Wizja Przemysłu 4.0 oznacza gruntowne zmiany paradygmatów związanych z całym cyklem życia produktów. Istotne modyfikacje dotyczą systemów wytwarzania, modeli biznesowych, architektury produktów. Zmienia się sposób postrzegania podmiotów realizujących procesy wytwórcze. Odchodzi się od stereotypów myślenia w kategorii wyodrębnionych zakładów produkcyjnych i przestawia na eksponowanie współdziałania w sieciach wartości, w których zacierają się granice pomiędzy przedsiębiorstwami. Nowa rzeczywistość w przemyśle opiera się na funkcjonowaniu ekosystemów charakteryzujących się silnymi, ale równocześnie elastycznymi powiązaniami wewnętrznymi. Efekt oddziaływania na rynek takich ekosystemów jest zdecydowanie silniejszy niż pojedynczych przedsiębiorstw.
Ta wizja nowej rzeczywistości przemysłowej kusi prognozą ponadprzeciętnych wzrostów produktywności, korzystniejszym pozycjonowaniem w globalnych łańcuchach wartości, humanizacją pracy. Prognozy te potwierdzają doświadczenia pionierów Przemysłu 4.0, wywołując rosnące zainteresowanie rynku na wzór efektu śnieżnej kuli.
Bariery na drodze do Przemysłu 4.0
Przedsiębiorstwa przed wejściem na drogę transformacji stają jednak przed kluczowym wyzwaniem sprowadzającym się do pytania: w jakie zmiany zainwestować, żeby przyniosły oczekiwany efekt? W dynamicznie kształtującej się nowej rzeczywistości nie powstały jeszcze jednoznaczne wskazania, mówiące, które działania wpłyną na istotne umocnienie przewag konkurencyjnych i uzyskanie właściwej pozycji w nowych, skomplikowanych sieciach powiązań, a które będą miały tylko znaczenie kosmetyczne.
Problem jest tym poważniejszy, że transformacja przeważnie oznacza dla przedsiębiorstwa konieczność wyjścia z obecnej strefy komfortu i zmianę modelu biznesowego. Dotyczy to zwłaszcza małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP) o aktualnie utrwalonej pozycji w istniejących liniowych łańcuchach wartości.
Taki dotychczasowy układ sztywnych powiązań i jednoznacznego pozycjonowania w procesie wytwarzania może w nieodległej perspektywie stać się niewystarczający dla efektywnego funkcjonowania na rynku i grozi wykluczeniem z biznesu. Pomimo rosnącej świadomości zagrożeń przedsiębiorcom trudno jest odejść od modelu działania, który dobrze znają, i który stanowił podstawę dotychczasowego rozwoju.
Wejście w obszar nieznany, w którym mechanizmy dopiero się kształtują, w którym brak ugruntowanych wzorców zmian, obarczone jest ryzykiem nieuzyskania zamierzonego efektu, przy równoczesnej utracie obecnego bezpieczeństwa biznesu. Z drugiej strony oczekiwanie na ustabilizowanie się sytuacji grozi opóźnieniem, które będzie nie do nadrobienia zarówno w skali pojedynczych przedsiębiorstw, jak i w skali krajowych gospodarek.
Przede wszystkim wsparcie dla MŚP
Świadomość tego zagrożenia, zwłaszcza w krajach, w których udział produkcji przemysłowej w PKB jest znaczący, prowadzi do uruchamiania mechanizmów pozwalających redukować ryzyko transformacji. Mechanizmy te w szczególności zorientowane są na wsparcie dla małych i średnich przedsiębiorstw, ponieważ ten segment ma największe problemy w pokonywaniu barier na drodze do Przemysłu 4.0.
Wachlarz mechanizmów redukcji ryzyka przy wdrażaniu rozwiązań Przemysłu 4.0 jest szeroki. Dotyczy wszystkich etapów wprowadzania zmian, od etapu informacji i uświadamiania potrzeby transformacji, przez identyfikację potrzebnych zmian, ukierunkowanie na drodze transformacji, przygotowanie kompetencyjne, projektowanie i wdrażanie rozwiązań, aż do etapu funkcjonowania w nowej rzeczywistości.
W pierwszym etapie wsparcia prowadzone są działania informacyjne i uświadamiające. Wykorzystywane są różne kanały przekazu informacji, zarówno materiały drukowane, np. broszury czy magazyny branżowe, jak i przekaz internetowy, np. dedykowane webinaria, a także konferencje, targi i „roadshow”, organizowane w oparciu o mobilną ekspozycję rozwiązań Przemysłu 4.0, czy też dni otwarte w instalacjach demonstracyjnych.
W zakresie pomocy przedsiębiorcom w identyfikacji potrzebnych zmian oraz ich ukierunkowania na drodze do Przemysłu 4.0 istotną rolę odgrywają tzw. apostołowie transformacji, czyli specjaliści, którzy w bezpośrednim kontakcie z przedsiębiorstwem potrafią zainspirować do zainteresowania się potrzebą zmian i zainicjować stosowne działania.
Działania te są podejmowane w poszczególnych krajach w różnych rozwiązaniach organizacyjnych. Poniżej przedstawionych jest kilka przykładów.
Programy wsparcia Przemysłu 4.0 na świecie
Niemcy
W Niemczech uruchomiony został program „Mittelstand 4.0”, inspirowany przez krajową Platformę Industry 4.0 i realizowany we współpracy z regionalnymi Izbami Handlowo-Przemysłowymi. Obejmuje serię dedykowanych wydarzeń organizowanych lokalnie z firmami partnerskimi, w których prezentowane są kluczowe zagadnienia Przemysłu 4.0 i prowadzony jest dialog z ekspertami odnośnie koncepcji zmian. Udział w wydarzeniach jest otwarty i bezpłatny. Przeprowadzone są również indywidualne wizyty ekspertów w firmach.
Francja
Podobne działania we Francji prowadzi SYNTEC Numérique – największe francuskie zrzeszenie branżowe, liczące 1800 firm z sektora e-gospodarki, będące członkiem Stowarzyszenia na rzecz przemysłu przyszłości (Alliance pour l’Industrie du Futur). SYNTEC udostępnia władzom regionalnym własną bazę ekspertów służących doradztwem dla MŚP. Na każdy region przypada trzech ekspertów ds. mechaniki, robotyki i cyfryzacji, prowadzących w terenie działalność „apostolską”.
Austria
W Austrii program „SME DIGITAL” realizowany jest przez Austriacką Izbę Handlową we współpracy z Federalnym Ministerstwem Spraw Gospodarczych. W ramach programu prowadzone są webinaria z różnych tematów dotyczące Przemysłu 4.0.
Przykładowo w serii webinariów dotyczących ochrony danych w 2017 r. wzięło udział prawie 3 tys. uczestników. Przeprowadzono też przygotowanie i certyfikację ponad 200 konsultantów cyfryzacji funkcjonujących na terenie kraju, których zadaniem jest m.in. przeprowadzenie indywidualnie wstępnej analizy szans i zagrożeń związanych z transformacją. Efektem analizy jest przedstawienie firmom możliwych dróg wdrażania Przemysłu 4.0. Dla małych i średnich przedsiębiorstw ta usługa jest świadczona nieodpłatnie.
Polska: Inkubatory Liderów Przemysłu 4.0
W Polsce w październiku ubiegłego roku na mocy porozumienia między Ministerstwem Rozwoju a Politechnikami: Śląską, Poznańską i Warszawską uruchomiony został pilotażowy projekt pod nazwą Inkubatory Liderów Przemysłu 4.0, którego celem jest przygotowanie kadr do działalności „apostolskiej”. Po kilkumiesięcznym kształtowaniu wymaganych kompetencji „apostołowie transformacji” rozpoczynają praktyczne rozwijanie i weryfikowanie oddziaływania na rynek w bezpośrednich kontaktach. Nabyte doświadczenia będą stanowiły bazę do przygotowania ogólnokrajowego programu kształtowania świadomości rynku w odniesieniu do budowania Przemysłu 4.0.
Opisane działania odnoszą się do pierwszego etapu wprowadzania zmian. W ich efekcie następuje rozbudzenie zainteresowania przedsiębiorstw przeprowadzeniem transformacji i poszukiwania właściwej drogi do Przemysłu 4.0.
To prowadzi do drugiego etapu przeprowadzania zmian i wiąże się z koniecznością wprowadzenia instrumentów wsparcia adekwatnych do tego etapu. W szczególności dotyczy to narzędzi samooceny stopnia zaawansowania cyfryzacji przedsiębiorstw i ukierunkowania na dalszy rozwój. Ważnym komponentem mechanizmów wsparcia jest stworzenie warunków bliższego zapoznania się z możliwymi rozwiązaniami i uświadomienia potrzeb.
Samoocena i ukierunkowanie
W przypadku narzędzi samooceny i ukierunkowania wśród kilkunastu modeli oceny dojrzałości cyfrowej przedsiębiorstw istnieje co najmniej kilka rozwiązań powiązanych ze specyfiką kompleksowych programów wsparcia transformacji w danym kraju. Przykładem może być austriacki KME Digital Status Check – stanowiący komponent programu SME Digital, niemiecki Readiness Check Digitalisierung – funkcjonujący w ramach programu Mittelstand 4.0, czy też hiszpański HADA – Self diagnostic digital tool on-line – komponent programu Industria Conectada 4.0. Właściwa diagnoza stanu zaawansowania i ukierunkowanie przedsiębiorstwa na działania, ze wskazaniem możliwych do wykorzystania mechanizmów wsparcia, to środek redukcji ryzyka dla przedsiębiorstw we wkraczaniu na nieznany grunt.
W Polsce, w ramach wspomnianego projektu Inkubator Liderów Przemysłu 4.0, opracowany został model narzędzia do samooceny przedsiębiorstw, bazujący na koncepcji drzewa decyzyjnego. W zależności od zidentyfikowanego poziomu zaawansowania wirtualny asystent wskazuje dalszą drogę postępowania. Rozwiązanie będzie obecnie testowane podczas drugiej fazy projektu Inkubator.
Case studies i instalacje demonstracyjne
Ważnym komponentem wsparcia dla przedsiębiorstw zainteresowanych wejściem na drogę Przemysłu 4.0 jest możliwość poznania dostępnych rozwiązań i ich praktycznych wdrożeń.
Niemiecka Plattform Industrie 4.0 prowadzi bazę opisów wzorcowych aplikacji rozwiązań Przemysłu 4.0. Baza obejmuje ponad 300 przykładów z Niemiec, 150 najlepszych praktyk z Francji i tyle samo opisów „use cases” z Japonii. To wynik porozumienia między krajowymi instytucjami liderów Przemysłu 4.0 o wymianie informacji wspomagającej prowadzenie transformacji.
Pomocą w zrozumieniu zasad Przemysłu 4.0 są również demonstratory, występujące zarówno w wersji wirtualnej, jak i w formie fizycznych instalacji demonstracyjnych. Obecnie istnieje wiele przykładów instalacji i linii demonstracyjnych, funkcjonujących przede wszystkim w specjalistycznych jednostkach wsparcia dla Przemysłu 4.0, gdzie zainteresowani mogą poznać funkcjonalne rozwiązania digitalizacji procesów produkcyjnych w powiązaniu z digitalizacją produktów i wykorzystanie technologii charakterystycznych dla Przemysłu 4.0.
Należy podkreślić, że funkcja demonstracyjna to w zdecydowanej większości przypadków tylko fragment wykorzystywania takich instalacji. Służą one głównie do prowadzenia testów rozwiązań Przemysłu 4.0 oraz przygotowywania i weryfikowania aplikacji tych rozwiązań. A to dotyczy już kolejnego etapu przeprowadzania zmian, czyli podejmowania konkretnych działań urzeczywistniających koncepcję Przemysłu 4.0.
Redukcja ryzyka dzięki technologiom Przemysłu 4.0
W tej fazie przy budowaniu mechanizmów wsparcia wykorzystuje się możliwości, jakie stwarza podstawowa cecha Przemysłu 4.0, czyli łączenie świata fizycznego ze światem wirtualnym.
Digital Twin
Odwzorowanie fizycznego przedmiotu, procesu lub systemu w warstwie wirtualnej oznacza powstanie bliźniaka cyfrowego, za pomocą którego można analizować przebieg planowanych zmian. Dzięki symulacji zamierzeń w oparciu o model cyfrowy ocenia się ich efekty przed fazą rzeczywistej realizacji. Modyfikowanie koncepcji w warstwie wirtualnej w celu osiągnięcia optymalnego rozwiązania nie wymaga kosztownego testowania w warstwie rzeczywistej.
Takie podejście zapewnia konkretne wsparcie dla decyzji inwestycyjnych, zwłaszcza przy wkraczaniu w obszar nieznany. Intuicja, która mogła mieć kluczowe znaczenie przy rozwijaniu biznesu w znanym i przewidywalnym otoczeniu, jest niewystarczająca przy rewolucyjnych zmianach. Dzięki możliwościom analizy koncepcji w oparciu o bliźniaka cyfrowego ryzyko nietrafionych decyzji ulega zmniejszeniu, a więc zmniejsza się ryzyko kosztów utopionych.
Wirtualna i rozszerzona rzeczywistość
Podobną rolę odgrywa wirtualna i rozszerzona rzeczywistość w procesach decyzyjnych. Zastosowanie tych technologii do wspomagania wyobraźni, zarówno przy tworzeniu nowych produktów, jak i środków wytwórczych, pozwala na weryfikację pomysłu przed poniesieniem nakładów na jego urzeczywistnienie. Nie bez znaczenia dla redukcji ryzyka jest stosowanie technologii rzeczywistości wirtualnej i rozszerzonej do przygotowania kadr do współpracy z nowoczesnymi urządzeniami, a także ich serwisowania. Wirtualny asystent zmniejsza prawdopodobieństwo błędów ludzkich przy wdrażaniu i wykorzystywaniu współczesnych rozwiązań technicznych.
Wytwarzanie przyrostowe
Kolejną technologią umożliwiającą redukcję ryzyka jest druk 3D, wykorzystywany do szybkiego prototypowania. Zmaterializowanie pomysłu dotyczącego nowego produktu następuje przez fizyczne odtworzenie pliku cyfrowego. Modyfikacje pomysłu w celu osiągnięcia optymalnej wersji przeprowadza się na plikach graficznych, bez konieczności ponoszenia kosztów zmian w warstwie fizycznej.
Wymienione technologie, będące filarami w budowaniu Przemysłu 4.0, stanowią równocześnie narzędzie do redukcji ryzyka w procesie urzeczywistniania nowej generacji przemysłu.
Uwarunkowaniem realizacji tego założenia jest po pierwsze – umożliwienie szerokiego dostępu do tych narzędzi i po drugie – umiejętność ich wykorzystywania, a to stanowi przeważnie istotne wyzwanie dla małych i średnich przedsiębiorstw.
Digital Innovation Hubs
Celem działań podejmowanych na poziomie zarówno gospodarek krajowych, jak i europejskich jest pomoc w pokonywaniu tych barier. Rozwiązaniem, które jest coraz częściej obecne w Europie, są tzw. Digital Innovation Hubs, określane skrótową nazwą DIH.
Według definicji podawanej przez Komisję Europejską DIH stanowi „one stop shop”, w którym przedsiębiorstwa, a zwłaszcza MŚP, mogą otrzymać pomoc w rozwijaniu i doskonaleniu przedsięwzięć biznesowych, procesów produkcyjnych, produktów i usług w oparciu o cyfrowe innowacje.
Kluczową rolę w DIH odgrywają Centra Kompetencji Przemysłu 4.0, dysponujące infrastrukturą i zasobami intelektualnymi do prowadzenia transferu wiedzy oraz przygotowywania i wdrażania rozwiązań. Partnerami Centrum Kompetencji w DIH są m.in. jednostki związane z rozwijaniem i transferem technologii, inkubatory i akceleratory biznesu, dysponenci instrumentów wsparcia. Dzięki temu kompleksowa oferta DIH obejmuje dostęp do cyfrowych technologii i kompetencji, infrastrukturę do prowadzenia testów cyfrowych innowacji, doradztwo biznesowe, dostęp do instrumentów wsparcia finansowego, a także możliwość budowania powiązań kooperacyjnych.
Ważnym elementem Centrów Kompetencji jest baza wiedzy dotycząca m.in. standardów Przemysłu 4.0. Dostęp do tej wiedzy zmniejsza ryzyko podejmowania przez przedsiębiorstwa przedsięwzięć, które nie spełnią warunków interoperacyjności, kluczowego w odniesieniu do rozwiązań Przemysłu 4.0.
Do finansowania działalności DIH wykorzystywane są krajowe i regionalne fundusze wsparcia, natomiast Komisja Europejska inwestuje rocznie ok. 100 mln euro w łączenie DIH w sieć obejmującą wszystkie kraje Unii Europejskiej.
Aktualnie sieć ta rozłożona jest w Europie bardzo nierównomiernie. W krajach, które są zaawansowane na drodze transformacji, przeciętna liczba funkcjonujących DIH wynosi kilkadziesiąt, podczas gdy w pozostałych krajach są to pojedyncze przypadki. W celu poprawy tej sytuacji w Europie Środkowo–Wschodniej Komisja Europejska uruchomiła program przygotowania kompetencyjnego dla jednostek kandydujących do statusu DIH. Z Polski uczestniczy w tym programie osiem podmiotów.
Przedstawiona gama mechanizmów wsparcia niezbędnych do transformacji i redukcji ryzyka jest odpowiedzią na poziom wyzwań stojących przed przedsiębiorcami, zwłaszcza MŚP, na drodze do Przemysłu 4.0. Świadomość tych wyzwań, ale również zagrożeń i szans, jakie niesie czwarta rewolucja przemysłowa, motywuje instytucje publiczne na szczeblu krajowym i europejskim do podejmowania stosownych działań.
Cel jest jasno określony w założeniach programu Cyfryzacji Europejskiego Przemysłu – każda działalność biznesowa w Europie, bez względu na sektor, lokalizację czy wielkość, powinna mieć możliwość korzystania z innowacji cyfrowych przy minimalizacji ryzyka wejścia w ten obszar.
Andrzej Soldaty – założyciel i partner „Inicjatywy dla Polskiego Przemysłu 4.0”, Lider Projektu „Platforma Przemysłu Przyszłości” w Ministerstwie Przedsiębiorczości i Technologii. W latach 2010–2015 był prezesem zarządu polskiego oddziału Festo.
