Ευάγγελος Α. Θεοδώρου, Ph.D. (Cambridge)
Πρόεδρος Ομίλου Θεοδώρου
Εισαγωγή
Ο βιομηχανικός αυτοματισμός ευρίσκεται στο επίκεντρο της νέας βιομηχανικής επανάστασης. Παρ’όλο που πολλά έχουν γραφεί για το συγκεκριμένο θέμα, πιστεύουμε ότι υπάρχει σημαντική έλλειψη πληροφόρησης που εστιάζεται στον τρόπο που επηρεάζεται η βιομηχανική παραγωγή στην καθημερινότητά της και κατ’ επέκταση, ποια βήματα πρέπει να ακολουθήσουν οι βιομηχανικές επιχειρήσεις, έτσι ώστε να εκμεταλλευτούν τις νέες δυνατότητες που τους προσφέρει ο «νέος» βιομηχανικός αυτοματισμός.
Στο παρόν άρθρο εισάγουμε την έννοια του συνδεδεμένου αυτοματισμού (Connected Automation), ως την εξέλιξη του κλασσικού βιομηχανικού αυτοματισμού. Εξετάζουμε τις νέες δομές του Connected Automation, τις τεχνολογίες που εμπλέκονται, τις εφαρμογές και τις ευκαιρίες που προσφέρονται. Τέλος, δίνουμε έναν πρακτικό οδηγό για την κατάστρωση στρατηγικών υλοποίησης.
Η έννοια του διασυνδεδεμένου αυτοματισμού
Ο κλασσικός αυτοματισμός, ο οποίος βρίσκεται κοντά μας τις τελευταίες δεκαετίες, έδωσε τη δυνατότητα βελτιστοποίησης των λειτουργιών στα διάφορα μηχανήματα που εμπλέκονται στις παραγωγικές διαδικασίες. Η νέα βιομηχανική επανάσταση απαιτεί κάτι πολύ περισσότερο. Τα μηχανήματα πρέπει να επικοινωνούν μεταξύ τους και να συγχρονίζονται με τέτοιο τρόπο, ώστε η συνολική παραγωγικότητά τους να μπορεί να βελτιωθεί. Και βέβαια, η βελτίωση της παραγωγικότητας απαιτεί περαιτέρω διασύνδεση της παραγωγής με τα υπόλοιπα επιχειρησιακά συστήματα, όπως οι πωλήσεις, οι αποθήκες πρώτων υλών, ετοίμων προϊόντων, το λογιστήριο κ.ο.κ., τα οποία έχουν τα τελευταία χρόνια ψηφιοποιηθεί σε μεγάλο βαθμό.
Με τον όρο διασυνδεδεμένος αυτοματισμός (Connected Automation) εννοούμε την επέκταση του κλασσικού αυτοματισμού που επιτρέπει στα μηχανήματα, στις ψηφιακές εφαρμογές, αλλά και το ανθρώπινο δυναμικό να επικοινωνούν μεταξύ τους και να λειτουργούν σαν ένα ενιαίο σύνολο. Το Connected Automation μπορεί να εφαρμοσθεί σε κάθε παραγωγική διαδικασία που εμπλέκει μηχανήματα, ψηφιακά συστήματα και ανθρώπινο δυναμικό, με πιο χαρακτηριστικά παραδείγματα τις βιομηχανικές επιχειρήσεις, τις εταιρείες αποθήκευσης και γενικότερα τις επιχειρήσεις της εφοδιαστικής αλυσίδας. Πρόκειται δηλαδή για την πύλη εισόδου στη νέα βιομηχανική επανάσταση.
Οι νέες τεχνολογίες
Είναι γνωστό ότι κάθε βιομηχανική επανάσταση απαιτεί τη διαθεσιμότητα νέων τεχνολογιών. Η ιδιαιτερότητα του Connected Automation είναι ότι απαιτεί πολλές νέες τεχνολογίες. Μερικές από αυτές είναι:
Η τεχνολογία ΙοΤ (Internet of Things)
H τεχνολογία ΙοΤ μας δίνει έξυπνους αισθητήρες, κάμερες, PLC’s και άλλα έξυπνα εξαρτήματα που ανατρέπουν τις κλασικές αυστηρές δομές των συστημάτων αυτοματισμού με την νέα λογική “Όλα επικοινωνούν με όλα”. Αυτό σημαίνει ότι η ψηφιακή τεχνολογία επελαύνει ακάθεκτα στην καρδιά του αυτοματισμού.
Η νέα ρομποτική
Τα ρομπότ έχουν εδώ και πολλές δεκαετίες βρει εφαρμογές στην βιομηχανική συσκευασία, όπως στην αυτόματη παλετοποίηση, τον αυτόματο εγκιβωτισμό και τελευταία στο αυτόματο pick and place.
Η σημαντικότερη εξέλιξη εδώ είναι η μείωση του κόστους ανά ρομπότ και η διαθεσιμότητα τυποποιημένων ρομποτικών modules για συγκεκριμένες εφαρμογές. Αποτέλεσμα είναι η δυνατότητα εισαγωγής της ρομποτικής σε όλο και «μικρότερες» επιχειρήσεις, κάτι που φάνταζε εξωπραγματικό λίγα χρόνια πριν.
Μια άλλη εξέλιξη είναι η διαθεσιμότητα έξυπνων αισθητήρων χώρου που επιτρέπει στα ρομπότ να εκτελούν περισσότερες και πιο «δύσκολες» λειτουργίες.
Μια νέα τάση είναι η δυνατότητα μετακίνησης του ίδιου του ρομπότ, αντί αυτό να παραμένει στατικό σε κάποια θέση. Με τον τρόπο αυτό το ρομπότ μπορεί να εξυπηρετεί περισσότερες γραμμές ή περισσότερες λειτουργίες, κάτι που επιτυγχάνει μεγαλύτερη οικονομία.
Παρ’ όλη τη μείωση του κόστους τους, τα ρομπότ γίνονται ταχύτερα, η ακρίβεια «τοποθέτησης» και η επαναληψιμότητα είναι αυξημένες, ενώ τα προγράμματα οδήγησής τους γίνονται όλο και πιο έξυπνα και προσφέρουν πολύ περισσότερες δυνατότητες ευελιξίας και διασύνδεσης με άλλα ρομπότ, με κεντρικά πληροφοριακά συστήματα, με άλλα λόγια δηλαδή τα ρομπότ αποτελούν πια αναπόσπαστο κομμάτι του ψηφιακού εργοστασίου. Άλλες εξελίξεις είναι η εμφάνιση των CoBots (Collaborative Robots), δηλαδή μικρών ρομπότ που μπορούν να δουλεύουν αρμονικά μαζί με τους χειριστές χωρίς τον κίνδυνο τραυματισμού των ανθρώπων αλλά και η διεύρυνση του όρου ρομπότ, ώστε να περιλαμβάνει γενικότερα συστήματα (με ή χωρίς κίνηση) αυτόματης εκτέλεσης λειτουργιών μέσα στο εργοστάσιο. Η νέα αυτή θεώρηση αποτελεί ουσιαστικά την επέκταση της ρομποτικής στους χώρους των αυτοματισμών, στους οποίους τα computer και η ψηφιακή τεχνολογία παίζουν όλο και μεγαλύτερο ρόλο.
Η ψηφιακή τεχνολογία
Η ψηφιακή τεχνολογία μας προσφέρει μεγάλη ποικιλία εξοπλισμού και εφαρμογών που μπορούν να ενσωματωθούν στις παραγωγικές διαδικασίες. Αναφέρουμε ενδεικτικά το CLOUD, Artificial Intelligence, BIG DATA, mobility systems, 3D Printing, εφαρμογές και προγράμματα που ενσωματώνουν έξυπνους αλγόριθμους για προβλέψεις, προγραμματισμό, execution, management, κλπ.
Εδώ θα πρέπει να αναφέρουμε και τους νέου τύπου βιομηχανικούς servers που επιτρέπουν την διασύνδεση μεταξύ των συσκευών, την διαθεσιμότητα παραγωγικού εξοπλισμού και μηχανών με άμεσες δυνατότητες διασύνδεσης, τις ασύρματες τηλεπικοινωνίες υψηλών ταχυτήτων (5G, Wi-Fi, κλπ) αλλά και τα bots που είναι ψηφιακές εφαρμογές σχεδιασμένες να εκτελούν τυποποιημένες και επαναλαμβανόμενες λειτουργίες.
Οι εφαρμογές του διασυνδεδεμένου αυτοματισμού
Είναι ξεκάθαρο ότι οι νέες τεχνολογίες μας δίνουν πια αρκετά εργαλεία για να αναπτύξουμε εφαρμογές που μπορούν να δώσουν σημαντική ώθηση στις παραγωγικές διαδικασίες. Είναι σχεδόν αδύνατο να απαριθμήσουμε όλες αυτές τις εφαρμογές, μπορούμε όμως να τις κατηγοριοποιήσουμε ως εξής:
- ON LINE παρακολούθηση και μέτρηση της παραγωγικής διαδικασίας, δυνατότητα αυτόματων και απομακρυσμένων επεμβάσεων.
- Βέλτιστος προγραμματισμός, συγχρονισμός λειτουργιών, αύξηση παραγωγικότητας, μείωση κόστους
- Αναβάθμιση του ρόλου των εργαζομένων και βελτίωση των συνθηκών ασφαλούς εργασίας τους
- Ευελιξία και ταχύτερες εναλλαγές παραγομένων προϊόντων
- Μείωση του ενεργειακού κόστους
- Βελτίωση της λειτουργίας της εφοδιαστικής αλυσίδας και διασύνδεσή της με την βιομηχανική παραγωγή και συσκευασία
- Ιχνηλασιμότητα, ποιότητα προϊόντος και κάλυψη απαιτήσεων πελατών, τελικών καταναλωτών, κρατικών φορέων
- Διαδικασίες συντήρησης ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού, διασφαλίζοντας μεγαλύτερη αξιοπιστία και υψηλότερη απόδοση αυτού.
Η πραγματική ευκαιρία
Πέραν από τις τεχνολογίες και τις εφαρμογές του Connected Automation, η πραγματική ευκαιρία που δίνεται στις επιχειρήσεις είναι η δυνατότητα αλλαγής της νοοτροπίας των ανθρώπων της και του τρόπου αντιμετώπισης της επιχειρησιακής λειτουργίας.
Ο μετασχηματισμός της ανθρώπινης νοοτροπίας είναι πάντα το ζητούμενο κάθε επιχείρησης και το Connected Automation προσφέρει μια μοναδική ευκαιρία για την επίτευξη του δύσκολου αυτού εγχειρήματος.
Μερικά παραδείγματα:
- Το Connected Automation φέρνει πιο κοντά τμήματα της επιχείρησης που παραδοσιακά λειτουργούσαν ανεξάρτητα, αν όχι ανταγωνιστικά. Η παραγωγή, η τεχνική διεύθυνση, το ΙΤ, το supply chain, οι προμήθειες, ο ποιοτικός έλεγχος πρέπει να μάθουν να συνεργάζονται πιο στενά. Αρχίζει να εμφανίζεται ο ρόλος του «πολυμηχανικού», δηλαδή ο μηχανικός που καταλαβαίνει και χειρίζεται διαφορετικές τεχνολογίες, μηχανολογικά, ηλεκτρολογικά, ηλεκτρονικά, ΙΤ, τηλεπικοινωνίες και αυτοματισμό. Παράλληλα, αναπτύσσονται και αντίστοιχες απαιτήσεις από τους εξωτερικούς συνεργάτες. Ο νέου τύπου Systems Integrator πρέπει να γνωρίζει σε βάθος όλες τις παραπάνω τεχνολογίες για να μπορέσει να βοηθήσει την επιχείρηση στον μετασχηματισμό τους προς την νέα βιομηχανική επανάσταση.
- Παραδοσιακά κάθε επιχείρηση καλείται να καλύψει με τον καλύτερο τρόπο τις ανάγκες της αγοράς. Το Connected Automation μπορεί να βοηθήσει την επιχείρηση να προσφέρει κάτι πολύ πιο σημαντικό: προϊόντα και υπηρεσίες που να διαμορφώνουν νέες τάσεις και καταναλωτικές συνήθειες. Οι επιχειρήσεις που θα προσφέρουν τέτοια καινοτόμο προστιθέμενη αξία είναι αυτές που θα επικρατήσουν στο νέο επιχειρησιακό τοπίο.
- Οι επιχειρήσεις μπορούν πια να αναθεωρήσουν τον τρόπο που ανταγωνίζονται στην αγορά και να αναζητήσουν νέου τύπου συνεργασίες, έτσι ώστε να έχουν τη δυνατότητα μεγαλύτερης εστίασης σε συγκεκριμένους τομείς δραστηριοποίησής τους.
Στρατηγικές υλοποίησης
Κάθε επιχείριση καλείται να καταρτίσει τον δικό της στρατηγικό σχεδιασμό για την μετάβασή της στην νέα εποχή. Κάθε σχέδιο πρέπει όμως να λαμβάνει υπ’όψιν τους παρακάτω κανόνες:
- Ο μετασχηματισμός είναι διαρκής διαδικασία και πρέπει να γίνεται βήμα-βήμα. Μόλις γίνει η επιτυχημένη εισαγωγή ενός βήματος, τότε προχωράμε στο επόμενο, που πρέπει όμως να το έχουμε σχεδιάσει εκ των προτέρων.
- Κάθε βήμα υλοποίησης πρέπει να ακολουθεί πιστά την κεντρική στρατηγική της επιχείρησης.
- Όχι η τεχνολογία για την τεχνολογία. Η τεχνολογία μας δίνει μόνο εργαλεία για τις εφαρμογές. Η εφαρμογή της τεχνολογίας είναι το ζητούμενο για κάθε επιχείρηση.
- Οι τεχνολογίες αλλάζουν και εξελίσσονται πολύ γρήγορα σε αντίθεση με τον κεντρικό σχεδιασμό που πρέπει να αλλάζει με πολύ μικρότερους ρυθμούς. Καμία επιχείρηση δεν θέλει να έχει στην κατοχή της εξοπλισμό που δεν καλύπτει τις τρέχουσες ανάγκες της. Μια σύγχρονη προσέγγιση στο μεγάλο αυτό πρόβλημα είναι το SERVITIZATION, που δίνει τη δυνατότητα χρήσης του εξοπλισμόυ με την μορφή υπηρεσιών προστιθέμενης αξίας (VAS-value added services) από εξειδικευμένους παρόχους εξοπλισμού. Όταν ο εξοπλισμός δεν μπορεί να καλύψει πια τις ανάγκες της επιχείρησης, απλά αντικαθίσταται με άλλο σύγχρονο εξοπλισμό και ο «παλιός» εξοπλισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον VAS πάροχο σε άλλη επιχείρηση που βρίσκεται σε προηγούμενο στάδιο μετασχηματισμού. Όλο και περισσότερες επιχειρήσεις υιοθετούν την λογική του SERVITIZATION, ενώ όχι και στο τόσο μακρινό μέλλον, το SERVITIZATION αναμένεται να επικρατήσει ως η κύρια μέθοδος «απόκτησης» πάγιου εξοπλισμού.
- Ο ρόλος του προσωπικού πρέπει να αναβαθμίζεται συνεχώς και οι επαναλαμβανόμενες και τυποποιημένες λειτουργίες πρέπει να ανατίθενται σταδιακά στις μηχανές.
Επίλογος
Η νέα βιομηχανική επανάσταση είναι εδώ και καμία επιχείρηση δεν έχει πια την πολυτέλεια να την αγνοήσει. Τα καλά νέα είναι ότι ο δρόμος προς τον μετασχηματισμό είναι πια βατός, αρκεί οι επιχειρήσεις να αντιμετωπίσουν το ζήτημα με την δέουσα προσοχή και να φροντίσουν να ενημερώνονται από πηγές που έχουν αποδεδειγμένη εμπειρία στις εφαρμογές των νέων τεχνολογιών.
Ο Δρ. Ευάγγελος Θεοδώρου είναι Πρόεδρος & Διευθύνων Σύμβουλος του Ομίλου Θεοδώρου. Είναι διπλωματούχος Ηλεκτρολόγος Μηχανολόγος ΕΜΠ και κάτοχος Ph.D. στα Ηλεκτρονικά Συστήματα από το Πανεπιστήμιο του Cambridge Αγγλίας. Έχει διατελέσει λέκτορας του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανολόγων του ΕΜΠ.