Όπως οι διασυνδεδεμένοι νευρώνες καθορίζουν τη συνείδησή μας, έτσι και το Connected Factory αντιπροσωπεύει έναν ιστό μηχανών, αισθητήρων και ανθρώπων που συνεργάζονται αρμονικά, προωθώντας τη βιομηχανία σε μια νέα συνειδητή εποχή καινοτομίας, αποδοτικότητας και διασύνδεσης.

Καθώς οι τεχνολογικές καινοτομίες μετασχηματίζουν ριζικά το βιομηχανικό οικοσύστημα, η πλειοψηφία των βιομηχανιών μοιάζουν εγκλωβισμένες όσον αφορά στην προσαρμογή τους στις νέες συνθήκες. Παρότι έχουν τη δυναμική να δημιουργήσουν τεράστια προστιθέμενη αξία, οι ασαφείς επιχειρηματικοί στόχοι, οι περιορισμένοι πόροι καθώς και ο τεράστιος αριθμός των δυνητικών εφαρμογών δεν βοηθούν τις εταιρείες να απεγκλωβιστούν από αυτήν την κατάσταση.

Πρόσφατη έρευνα του ΣΕΒ, ανέδειξε την έλλειψη ψηφιακής κουλτούρας και τις εσωτερικές αντιστάσεις ως το σημαντικότερο εμπόδιο στην ενσωμάτωση καινοτόμων τεχνολογιών, σε ποσοστό 36% των ερωτώμενων. «Στις περιπτώσεις αυτές, στόχος πρέπει να είναι η συνειδητή καλλιέργεια κουλτούρας που αποδέχεται την ανάληψη κινδύνων και τον πειραματισμό με νέες τεχνολογίες», τονίζει η Μάγκυ Αθανασιάδη, Διευθύντριας του Τομέα Βιομηχανίας, Ανάπτυξης, Τεχνολογίας & Καινοτομίας του ΣΕΒ.

Ακολούθως, δυσκολία για το 14% των επιχειρήσεων αποτελεί η εύρεση επαρκών οικονομικών πόρων, παρά το γεγονός πως την περίοδο διεξαγωγής της έρευνας είχαν στη διάθεσή τους χρηματοδοτικά εργαλεία. «Στο σημείο αυτό, κρίνεται απαραίτητη η συστηματική ενημέρωση για τα διαθέσιμα εργαλεία (κυρίως ΕΣΠΑ 2021-2027) και τις επενδύσεις που μπορούν να στηρίξουν τον ψηφιακό μετασχηματισμό των ΜμΕ», σημειώνει η κα Αθανασιάδη.

Τέλος, η έλλειψη ψηφιακών δεξιοτήτων/τεχνογνωσίας εντός της επιχείρησης αποτελεί το πιο σημαντικό εμπόδιο για 10,5% των επιχειρήσεων. Σύμφωνα με την κα Αθανασιάδη, προκειμένου να αντιμετωπίσουν τις ελλείψεις, προβαίνουν σε συνεργασίες με εξωτερικούς συμβούλους ή/και παρόχους τεχνολογίας, νέες προσλήψεις και εκπαιδευτικά προγράμματα για την επανεκπαίδευση του προσωπικού και την ενίσχυση των ψηφιακών δεξιοτήτων. «Μάλιστα, αρκετές επιχειρήσεις προχωρούν σε συνεργασίες με νεοφυείς επιχειρήσεις, αποκτώντας πρόσβαση σε ανθρώπινο ταλέντο», καταλήγει η Διευθύντρια του Τομέα Βιομηχανίας, Ανάπτυξης, Τεχνολογίας & Καινοτομίας του ΣΕΒ.

Στη δύσκολη αυτή συνθήκη, η λύση θα μπορούσε να έρθει μέσα από την τεχνητή νοημοσύνη (ΑΙ) και την έννοια των «διασυνδεδεμένων εργοστασίων». Τα διασυνδεδεμένα εργοστάσια αναπτύσσονται ώστε να αξιοποιούν υπερσύγχρονους αισθητήρες και εφαρμογές της τεχνολογίας cloud σε κάθε επίπεδο της λειτουργίας τους. Από τον παραγωγικό εξοπλισμό που χρησιμοποιούν έως τις διαδικασίες που εφαρμόζουν, και από τον τρόπο που αποθηκεύουν δεδομένα στο cloud έως τις μεθόδους που επιλέγουν για την ανάλυσή τους σε πραγματικό χρόνο. Αυτό διασφαλίζει μια συνεχή ροή έγκυρων και αναλυτικών πληροφοριών που οδηγεί στη βελτίωση της παραγωγικότητας και της αποδοτικότητας, είτε αυτό αφορά τη διατήρηση αποθεμάτων, είτε την αλυσίδα εφοδιασμού είτε την απόδοση των παραγωγικών μονάδων τους.

Τα διασυνδεδεμένα εργοστάσια δεν είναι απλά αποστειρωμένα περιβάλλοντα παραγωγής – είναι ζωντανές οντότητες που εξελίσσονται, μαθαίνουν και προσαρμόζονται. Προβλέπουν τις ανάγκες, προσαρμόζονται στις μεταβαλλόμενες συνθήκες και εξελίσσονται με χάρη και ακρίβεια. Αποτελούν παράδειγμα της δύναμης της συνέργειας, δείχνοντας ότι όταν οι άνθρωποι και η τεχνολογία ενώνονται, κατω από τις κατάλληλες συνθήκες δημιουργούν μια δύναμη μεγαλύτερη από το άθροισμα των μερών της.

Βιομηχανία του μέλλοντος
Η έξυπνη βιομηχανική παραγωγή (smart manufacturing) οδηγεί στην ψηφιοποίηση των διαδικασιών και τη δημιουργία έξυπνων εργοστασίων με δικτυωμένες δυνατότητες, που μεταφέρουν και ανταλλάσσουν απρόσκοπτα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Ορισμένα από τα κύρια χαρακτηριστικά των διασυνδεδεμένων εργοστασίων παρουσιάζονται στη συνέχεια.
Ανέπαφα συστήματα: Η ελαχιστοποίηση της ανθρώπινης παρέμβασης σε επαναλαμβανόμενες εργασίες επιτρέπει την αξιοποίηση μιας ευέλικτης διάταξης στη λογική του self-service, μέσα από εφαρμογές ΑΙ, chatbot και έξυπνες επιχειρηματικές λύσεις. Από τη σύλληψη και το σχεδιασμό των προϊόντων έως τη διαχείριση των πελατών, τα εργοστάσια στο μέλλον θα λειτουργούν χωρίς ανθρώπινη επαφή.
Διαφάνεια: Από την επεξεργασία των πρώτων υλών έως το τελικό προϊόν, οι πλατφόρμες των Συστημάτων Εκτέλεσης Παραγωγής (Manufacturing Execution Systems ή MES), ελέγχονται και συνδέονται μέσω λύσεων και λειτουργικών συστημάτων cloud, διασφαλίζοντας μια κεντρική ροή πληροφοριών. Έτσι ελαχιστοποιείται ο κίνδυνος ασυμφωνιών και επαναλήψεων, ενώ όλοι οι ενδιαφερόμενοι έχουν πρόσβαση στα ίδια δεδομένα, ανεξάρτητα από το σημείο στο οποίο βρίσκονται.
Ανάλυση δεδομένων από διασυνδεδεμένα σημεία επαφής: Η λειτουργία των διασυνδεδεμένων εργοστασίων βασίζεται σε λύσεις καθοδηγούμενες από τα δεδομένα (data driven solutions). Επομένως, κάθε συσκευή ή δίκτυο που συλλέγει, επεξεργάζεται και διαβιβάζει δεδομένα είναι σημαντικό για τη λειτουργία του εργοστασίου. Η συνδεσιμότητα 5G, η ταχεία απόκριση και ο μικρός λανθάνων χρόνος αποτελούν αναγκαίους παράγοντες για την αναβάθμιση των εργοστασίων του μέλλοντος.
Ενέργειες σε πραγματικό χρόνο: Σε ένα διασυνδεδεμένο εργοστάσιο, οι γραμμές συναρμολόγησης, παραγωγής και διανομής παρακολουθούνται σε πραγματικό χρόνο. Η άφιξη μιας παραγγελίας, η μείωση των αποθεμάτων ή και συγκεκριμένες τιμές δεικτών KPI ενεργοποιούν αυτοματοποιημένους συναγερμούς και ειδοποιήσεις. Αυτό βοηθά τους κατασκευαστές να υιοθετούν μια προληπτική προσέγγιση στη διαχείριση των δραστηριοτήτων τους.
Πιο εύκολη διεύρυνση του κύκλου εργασιών (scale up): Ένα διασυνδεδεμένο εργοστάσιο είναι πολύ πιο έτοιμο και ευέλικτο όταν έρθει η στιγμή για την επέκτασή του. Χάρη σε λύσεις cloud, η ενσωμάτωση των αναγκαίων τεχνολογιών επιταχύνεται σημαντικά, ενώ ο χρόνος διάθεσης στην αγορά (time-to-market) μειώνεται δραματικά.

Tεχνολογίες αιχμής
Τα διασυνδεδεμένα εργοστάσια αξιοποιούν τις νέες τεχνολογίες και τεχνολογικές λύσεις, συνδυάζοντάς τες με τον πλέον αποδοτικό τρόπο. Διαδίκτυο των πραγμάτων (ΙοΤ), προγνωστική ανάλυση (predictive analytics), blockchain, εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης, μηχανική μάθηση, φορητότητα, τεχνολογίες 5/6G, κυβερνοασφάλεια, καθώς και κάθε μορφή εφαρμογών εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας βρίσκουν τη θέση τους στο εργοστάσιο το μέλλοντος.

Οι τεχνολογίες του Industry 4.0 προσφέρουν πολυάριθμες επιλογές διασύνδεσης και μετατροπής ενός εργοστασίου σε έξυπνο. «Η υλοποίηση εφαρμογών Internet of Things με τη βοήθεια αισθητήρων διασφαλίζει την επικοινωνία με κρίσιμα σημεία της γραμμής παραγωγής και τη συνεχή ροή και συγκέντρωση δεδομένων. Η επεξεργασία αυτών με τεχνολογίες Cloud ή Edge Computing, καθώς και εργαλεία ανάλυσης Big Data με τη βοήθεια αλγορίθμων Τεχνητής Νοημοσύνης, επιτρέπει την εξαγωγή συμπερασμάτων για την κατάσταση λειτουργίας του εξοπλισμού, την προληπτική συντήρηση και τη βέλτιστη λήψη αποφάσεων», αναλύει η κα Αθανασιάδη.

Φυσικά, σε περίπτωση ανάπτυξης ενός τοπικού δικτύου 5G, επιτυγχάνεται μεγαλύτερη δυναμικότητα ροής δεδομένων, με σημαντικά μικρότερες καθυστερήσεις. Επιπλέον, η γραμμή παραγωγής αυτοματοποιείται μέσω συστημάτων advanced robotics και αλληλεπίδρασης αυτών με το ανθρώπινο δυναμικό. «Η τεχνολογία, λοιπόν, βοηθάει μια επιχείρηση να έχει πλήρη “ορατότητα” όλων των τμημάτων παραγωγής, διασυνδέοντας εξοπλισμό, συσκευές, αισθητήρες και εργαζόμενους», καταλήγει η κα Αθανασιάδη.

Τα οφέλη του connected factory
Με τη βοήθεια, λοιπόν, των τεχνολογιών επόμενης γενιάς, τα διασυνδεδεμένα εργοστάσια αποτελούν το μέλλον στο οποίο στοχεύουν οι περισσότερες επιχειρήσεις. Κάποιες μάλιστα έχουν ήδη ξεκινήσει να υιοθετούν τις αρχές του, προσβλέποντας στα ακόλουθα πλεονεκτήματα.

Ταχύτερη αναπλήρωση αποθεμάτων και λιγότερη σπατάλη: Οι επιχειρήσεις μπορούν να μειώσουν το κόστος της εφοδιαστικής τους αλυσίδας αξιοποιώντας μεθόδους ακριβούς πρόβλεψης και λύσεις αυτόματης αναπλήρωσης αποθεμάτων. Σε ένα διασυνδεδεμένο εργοστάσιο, ο προγραμματισμός της ζήτησης και του εφοδιασμού πραγματοποιείται εγκαίρως, και οι διαδικασίες ξεκινούν πολύ νωρίτερα από την παραλαβή κάθε παραγγελίας. Αυτό οδηγεί σε βελτιστοποίηση της χρήσης του αποθηκευτικού χώρου και μείωση της σπατάλης.
Ασφαλής και ομαλή συνεργασία μεταξύ προμηθευτών: Τα διασυνδεδεμένα εργοστάσια διευκολύνουν την υιοθέτηση επιχειρηματικών μοντέλων B2B2C, δηλαδή Επιχείρηση προς Επιχείρηση προς Καταναλωτή. Οι συναλλαγές λαμβάνουν χώρα μέσα από την αλληλεπίδραση πολυάριθμων προμηθευτών, που δεσμεύονται από έξυπνες συμβάσεις τεχνολογίας blockchain, με τρόπο που διασφαλίζει απόλυτη διαφάνεια για όλα τα εμπλεκόμενα μέρη.
Διαχείριση γνώσεων και επιμόρφωση του προσωπικού: Η άρτια κατάρτιση εργαζομένων και εμπλεκομένων αποτελεί αναγκαία προϋπόθεση για την επιτυχία του εγχειρήματος των διασυνδεδεμένων εργοστασίων. Με τη βοήθεια της επαυξημένης πραγματικότητας, το προσωπικό εκπαιδεύεται στις λεπτομέρειες των διεργασιών, τις τεχνολογικές καινοτομίες και τον πολύπλευρο ρόλο τους. Η κατάρτιση, η επιμόρφωση και η ασφαλής παρακολούθηση του προσωπικού διασφαλίζει την κατάλληλη προετοιμασία του για τα επόμενα βήματα προς το εργοστάσιο του μέλλοντος.
Βελτιωμένη παρακολούθηση και καλύτερη αξιοποίηση του πάγιου εξοπλισμού: Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα της χρήσης συστημάτων ΙοΤ είναι η μεταφορά δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Η παρακολούθηση του πάγιου εξοπλισμού, ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη προϊόντων, καθώς και οι έλεγχοι ποιότητας αποτελούν καίρια πεδία εφαρμογής της εξελιγμένης αυτής τεχνολογίας.
Βελτιστοποίηση απόδοσης: Η βελτίωση της παρακολούθησης οδηγεί στη βελτιστοποίηση της απόδοσης. Η λειτουργία του εξοπλισμού, καθώς και οι πάσης φύσεως διαδικασίες προσαρμόζονται δυναμικά στα απρόβλεπτα γεγονότα και τη μεταβλητότητα των συνθηκών, διασφαλίζοντας βέλτιστο λειτουργικό κόστος, καθώς και υψηλή ποιότητα και απόδοση.

Σημαντικές προκλήσεις
Ακολουθούν ορισμένα από τα πιο δύσκολα σημεία, που καθυστερούν την ταχύτερη προσαρμογή της βιομηχανίας στις νέες εξελίξεις.
Έλλειψη ολιστικού σχεδιασμού: Το πρώτο βήμα για τον ψηφιακό μετασχηματισμό πρέπει να είναι η ανάπτυξη μιας στρατηγικής. Αρκετές εταιρείες υιοθετούν πολλές τεχνολογικές λύσεις ταυτόχρονα, χωρίς κάποιον σχεδιασμό, καταλήγοντας τελικά στην αποδιοργάνωση της επιχείρησής τους και σε τεράστια σπατάλη χρόνου, χρημάτων και πόρων. Η ύπαρξη ενός ξεκάθαρου οράματος και η κατάρτιση ενός οδικού χάρτη είναι κρίσιμες ώστε οι εταιρείες να ενσωματώσουν με τον σωστό ρυθμό τις νέες τεχνολογίες, διατηρώντας μια στιβαρή οργανωτική δομή και δημιουργώντας προστιθέμενη αξία.
Υποδομές ΙΤ: Συχνά, ακόμα και όταν υπάρχει κάποια στρατηγική, μια εταιρεία μπορεί να εκτροχιαστεί από την πορεία της λόγω έλλειψης των κατάλληλων υποδομών. Μετά τη στοχοθεσία και την κατάρτιση του οδικού χάρτη, η επόμενη σκέψη πρέπει να αφορά τις τεχνολογικές υποδομές του οικοσυστήματος μέσα στο οποίο λειτουργεί η εταιρεία. Ένα ασφαλές και συνολικό πλαίσιο με δυνατότητες επέκτασης αποτελεί τη βάση για την ταχεία προσαρμογή στις νέες τεχνολογίες.
Δεξιότητες προσωπικού: Με όσο ενθουσιασμό κι αν προσεγγίζει η διοίκηση ενός εργοστασίου την προοπτική του ψηφιακού μετασχηματισμού του, είναι αναγκαίο να προετοιμάσει κατάλληλα και το προσωπικό. Δεδομένου ότι δεν βρίσκονται όλοι οι εργαζόμενοι στο ίδιο επίπεδο τεχνολογικών γνώσεων, η εκπαίδευση και η επιμόρφωση με τη βοήθεια θεωρητικών και πρακτικών σεμιναρίων βοηθά τις εταιρείες να ξεπεράσουν και αυτό το εμπόδιο.
Διακυβέρνηση και ασφάλεια: Κάθε κίνηση σε επίπεδο τεχνολογίας εξαρτάται σε κάποιο βαθμό και από την κανονιστική συμμόρφωση. Συχνά υπάρχουν αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές που μπορεί να καθυστερήσουν την ενσωμάτωση και εφαρμογή νέων τεχνολογιών. Για παράδειγμα, κάθε λύση τεχνολογίας cloud πρέπει να συμμορφώνεται με τις απαιτήσεις του Γενικού Κανονισμού Προσωπικών Δεδομένων (ΓΚΠΔ ή GDPR).

Παραδείγματα διασυνδεδεμένων εργοστασίων
Ας δούμε πώς αξιοποιούν την τεχνολογία δύο μεγάλοι βιομηχανικοί κλάδοι προκειμένου να αναπτύξουν διασυνδεδεμένα εργοστάσια.

Αεροπορική βιομηχανία: Εκτός από τις εταιρείες στον χώρο της πληροφορικής, και η αεροπορική βιομηχανία στρέφεται στην ψηφιακή βιομηχανική παραγωγή, με στόχο την καινοτομία, τη μείωση του κόστους των μεταφορικών και τη γρήγορη διάθεση στην αγορά.
Στην Boeing, για παράδειγμα, μια ψηφιακή πλατφόρμα βοηθά στον εντοπισμό εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται ήδη σε αεροσκάφη, τα οποία στη συνέχεια ανακατασκευάζονται και χρησιμοποιούνται σε άλλα αεροσκάφη. Ψηφιακά εργαλεία επιτρέπουν τον καλύτερο δυνατό προγραμματισμό των εργασιών του προσωπικού που ασχολείται με τις επισκευές και τη συντήρηση. Αυτοματοποιημένες διαδικασίες λήψης αποφάσεων στο σύστημα των αποθηκών μειώνουν το κόστος και βελτιστοποιούν τα επίπεδα των αποθεμάτων.

Η χρήση του 3D Printing για την παραγωγή εξαρτημάτων με μικρή ζήτηση μειώνει τον χρόνο παράδοσής τους και εξαλείφει την ανάγκη τήρησης αποθέματος. Οι κατασκευαστές είναι σε θέση να προβλέπουν πιθανές βλάβες στον βοηθητικό εξοπλισμό τους, μειώνοντας έτσι με τη σωστή συντήρηση το κόστος των επιτόπιων επισκευών.
Η ίδια η συντήρηση βασίζεται σε ψηφιακά εργαλεία με τη μορφή οδηγιών, email και εγχειριδίων για σκοπούς συμμόρφωσης και ευκολίας χρήσης. Η υψηλής ταχύτητας μεταφορά δεδομένων επιταχύνει τη διαδικασία λήψης αποφάσεων, τον προγραμματισμό των εργασιών, την κατάρτιση καταλόγων εξαρτημάτων, καθώς και την καταγραφή του ιστορικού της συντήρησης. Αυτοματοποιημένες λύσεις παραλαβής, αποθήκευσης και αποστολής βελτιώνουν την παραγωγικότητα. Τέλος, η χρήση προγνωστικής ανάλυσης οδηγεί στον εξορθολογισμό της εφοδιαστικής αλυσίδας.

Τσιμεντοβιομηχανία: Στην περίπτωση της βαριάς βιομηχανίας του τσιμέντου, η προγνωστική συντήρηση βρίσκεται στη βάση κάθε καινοτομίας. Συστήματα ανάλυσης κραδασμών επιτηρούν τη λειτουργία των μηχανισμών κίνησης κλιβάνων, των θραυστήρων, των κοσκίνων, των ταινιομεταφορέων, των μύλων, των διαχωριστών και των φυσητήρων. Οι πιθανές βλάβες προβλέπονται εγκαίρως, ενώ η ανίχνευση ανωμαλιών σε πραγματικό χρόνο οδηγεί στην επιτυχημένη διάγνωση των προβλημάτων.

Πολλές βιομηχανίες τσιμέντου αντιμετωπίζουν μεγάλη φύρα στην παραγωγή τους, διότι δεν είναι σε θέση να παρακολουθούν αποτελεσματικά την ποιότητα κάθε παρτίδας που παράγουν. Ωστόσο, η χρήση αισθητήρων υποβοηθούμενων από νευρωνικά δίκτυα επιτρέπει την ακριβή πρόβλεψη της ποιότητας κάθε παρτίδας, οδηγώντας την τσιμεντοβιομηχανία σε μια νέα εποχή, που αξιοποιεί πλήρως τις δυνατότητες της παρακολούθησης λειτουργίας (condition monitoring).

Εν κατακλείδι, η λειτουργία ενός διασυνδεδεμένου εργοστασίου απαιτεί την ύπαρξη συνδεσιμότητας, την αξιοποίηση της τεχνητής νοημοσύνης και τη χρήση ευέλικτων αυτοματισμών, τόσο κάθετα, σε επίπεδο παραγωγής, όσο και οριζόντια, στην εφοδιαστική αλυσίδα.

Η επιτυχία στην ψηφιακή εποχή και τη Βιομηχανία 4.0 δεν μπορεί να βασιστεί μόνο στην ανάπτυξη υποδομών και τη χρήση νέων εργαλείων πληροφορικής. Η ύπαρξη αναλυτικής στρατηγικής και η χαρτογράφηση της πορείας του ψηφιακού μετασχηματισμού αποτελεί κρίσιμη παράμετρο για την επιτυχία του εγχειρήματος.
Μια προσέγγιση σε φάσεις, που οδηγεί στη σταδιακή ενσωμάτωση των νέων τεχνολογιών με βάση τις ανάγκες και τις δυνατότητες κάθε εταιρείας και του προσωπικού της, και με γνώμονα τη διεύρυνση του κύκλου εργασιών, είναι αυτή που θα βοηθήσει τις βιομηχανίες να αναπτύξουν το διασυνδεδεμένο εργοστάσιο του μέλλοντος.

ΜΑΓΚΥ ΑΘΑΝΑΣΙΑΔΗ
Διευθύντρια του Τομέα Βιομηχανίας, Ανάπτυξης, Τεχνολογίας & Καινοτομίας του ΣΕΒ

«Πρόσφατη έρευνα του ΣΕΒ, ανέδειξε την έλλειψη ψηφιακής κουλτούρας και τις εσωτερικές αντιστάσεις ως το σημαντικότερο εμπόδιο στην ενσωμάτωση καινοτόμων τεχνολογιών, σε ποσοστό 36%  των ερωτώμενων»