Industry 4.0 - założenia

Nowe technologie cyfrowe takie jak Big Data, Embedded Computing oraz Cloud Computing będą miały długofalowy wpływ na środowiska produkcyjne. Rozpoczęła się czwarta rewolucja przemysłowa.

Industry 3.0 opisuje okres wspieranej komputerowo automatyzacji, która od lat 70-tych XX wieku zapewniała duży wzrost produktywności. Industry 2.0 odzwierciedla moment rozpoczęcia produkcji masowej przy wykorzystaniu energii elektrycznej, a Industry 1.0 to okres zastępowania siły mięśniowej przez fizycznie wytwarzaną siłę w formie pary oraz wody.

Ale czym tak na prawdę jest Industry 4.0?

Pojęcie to obejmuje wszystkie nowe możliwości związane z procesami produkcyjnymi realizowanymi dzięki cyfrowo osieciowanym systemom, a w tym montaż, konserwacja, marketing oraz wprowadzenie na rynek i usuwanie zużytych maszyn. Dotyczy to maszyn oraz komponentów, które nie tylko są połączone w sieci i centralnie sterowane (Industry 3.0), ale poza tym decentralnie podejmują samodzielne decyzje w oparciu o cyfrowe informacje i wprowadzają je do systemu produkcyjnego. W perspektywie czasu zakłada się powstanie uczących się systemów.

Do góry

Industry 4.0. Pojęcia i ich znaczenie

W kontekście Industry 4.0 lub dygitalizacji używa się pewnych ściśle określonych pojęć. Poniżej przedstawiamy trzy z nich, które są dla nas w istotne:

Internet usług

W ramach wspomnianego Internetu usług dane usługi i funkcjonalności odzwierciedlane są przez precyzyjną ziarnistość modułów oprogramowania oraz udostępniane przez dostawców za pośrednictwem Internetu ("Cloud"). Platformy do projektowania oraz platformy usługowe dostępne w ramach chmury obliczeniowej oferują licznej grupie podmiotów gospodarczych możliwość łatwego opracowywania oraz udostępniania usług webowych.

Internet usług to obszar, dla którego przewiduje się największy potencjał rozwoju Internetu w przyszłości. W tym zakresie chodzi przede wszystkim o to, aby za pośrednictwem Internetu oferować i w szerokim zakresie świadczyć usługi na rzecz firm. Podczas gdy aplikacje Web 2.0 takie jak Facebook czy Twitter zaadresowane są do wszystkich konsumentów względnie do poszczególnych odbiorców, Internet usług skierowany jest przede wszystkim do przedsiębiorców oraz administracji publicznej. Przeglądarki internetowe w ostatniej dekadzie przyczyniły się do znacznego ułatwienia poszukiwania informacji. Teraz czas na wyszukiwanie odpowiednich usług dzięki zastosowaniu odpowiednich technologii semantycznych. Pomóc ma przy tym nowy standard internetowy pod nazwą USDL (Unified Service Description Language), który umożliwi opisywanie usług. ^[1]

^[1] Internet usług, Lutz Heuser, Wolfgang Wahlster, Springer, acatech

Internet przedmiotów

Internet przedmiotów to technologiczna wizja integracji różnego rodzaju obiektów, przedmiotów i ludzi w uniwersalnej sieci cyfrowej. Przy czym obiekty te zachowują swoją jednoznaczną tożsamość i znajdują lub poruszają się w ’inteligentnym’ środowisku.

W serwisie Wikipedia znajduje się następujący wpis:

"Pojęcie Internet przedmiotów (ang. Internet of Things, skrót: IoT) wskazuje, że komputery (osobiste) znikają jako urządzenia i są zastępowany „inteligentnymi urządzeniami“. „Internet przedmiotów” zamiast - jak to dotychczas było - być tylko i wyłącznie przedmiotem ludzkiej uwagi, ma go w sposób niezauważalny wspierać w jego codziennych czynnościach. Coraz mniejsze komputery mają człowieka wspierać bez odwracania jego uwagi czy nawet będąc w ogóle zauważonym. W taki sposób np. zminiaturyzowane komputery zwane komputerami ubieranymi (ang. wearables) wyposażone w najróżniejsze czujniki będą integrowane bezpośrednio z odzieżą. [...]

Internet przedmiotów oznacza połączenie jednoznacznie identyfikowanych obiektów (things) z wirtualną reprezentacją w środowisku podobnym do Internetu. Składa się nie tylko z ludzkich uczestników, ale również z przedmiotów. Pojęcie to ma swój początek w 1999 roku, kiedy to po raz pierwszy zostało użyte przez Kevin Ashton. Internet przedmiotów znany jest również dzięki działaniom Auto-ID Labs.

Automatyczna identyfikacja za pomocą RFID często postrzegana jest jako podstawa Internetu przedmiotów. Jednak jednoznaczna identyfikacja obiektów może być również realizowana za pośrednictwem kodów kreskowych lub kodów 2D. Komponenty takie jak czujniki czy elementy wykonawcze rozszerzają dostępne funkcjonalności o rejestrowanie stanów lub wykonywanie czynności. Rozszerzone definicje Internetu przedmiotów podkreślają przynależność do Internetu przyszłości, jak również odgraniczenie od powiązanych obszarów badań.”

Cyber-Physical System (CPS)

Komponenty systemu cyber-fizycznego

... to obiekty, urządzenia, maszyny, elementy logistyczne, które zawierają zintegrowane systemu i posiadają zdolności komunikacyjne
... mogą komunikować się za pomocą Internetu i korzystać z usług internetowych
...mogą tworzyć sieci i w sposób autonomiczny i decentralny podejmować we współpracy z człowiek decyzje.

Wikipedia wyjaśnia, że:

"System cyber-fizyczny (ang. „cyber-physical system“ (CPS)) określa połączenie komponentów informacyjnych oraz programistycznych z częściami mechanicznymi i elektronicznymi, które komunikują się za pośrednictwem infrastruktury danych, takiej jak np. Internet. Cechą charakterystyczną systemu cyber-fizycznego jest wysoki stopień złożoności. Tworzenie systemów cyber-fizycznych odbywa się poprzez łączenie w sieci zintegrowanych systemów na drodze komunikacji przewodowej bądź bezprzewodowej. Definicja kieruje się potrzebą związaną z nową teoretyczną podstawą zbadania oraz opracowania dużych, rozproszonych i kompleksowych systemów, takich jak na przykład dalszy rozwój niemieckiej sieci elektrycznej prowadzący do osiągnięcia inteligentnej sieci elektrycznej lub opracowanie nowoczesnych przemysłowych maszyn produkcyjnych, które będą zdolne do dynamicznego dostosowania się do określonych wymogów produkcyjnych. [...]

Systemy ceber-fizyczne oferują szerokie spektrum możliwych obszarów, w których znajdują zastosowanie. Należą do nich urządzenia i systemy medyczne cechujące się najwyższym możliwym stopniem niezawodności, systemy typu Ambient Assisted Living (AAL), systemy IT do sterowania ruchem oraz systemy logistyki komunikacyjnej, połączone w sieci systemy bezpieczeństwa oraz wspomagania dla przemysłu samochodowego, przemysłowe systemy sterowania procesami oraz automatyzacji, systemy do długotrwałego oddziaływania na środowisko oraz do jego obserwacji, systemy zarządzania zasilaniem, wojskowe systemy sieci oraz systemy infrastruktury na potrzeby komunikacji oraz kultury."

Do góry