Οι βιομηχανίες του μέλλοντος απαιτούν την υιοθέτηση καινοτόμων λύσεων έτσι ώστε να αποκτήσουν ευελιξία, ενισχύοντας ταυτόχρονα τις λειτουργικές τους δυνατότητες. Οι ψηφιακές πλατφόρμες και εφαρμογές προσφέρουν ότι ακριβώς χρειάζονται οι βιομηχανίες για να επιτύχουν τους υψηλούς τους στόχους.

Γράφει ο Κοσμάς Αλεξόπουλος, Ερευνητής-Μηχανικός Προγραμμάτων Βιομηχανικής Έρευνας στο Εργαστήριο Συστημάτων Παραγωγής και Αυτοματισμού (LMS)

Οι ψηφιακές πλατφόρμες (digital platforms) έχουν ήδη αλλάξει την καθημερινότητα πολλών ανθρώπων σε ολόκληρο τον κόσμο. Στο συγκεκριμένο άρθρο θα γίνει μια προσπάθεια να παρουσιαστούν όλες οι καινοτόμες εφαρμογές. Είναι χαρακτηριστικό ότι οι πιο δημοφιλείς πλατφόρμες, που υποστηρίζουν τη δημιουργία ψηφιακών κοινωνικών δικτύων είναι το Facebook και το Twitter, αλλά και οι ψηφιακές πλατφόρμες παροχής υπηρεσιών, όπως η Amazon, το AirBnb και η Uber. Στις παραπάνω περιπτώσεις οι ψηφιακές πλατφόρμες έχουν διαμορφώσει καινούργιες συνθήκες στον τρόπο, που προσφέρονται οι υπηρεσίες από τις εταιρείες προς τους καταναλωτές.
Αντίστοιχες λύσεις έχουν αναπτυχθεί και για την υποστήριξη της συνεργατικότητας ανάμεσα σε εταιρείες (Business-to-Business – Β2Β) σε διάφορους τομείς, μεταξύ των οποίων είναι και ο τομέας της βιομηχανικής παραγωγής.

Εν γένει, οι ψηφιακές πλατφόρμες μπορούν να διαχωριστούν βάσει τριών ρόλων:

1. Tο ρόλο της υποστήριξης της υποδομής. Σε αυτή την περίπτωση οι ψηφιακές βιομηχανικές πλατφόρμες παρέχουν υποδομές, λειτουργικότητα, και κυρίως προσφέρουν ένα ανοιχτό περιβάλλον ανάπτυξης εφαρμογών από τους προγραμματιστές εφαρμογών. Με αυτό το μοντέλο ανάπτυξης και διαχείρισης επιτυγχάνεται το φαινόμενο της θετικής «επίδρασης του δικτύου» σε μια πλατφόρμα. Επί της ουσίας, όσο περισσότεροι προγραμματιστές εργάζονται στην πλατφόρμα, δημιουργώντας εφαρμογές και κατ’ επέκταση κάνοντας την προσφορά της πλατφόρμας περισσότερο ελκυστική, τόσο πολλαπλασιάζονται οι χρήστες της. Όσο περισσότεροι είναι οι χρήστες της πλατφόρμας τόσο περισσότεροι προγραμματιστές θα έχουν κίνητρο να συμμετέχουν στην ανάπτυξη επιπλέον εφαρμογών.

2. Το ρόλο της επεξεργασίας, διαχείρισης και διαμοιρασμού δεδομένων. Κάθε ψηφιακή βιομηχανική πλατφόρμα καθιστά τα δεδομένα προσβάσιμα, τα χρησιμοποιεί και τα επεξεργάζεται με κάποιο τρόπο. Σε πολλές περιπτώσεις, η αξία βρίσκεται αποκλειστικά στα δεδομένα, που διατίθενται από συνδεδεμένες εφαρμογές, αισθητήρες και συσκευές.

3. Το ρόλο της υποστήριξης ενός οικοσυστήματος. Σε αυτή την περίπτωση, οι ψηφιακές βιομηχανικές πλατφόρμες επιτρέπουν στους χρήστες τους να συνδέονται μεταξύ τους, όπως για παράδειγμα στα κοινωνικά δίκτυα. Για παράδειγμα μπορεί να επιτρέπουν στους χρήστες την αγοραπωλησία βιομηχανικών προϊόντων.

Οι ψηφιακές πλατφόρμες που αφορούν στην παραγωγή προϊόντων, επιτρέπουν την παροχή υπηρεσιών που υποστηρίζουν τη βιομηχανία με την ευρεία έννοια. Σε αυτό το πλαίσιο, οι υπηρεσίες που παρέχονται μέσω ψηφιακών πλατφορμών και αφορούν στη βιομηχανία, μπορούν να παρέχουν ενδεικτικά τις εξής υπηρεσίες:
• Σχεδίαση και παραγωγή.
• Αποτελεσματική παρακολούθηση των διαδικασιών παραγωγής.
• Ανάλυση δεδομένων μέσω προηγμένων αυτόματων και ανθρώπινων επιστημονικών τεχνικών και τεχνολογιών.
• Έλεγχος παραγωγής, ο οποίος περιλαμβάνει αλληλεπίδραση μεταξύ διαφορετικών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένης της επικοινωνίας από μηχανή σε μηχανή και την εισαγωγή δυνατοτήτων αυτο-μάθησης.
• Προσομοίωση παραγωγικών διαδικασιών.
• Βοήθεια σε εργάτες και μηχανικούς, συμπεριλαμβανομένης και της Επαυξημένης Πραγματικότητας (AR).
• Σχεδιασμός παραγωγής, πρόβλεψη και αυτοματοποίηση συντήρησης του εξοπλισμού.
• Ψηφιακή ολοκλήρωση των αλυσίδων προστιθέμενης αξίας.
• Διαλειτουργικότητα ανάμεσα στα συστήματα παραγωγής.

Οι ψηφιακές πλατφόρμες εγκαθίστανται είτε στο εργοστάσιο, είτε εκτός αυτού, δηλαδή σε κάποιο cloud. Υπάρχει ακόμα η δυνατότητα να εγκαθίστανται και σε υβριδικά σχήματα.
Όσον αφορά στην κατηγορία παροχής υποδομών, οι πλατφόρμες IIoT (Industrial Internet of Things) έχουν προσελκύσει μεγάλο ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια λόγω της ικανότητάς τους να διαχειρίζονται πολλά δεδομένα (Big Data), που προέρχονται από χιλιάδες πηγές δεδομένων εντός της βιομηχανικής αλυσίδας αξίας. Οι πλατφόρμες ΙIoT για τη βιομηχανία μπορούν να παρέχουν την «ψηφιακή» επέκταση των λειτουργιών των φυσικών οντοτήτων (όπως π.χ. κάποια μηχανή παραγωγής). Στην πράξη, αποτελούν έναν τρόπο επίτευξης του μοντέλου των Κυβερνο-Φυσικών-συστημάτων (Cyber Physical Systems – CPS). Τα CPS συστήματα έχουν σχεδιαστεί σύμφωνα με το πρότυπο αρχιτεκτονικής τριών επιπέδων που αποτελείται από α) το επίπεδο διασύνδεσης, β) το επίπεδο πλατφόρμας και γ) το επίπεδο επιχειρησιακής λογικής.

Στο επίπεδο διασύνδεσης, τα δεδομένα συλλέγονται μέσα από ένα συγκεκριμένο μηχανισμό, όπως είναι οι διεπαφές (interfaces) των συσκευών (π.χ. αισθητήρες, μηχανήματα). Από το επίπεδο διασύνδεσης, τα δεδομένα μετατρέπονται σε πληροφορία αρχικού επιπέδου και συνήθως περιγράφουν γεγονότα που συμβαίνουν σέ ένα εργοστάσιο (π.χ. δεδομένα σχετικά την κατάσταση μιας μηχανής). Τα δεδομένα αυτά μπορούν να υποβληθούν για επεξεργασία τοπικά σε αυτό το επίπεδο και στη συνέχεια να μεταδοθούν στο επίπεδο της πλατφόρμας. Έτσι, το επίπεδο της πλατφόρμας λαμβάνει δεδομένα από συσκευές διασύνδεσης μεταξύ δικτύων, εξάγει και συγκεντρώνει πληροφορίες και παρέχει υπηρεσίες στις εφαρμογές, που βρίσκονται στο επίπεδο της επιχειρησιακής λογικής.

Στην κατηγορία ανταλλαγής δεδομένων, δύο από τις πιο πρόσφατες ευρωπαϊκές πρωτοβουλίες είναι το International Data Space (IDS) και το GAIA-X. Το IDS επιτρέπει στις νέες «έξυπνες υπηρεσίες» και τις καινοτόμες επιχειρηματικές διαδικασίες να λειτουργούν σε εταιρείες και κλάδους, διασφαλίζοντας ότι ο έλεγχος της χρήσης δεδομένων παραμένει στα χέρια των κατόχων των δεδομένων (data sovereignty). Καθορίζοντας τους περιορισμούς χρήσης των δεδομένων από τους καταναλωτές των δεδομένων, το IDS ορίζει τους όρους και τις προϋποθέσεις για τη δημιουργία της οικονομίας των δεδομένων (data economy).

Η GAIA-X στην Ελλάδα
Το GAIA-X είναι μια ευρωπαϊκή πρωτοβουλία για την ανάπτυξη μίας ευρωπαϊκής υποδομής ανταλλαγής, διαμοιρασμού και διαχείρισης δεδομένων στο cloud. Το GAIA-X αναπτύσσει μια ενοποιημένη, ανοιχτή ευρωπαϊκή υποδομή δεδομένων που θα συνδέει κεντρικές και αποκεντρωμένες υποδομές διαχείρισης δεδομένων για να τις μετατρέψει σε ένα ομοιογενές, φιλικό προς το χρήστη σύστημα. Η υποδομή διαχείρισης δεδομένων που θα προκύψει, θα ενισχύει την ικανότητα πρόσβασης και κοινοποίησης δεδομένων με ασφάλεια και εμπιστοσύνη. Τα πιθανά οφέλη για την ελληνική βιομηχανία, αλλά και τους παρόχους υπηρεσιών προς την βιομηχανία, από αυτές τις πλατφόρμες αναμένεται να είναι σημαντικά, καθώς δημιουργούνται ευκαιρίες για νέες συνεργασίες και περισσότερη εξωστρέφεια μέσω της ανταλλαγής και του διαμοιρασμού των δεδομένων. Στα πλαίσια της πρωτοβουλίας GAIA-X, το Εργαστήριο Συστημάτων Παραγωγής και Αυτοματισμού του τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών και Αεροναυπηγών του Πανεπιστημίου Πατρών συντονίζει τις προσπάθειες για την εγκαθίδρυση του κόμβου GAIA-X στην Ελλάδα.

Στην κατηγορία υποστήριξης του οικοσυστήματος της βιομηχανικής παραγωγής, ένα παράδειγμα προέρχεται από το ερευνητικό έργο MARKET4.0 του πλαισίου H2020. Tο MARKET4.0 αναπτύσσει μια ψηφιακή αγορά αποκλειστικά για επιχειρήσεις (business-to-business) για την προμήθεια εξοπλισμού και υπηρεσιών βιομηχανικής παραγωγής. Προκειμένου να εξασφαλίσει την ανταλλαγή δεδομένων και να επιτρέψει τον ελέγχου της χρήσης δεδομένων, η πλατφόρμα MARKET4.0 εκμεταλλεύεται τα αποτελέσματα του IDS. Αξιοποιώντας τις τεχνολογίες του IDS, οι εφαρμογές του MARKET4.0 μπορούν να μεταφέρουν με ασφάλεια εμπιστευτικού τύπου δεδομένα (π.χ. αρχεία CAD ενός προϊόντος) από τους πελάτες προς τους προμηθευτές βιομηχανικού εξοπλισμού με ασφάλεια και παράλληλα διασφαλίζοντας ότι τα δεδομένα χρησιμοποιούνται σύμφωνα με τους κανόνες που θέτουν οι ιδιοκτήτες τους (π.χ. να χρησιμοποιούνται μόνο μία φορά ή στο πλαίσιο μίας συναλλαγής).

Εν κατακλείδι, οι βιομηχανικές πλατφόρμες είναι μια τεχνολογία αιχμής, που σε συνδυασμό με άλλες καινοτόμες τεχνολογίες του Industry 4.0, όπως η Τεχνητή Νοημοσύνη, το βιομηχανικό Ίντερνετ των πραγμάτων (Internet of Things – IoT), έχουν τη δυνατότητα να επιφέρουν σημαντικές θετικές αλλαγές προς όφελος της μεταποιητικής βιομηχανίας.