Smart Factory jest, w pewnym uproszczeniu, nowoczesnym typem zakładu produkcyjnego, opartym na systemach cyberfizycznych, ich integracji z zaawansowanymi technologiami produkcyjnymi oraz na nowatorskich metodach zarządzania i organizacji produkcji. Fabryki przyszłości będą przynosić realne korzyści w różnych obszarach funkcjonowania przedsiębiorstwa, nie tylko związanych z samą produkcją. Choć w tym zakresie uzyskane korzyści będą z pewnością najbardziej widoczne. Inteligentna fabryka pozwoli na lepsze wykorzystanie aktywów, chociażby poprzez skrócenie przestojów, co przełoży się na zwiększenie produktywności.

Smart Factory według Światowego Forum Ekonomicznego

Eksperci Światowego Forum Ekonomicznego (WEF) przyjrzeli się ponad 1000 fabryk na całym świecie pod kątem wdrożonych w nich nowoczesnych technologii produkcyjnych czwartej rewolucji przemysłowej. Z tego grona wybranych zostało 16 fabryk, które już teraz można uznać za wzorcowe, jeśli chodzi o pojęcie Smart Factory.

Jednym z przykładów wyróżnionych fabryk jest chińska fabryka Siemens Industrial Automation Products, w której powstają m.in. sterowniki, w 2013 r. wprowadzono rozwiązania zgodne z koncepcją Przemysłu 4.0. Pozwalają one na pełną automatyzację produkcji oraz przepływu materiałów, w efekcie czego na każdym etapie produkcji są dostępne na bieżąco informacje o aktualnym stanie procesu produkcyjnego. Pełna cyfryzacja pozwala także, że już niemal w momencie zamówienia są one rozdzielane i odpowiednio planowane. Od 2013 r. wydajność zakładu w Chengdu wzrosła o 20%. Co dwie sekundy z linii produkcyjnej zjeżdża zaś gotowy produkt.

Wprawdzie zakład przemysłowy koncernu Bayer w Parco delle Groane w Lombardii został zbudowany został tuż po II wojnie światowej, jednak na miano Smart Factory zasłużył zmianami wprowadzonymi już w tym stuleciu. Wdrożone rozwiązania cyfrowe, w tym m.in. technologia cyfrowego bliźniaka, oraz bieżąca analiza danych z procesów produkcyjnych pozwalają na pełną kontrolę nad przeprowadzanymi procesami, jakie zachodzą w fabryce.

Również wprowadzenie technologii cyfrowego bliźniaka w dwóch fabrykach Phoenix Contact (w Bad Pyrmont i Blomberg), gdzie powstają rozwiązania z zakresu elektrotechniki i automatyki przemysłowej, spowodowało, że znalazły one uznanie w oczach ekspertów WEF. Od czasu wdrożenia tej technologii czas od przyjęcia zamówienia do dostarczenia gotowego produktu do klienta skrócił się o ok. 30%.

Jeden z przykładów Smart Factory znajdziemy również za naszą południową granicą. Mowa o czeskiej fabryce firmy Procter&Gamble w miejscowości Rakovnik. W zakładach tych wdrożony został internetowy model analityczny, który przyczynił się do przyspieszenia reakcji w całym łańcuchu dostaw, co znacznie przyspieszyło tempo wprowadzania produktów na rynek i poprawiło efektywności zapasów.

Wyróżniona przez World Economic Forum została także fabryka firmy Schneider Electric w Le Vaudreuil. Zastosowano w niej inteligentne rozwiązania z zakresu Przemysłu 4.0, w tym m.in. technologię rozszerzonej rzeczywistości, dzięki którym udało się wprowadzić zakład produkcyjny na wyższy poziom integracji i kontroli procesu produkcji. Zmiany te przyczyniły się do zmniejszenia zużycia energii o ok. 10% i obniżenia kosztów konserwacyjnych o dalsze 30%.

W chińskiej fabryce koncernu Bosch w Wuxi w prowincji Jiangsu zwiększono wydajność produkcji głównie dzięki wprowadzeniu zaawansowanej analityki danych, dzięki której zoptymalizowano czas pracy fabryki i możliwe jest przewidywanie przerw w działaniu maszyn nim one wystąpią.

Inne przykłady

Wybór Światowego Forum Ekonomicznego nie oznacza jednak, że tylko fabryki z tej listy osiągnęły już najwyższy poziom zaawansowania technologicznego. Firma Rittal zakończyła budowę zakładu przemysłowego, zgodnego z założeniami koncepcji Przemysłu 4.0, w miejscowości Haiger w środkowej Hesji. Jest to największa inwestycja w historii firmy o łącznej wartości 250 milionów euro. Połączenie wysokiego stopnia automatyzacji sterowania produkcją z globalnym centrum dystrybucji sprawia, że zakład jest centralnym ogniwem w cyfrowej realizacji zamówień. W fabryce zastosowano m.in. klimatyzatory Blue e+, które zwiększają efektywność energetyczną, a poprzez interfejs IIoT są zintegrowane z systemami monitorowania i zarządzania energią. Cały park maszynowy stale dostarcza dane o sterowaniu oraz aktualnym stanie pracy zakładu. Dane te w przyszłości będą trafiać do centrum danych typu Edge.

Jednocześnie Rittal przekształca swoje zakłady w Rittershausen w supernowoczesną fabrykę, zgodną z założeniami Przemysłu 4.0. Fabryka wyposażona jest w linie produkcyjne, które automatycznie planują i optymalizują konserwacje dzięki sztucznej inteligencji. Inwestycja o łącznej wartości 120 milionów euro zostanie ukończona do 2020 r.

Pierwsza inteligentna fabryka w Polsce?

W październiku przyszłego roku pod Wrocławiem rozpocząć ma działalność fabryka firmy Siemens, która będzie wytwarzać wysokiej klasy szafy sterownicze. W nowej fabryce zaimplementowane zostaną najnowsze technologie produkcyjne, które mają zapewnić wysoką efektywność produkcji. W Polsce będzie ich powstawać ponad tysiąc rocznie, co znacząco wpłynie na rozwój krajowego przemysłu 4.0.

Również działająca w Polsce fabryka firmy Bridgestone (razem z podobnymi obiektami w Hiszpanii, we Francji, Włoszech oraz na Węgrzech) zostanie zmodyfikowana w ten sposób, by spełniać najważniejsze wymagania inteligentnej fabryki zgodnie z wprowadzanym projektem „Inteligentna Energia”. Przekształceniu ulegnie cały proces produkcyjny – od wytwarzania półproduktów poprzez dostawy energii, konserwację, monitorowanie produkcji po planowanie produkcji. Zmiany te zgodne z wprowadzaniem w Unii Europejskiej gospodarki zamkniętego obiegu, pozwolą na oszczędność energii, zwiększenie wydajności, efektywnego wykorzystania surowców i uproszczenie procesów.

Roboty będą produkować roboty

W nowoczesnej cyfrowej fabryce firmy ABB w Kangqiao koło Szanghaju roboty będą produkowć roboty. W zajmującym powierzchnię 67 000 m² zakładzie produkcyjnym wprowadzono najnowsze procesy produkcyjne. Pod tym samym dachem znajdzie się również miejsce dla ośrodka badawczo-rozwojowego, skupiającego się na technologiach wykorzystujących sztuczną inteligencję. Produkcja w nowej fabryce będzie odbywała się w większym stopniu w zautomatyzowanych gniazdach niż na stałej linii montażowej, co pozwoli na przemieszczanie się robotów między różnymi stanowiskami w celu uzyskania większej indywidualizacji i elastyczności produkcji w porównaniu z tradycyjnymi systemami szeregowymi. Pojazdy sterowane automatycznie (AVG) będą dostarczać części robotom produkcyjnym w systemie „dokładnie na czas” (just-in-time), a technologie oparte na współpracy umożliwią bezpieczną pracę ludzi i robotów obok siebie. Pozwoli to łączyć atuty robotów z konkretnymi zdolnościami ludzi. Otwarcie placówki zaplanowano na 2021 r.