Przemysł 4.0 został zainspirowany inicjatywą „Industry 4.0” rządu niemieckiego, której celem jest promowanie produkcji połączonej oraz cyfrowej konwergencji procesów przemysłowych, handlowych i innych. Przemysł 4.0 to maszyny i procesy produkcyjne połączone w inteligentne sieci za pomocą technologii informatycznych. Wykorzystuje systemy cyberfizyczne, takie jak Internet Rzeczy, oraz systemy sensoryczne do gromadzenia ogromnych ilości danych, które producenci i wytwórcy mogą wykorzystywać do analizowania i usprawniania swojej działalności. Dane stanowiące podstawę technologii Industry 4.0 są przechowywane w chmurze, a systemy cyberfizyczne stanowiące jej podstawę wykorzystują chmurę do komunikacji i koordynacji.
Przemysł 4.0 opiera się na Przemysłowym Internecie Rzeczy (IIoT) i systemach cyberfizycznych – inteligentnych systemach autonomicznych, które wykorzystują algorytmy komputerowe do monitorowania i sterowania obiektami fizycznymi, takimi jak maszyny, roboty i pojazdy. Połączenie systemów cyberfizycznych, Internetu Rzeczy i Internetu Systemów sprawia, że czwarta rewolucja przemysłowa jest możliwa, a inteligentna fabryka staje się rzeczywistością. Czwarta rewolucja przemysłowa, to cyberfizyczna transformacja produkcji. Przemysł 4.0 to technologia, która bezproblemowo integruje ludzi i systemy w cyfrowe ekosystemy, a zebrane dane mogą być wykorzystywane do optymalizacji działań w czasie rzeczywistym.
Czwarta rewolucja przemysłowa (lub Industry 4.0) polega na ciągłej automatyzacji tradycyjnych praktyk produkcyjnych i przemysłowych przy użyciu nowoczesnych, inteligentnych technologii. Trzecia rewolucja przemysłowa, zwana również rewolucją cyfrową, miała miejsce pod koniec XX wieku, kiedy to po dwóch wojnach światowych tempo industrializacji i postępu technologicznego spadło w porównaniu z przeszłością. Trzecia rewolucja przemysłowa odnosi się do przejścia od technologii analogowej, mechanicznej i elektronicznej do technologii cyfrowej w okresie od końca lat 50. do końca lat 70. Od pierwszej rewolucji przemysłowej (mechanizacja z wykorzystaniem wody i pary) do drugiej, w której do masowej produkcji i linii montażowych wykorzystano energię elektryczną, czwarta rewolucja przemysłowa przywróci komputery i automatyzację wprowadzone na początku trzeciej, wzbogacone o inteligentne technologie oraz systemy autonomiczne oparte na danych i uczeniu maszynowym.
Czwarta rewolucja przemysłowa w rzeczywistości
Ogólnie rzecz biorąc, nieuchronne przejście od prostej cyfryzacji (III rewolucja przemysłowa) do innowacji opartej na połączeniu technologii (IV rewolucja przemysłowa) zmusza firmy do przemyślenia sposobu prowadzenia działalności. Podczas gdy wiele organizacji nadal zaprzecza wpływowi czwartej rewolucji przemysłowej na ich działalność lub ma trudności ze znalezieniem wiedzy, aby jak najlepiej zastosować ją w swoich unikalnych przypadkach użycia, wiele innych wdraża zmiany już dziś i przygotowuje się na przyszłość. Inteligentne maszyny usprawniają ich działalność. Na rynku dostępna jest szeroka gama rozwiązań Industry 4.0, które pomagają tysiącom firm przekształcać cyfrowe łańcuchy dostaw, wymyślać na nowo produkcję, koncentrować się na klientach i łączyć całą organizację. Istnieją również przykłady firm wdrażających rozwiązania Przemysłu 4.0 w przemyśle motoryzacyjnym i wielu inteligentnych fabrykach na całym świecie.
Cechy Przemysłu 4.0
Jeśli spojrzeć na dzisiejszy Przemysł 4.0, można zauważyć, że oprócz produkcji, jak to miało miejsce w przypadku konsorcjum „Industrial Internet Consortium”, coraz większy nacisk kładzie się na przemysł, a systemy cyberfizyczne, które omówimy później, są rozważane za poza nim. Nakładki cyber-fizycznych systemów produkcyjnych, które m.in. zapewniają monitorowanie stanu i możliwości zdalnego sterowania, prowadzą dzisiaj inteligentne fabryki.
Cechy Przemysłu 4.0 obejmują:
1) większą automatyzację niż w trzeciej rewolucji przemysłowej,
2) łączenie świata fizycznego i cyfrowego poprzez systemy cyberfizyczne zapewniane przez Przemysłowy Internet Rzeczy,
3) przejście od scentralizowanych systemów sterowania przemysłowego do inteligentnych produktów, które definiują systemy etapów produkcji,
4) modele danych zwrotnych i systemy sterowania
5) personalizację/indywidualizację produktu.
Zasadniczo czwarta rewolucja przemysłowa to trend automatyzacji i wymiany danych w technologii i procesach produkcyjnych, obejmujący systemy cyberfizyczne (CPS), internet rzeczy, przemysłowy internet rzeczy, przetwarzanie w chmurze, obliczenia kognitywne i sztuczną inteligencję. Zmiana ta jest tak radykalna, że nazwano ją „Przemysłem 4.0” i stanowi ona czwartą rewolucję w przemyśle wytwórczym.
Przemysł 4.0 to nowoczesne rozwiązania poprawiające rentowność firmy przemysłowej
Przemysł 4.0 to model transformacyjny, który wpływa na każdy aspekt działalności przedsiębiorstwa, od projektowania i produkcji po sprzedaż i relacje z klientami. Industry 4.0 znacznie zwiększa produktywność i wydajność, pozwalając na lepszą obsługę klientów. Umożliwia także organizacjom wprowadzanie innowacji, poprawę rentowności i wydajności oraz rozwój w świecie napędzanym przez technologię cyfrową. Przemysł 4.0 został już zademonstrowany w takich modelach biznesowych, jak programowanie offline i sterowanie adaptacyjne dla spawania łukowego, które przenoszą proces z projektowania i symulacji produktu na produkcję w hali produkcyjnej.
Zasadniczo technologie, które umożliwiają rozwój Przemysłu 4.0, wykorzystują istniejące dane oraz liczne dodatkowe źródła danych, w tym dane dotyczące połączonych aktywów, w celu osiągnięcia wielowarstwowej wydajności, przekształcenia istniejących procesów produkcyjnych oraz stworzenia przepływów informacji typu end-to-end. oraz tworzenia nowych usług i modeli biznesowych. Cyfryzacja i integracja pionowych i poziomych łańcuchów wartości. Przemysł 4.0 integruje procesy pionowe w całej organizacji, w tym rozwój produktu, produkcję, strukturyzację i serwis; w ujęciu poziomym Przemysł 4.0 obejmuje operacje wewnętrzne od dostawców do klientów, a także wszystkich kluczowych partnerów w łańcuchu wartości. Kolejną korzyścią płynącą z zastosowania koncepcji Industry 4.0 jest fakt, że technologie cyfrowe stosowane w fabryce są połączone z systemami danych biznesowych na „zapleczu”, umożliwiają one przeprowadzanie analiz big data na danych związanych z procesem produkcyjnym. Jedną z takich korzyści jest to, że koncepcje Przemysłu 4.0 pozwalają producentom OEM zobaczyć, w jaki sposób klienci faktycznie korzystali z produktu, a nie jak powinni go używać.
Wirtualne wersje rzeczywistych instalacji mogą być następnie tworzone w świecie rzeczywistym i łączone za pośrednictwem Internetu Rzeczy, umożliwiając systemom cyberfizycznym komunikację i interakcję między sobą oraz z personelem ludzkim w celu stworzenia jednej wymiany danych w czasie rzeczywistym.
