym dotychczas istniały trzy odnogi:

• Predict
• Prevent
• Plan

Czyli

• Przewiduj
• Zapobiegaj
• Planuj

I choć szanuję tę klasyfikację i uznaję sensowność istnienia tak wydaję mi się, że nowe czasy wymagają nowej koncepcji, w której możemy kłaść nacisk na te miejsca, do których technologia sama dostarcza nam gotowych rozwiązań, a pewne skostniałe i sztywne ramy możemy lekko poluzować.

W innym przypadku nie zajdzie możliwość by przekonać nikogo, że koszt poniesiony na dotychczasowe rozwiązania był lepiej wydany niż to co można by zainwestować w nowocześniejsze podejście. 

Zresztą jak tu przekonać o konieczności zmian jak klasyczne rozwiązania i to do czego przyzwyczailiśmy się w ostatnich latach jest dużo tańsze. A przynajmniej tak nam się zdaje.

Mało bowiem kiedy patrzymy na cenę technologii z perspektywy ukrytego kosztu. Kosztu o którym wspomina Holger Rogall, który pisał:

Z kolei część firm stosuje nie tylko “skok na cenę” ale również swego rodzaju deizm zakupowy - po akcie stworzenia “Bóg” nie wywiera już żadnego wpływu na swój świat. Skoro już działa “jako tako” to niech działa i trwa w najlepsze dalej. Nie po to inwestowałem w swoje filary sukcesu (ludzi, komponenty, dokumentację, narzędzia, sprzęt) by nagle zmieniać swoje podejście. Nawet gdyby koniec końców miało być błędne i kosztowne.

A przecież dojrzałość można bardzo szybko i sprawnie ocenić odpowiadając na szereg podstawowych pytań:

• Jak niezawodne są nasze aktywa? 
• Czy nasi technicy mają odpowiednie umiejętności do wykonania swej pracy?
• Czy mamy odpowiednie części zamienne we właściwym miejscu na odpowiedni czas?
• Czy nasze procesy są dobrze udokumentowane, dostępne oraz przydatne?
• Czy mamy odpowiednie narzędzia do pracy?
• W jaki sposób określamy, kiedy należy wymienić zasób niż go utrzymywać?
• Jakie mamy dane, które nie są obecnie efektywne?
• Czy zidentyfikowaliśmy krytyczne obszary w naszym systemie produkcyjny?

Może warto, tak od serca, odpowiedzieć sobie na te pytania i rozważyć nowe sposoby działania. Żeby maszyna zaczęła myśleć za nas to my musimy wykrzesać tę pierwszą, innowacyjną iskierkę oryginalnego i odważnego pomysłu.

Przypomnę bowiem jak mogą skończyć się ślepe działania oparte o wątłe i niepewne cele. A zrobię to nakreślając rysopis, a jakże, Chin, które w swej długiej historii na swój specyficzny sposób również z trudem zgadzały się na zmiany. Uparcie trwały w swych przekonaniach, a coś co zostało raz ustalone miało trwać “bo tak i już”. Przewidywanie i obco brzmiące technologie? Te niech pozostaną w sferze marzeń.

I ja wiem - klasyczny głos sprzeciwu powie, że przecież fabryka to nie jest kraj, i że nie ma to absolutnie żadnego związku z postawą tradycjonalisty, który po prostu zabezpiecza swoją firmę przed stratami.

CO DALEJ?

Ale właśnie… czy na pewno zabezpiecza i myśli o tym aby samemu nie stać się takim technologicznym migrantem i uchodźcą? 

Emile Clou rzekł niegdyś, że “Każdego dnia i w każdy sposób staję się coraz lepszy i lepszy”, Robert Ciadlini odszczekiwał, że “Każdego dnia i w każdy możliwy sposób staję się coraz bardziej i bardziej zajęty”, ja zaś uważam, że “Każdego dnia i w każdy sposób stajemy się coraz bardziej i bardziej uzależnieni od technologii”.

Zawsze staram się zachęcać do stosowania i próbowania nowych rozwiązań z prostej przyczyny - każda zmiana technologiczna zakończona skuteczną adaptacją wiązała się z niewyobrażalnym postępem i sukcesem, który rozlewał się na wiele gałęzi gospodarki. Może zatem i tutaj warto dać sobie szansę?

Z drugiej strony może pokładam zbyt dużą nadzieję w predictive maintenance? Czy może jest tak jak pisał Norman Macrae, wydawca brytyjskiego The Economist, który przewidywał w roku 1972: "Wygląda więc na to, że otwiera się przed nami perspektywa wkroczenia w wiek, w którym każdy niedojda siedzący przy terminalu komputerowym w swoim biurze, laboratorium, bibliotece publicznej, a nawet we własnym domu może przekopać niewyobrażalne góry informacji zawarte w komputerowych bazach danych, dysponując możliwościami obliczeniowymi tysiąckrotnie przekraczającymi to, co osiągalne było kiedykolwiek dla jakiegokolwiek mózgu ludzkiego, nie wyłączając samego Einsteina".

Może jestem takim niedojdą, który snuje refleksje o harmonii (jedności) człowieka i technologii stawiającym na pierwszym miejscu etykę wartości, w której fundamentem jest holistyczne pojmowanie świata, zaś podstawową wartością jest osiągnięcie możliwie największego szczęścia w połączeniu z szeroko rozumianym wzrostem oraz optymalizacją życia. A, że szczęście to dostrzegam w nowoczesnych technologiach? 

A może jest tak, że staram się być kimś kto pokazuje, że sukces można osiągnąć realizując trzy ścieżki strategiczne rozwoju - efektywność, spójność, wystarczalność, a o które predictive maintenance dba jak żadna inna metoda.

Pamiętajmy na koniec, że tam gdzie wszyscy myślą tak samo, nikt nie myśli zbyt wiele, a współczesny predicitve maintenance nie jest może i złotym środkiem na całe zło świata ale uwierz mi - niedaleko mu do doskonałości.