Synergia, tak można określić to naturalne połączenie technologii, które znacząco wpłynie na wygląd przyszłości produkcyjnej. Ostatnimi czasy coraz większą popularność zyskuje, obok Internetu Rzeczy (IoT), sztuczna inteligencja (AI). Zestawienie tych dwóch trendów technologicznych zwiastuje prawdziwą rewolucję przemysłu 4.0.
IoT w Przemyśle 4.0
Obecnie czwarta rewolucja przemysłowa stała się faktem. Po mechanizacji, elektryfikacji i cyfryzacji nastała era integracji świata rzeczywistego, czyli maszyn produkcyjnych, ze światem wirtualnym, reprezentowanym przez Internet i technologie informacyjne. Nowa technologia zdeterminowała zmiany w wielu dziedzinach naszego życia, w tym bardzo istotnie wpłynęła na rozwój przemysłu. Nowoczesna produkcja zmienia znacznie swoje oblicze za sprawą integracji systemów i tworzenia sieci, które umożliwiają komunikację. Przemysł 4.0 zakłada bowiem współpracę ludzi, sterowanych cyfrowo maszyn produkcyjnych oraz systemów IT, w oparciu o aktualizowane w toku produkcji dane. Co istotne, przepływ informacji odbywa się zarówno w pionie: dane z poszczególnego ogniwa produkcyjnego przesyłane są do działu IT danego przedsiębiorstwa i odwrotnie, jak i w poziomie; czyli pomiędzy komponentami zaangażowanymi w dany proces produkcyjny.
U podstaw tego procesu leży możliwość komunikacji między maszynami bez udziału człowieka – sprawność tę gwarantuje Internet Rzeczy, czyli Internet of Things (IoT). Koncepcja stanowi jeden z głównych elementów innowacji idącej z parze z przemysłem 4.0. IoT to paradygmat obliczeniowy i sieciowy, który umożliwia wyposażanie obiektów fizycznych w łączność z Internetem. Autonomiczne, inteligentne maszyny posiadające własne układy przetwarzania danych i oprogramowanie nie zapewniłyby ciągłości procesu produkcyjnego. Gwarancję taką daje dopiero możliwość ich wzajemnej komunikacji, a więc wzajemnego odczytu danych, śledzenia wartości podawanych przez liczne czujniki, monitowania wyników, a to wszystko bez ludzkiej ingerencji. Dzieje się tak za sprawą połączenia dużej liczby różnorodnych urządzeń elektronicznych do jednej sieci, która umożliwia synchronizację i śledzenie danych w czasie rzeczywistym.
Wykorzystanie możliwości IoT w przemyśle przekute zostało w zjawisko, które doczekało się własnej nazwy IIoT – Industrial Internet of Things. IIoT bazuje na możliwości gromadzenia danych telemetrycznych z bardzo wielu urządzeń produkcyjnych. Dane te są magazynowane w skalowanych systemach pamięci masowej, przetwarzane, a następnie analizowane. Pozwala to wypracować pewne schematy i zalecenia, w oparciu, o które operatorzy urządzeń podejmują decyzje i sterują daną maszyną. Przyczynia się to ponadto do optymalizacji procesów produkcyjnych i usprawnienia pracy firmy korzystającej z takich rozwiązań. Zastosowanie IoT w przemyśle 4.0 niesie szereg innych zalet, od wykorzystywania pełnej mocy obliczeniowej infrastruktury oraz dostępnych zasobów, dostosowania mocy produkcyjnych danego urządzenia, zarządzania wydajnością sieci, po monitorowanie zapasów, unikanie usterek, na niwelacji strat kończąc.
Nowe technologie znacznie usprawniają proces produkcyjny i czynią go jeszcze bardziej efektywnym. Krok naprzód stanowi nadanie inteligentnym maszynom możliwości decyzyjnych – dzięki IoT synchronizowane urządzenia informują siebie nawzajem i zarządzających nimi ludzi o ewentualnej nieprawidłowości. Jeżeli są dodatkowo wyposażone w sztuczną inteligencję (AI) mogą przewidywać tego typu anomalie oraz informować o nich z wyprzedzeniem, a nawet same podejmą działania, aby nie dopuścić do awarii.
Czym jest A w AIoT?
AI (Artificial Intelligence), czyli sztuczna inteligencja, to termin rozpropagowany przez popkulturę. Inteligentne maszyny działały na wyobraźnię twórców filmowych i literackich, zafascynowanych futuryzmem. Jednak sztuczna inteligencja to nie tyle materialna rzecz czy przedmiot, a raczej jego cecha, możliwości. Medialny przekaz ugruntował mylne przeświadczenie, tymczasem AI to zbiór inteligentnych algorytmów, które próbują naśladować pracę ludzkiego mózgu: dążą do odtworzenia sposobu percepcji człowieka i reagowania na otaczającą rzeczywistość, a następnie przekraczania właściwych im ograniczeń. Szersze rozumienie dużej ilości danych (takich, których skala przerasta możliwości obliczeniowe człowieka) i wynikające z tego prognozowanie umożliwią automatyzację nadmiernie skomplikowanych lub przeciwnie, przyziemnych zadań. Takie możliwości sztucznej inteligencji oznaczają przełom w każdej branży, która po nią sięgnie, jednak szczególne szanse na przełomowe innowacje przynosi zastosowanie tej technologii w przemyśle.
Znawcy branży wieszczą, że połączenie AI i IoT zredefiniuje pojęcie automatyki przemysłowej. Skrót AIoT (Artificial Intelligence of Things) oznacza sztuczną inteligencję rzeczy, a więc inteligentne, połączone systemy, które posiadają zdolność decyzyjną. Sztuczna inteligencja pozwoli na maksymalne wykorzystanie danych przetwarzanych przez komponenty połączone w ramach IoT, co znacznie przyczyni się do ich rozwoju. Co to oznacza? Na podstawie danych telemetrycznych urządzenie wyposażone w sztuczną inteligencję będzie w stanie kontrolować cały system połączonych, synchronizowanych maszyn współpracujących za sprawą IoT, zawiadywać poszczególnymi urządzeniami, a nawet podejmować decyzję o samodzielnej naprawie w momencie odnotowania, że jakieś parametry odbiegają od normy.
Sztuczna inteligencja w przemyśle to prawdziwy przełom: dzięki tej technologii poszczególne komponenty parku maszynowego danej fabryki będą w stanie nie tylko, jak do tej pory, przekazać człowiekowi dane, tym samym sygnalizując, że coś jest nie tak, ale automatycznie podjąć działania mające na celu wyeliminowanie takiego zagrożenia. Zastosowanie sztucznej inteligencji w produkcji nie tylko pozwoli reagować w chwilach ewentualnego kryzysu, użycie takiego rozwiązania technologicznego sprawi, że takowe zostaną znacząco zredukowane. Bazując na danych, algorytmy analizujące będą w stanie przewidzieć potencjalne sytuacje kryzysowe i z wyprzedzeniem informować o ewentualnych nieprawidłowościach. Pozwoli to tym samym na obniżenie kosztów konserwacji zapobiegawczej, ale też na wychwycenie, które etapy produkcji wymagają optymalizacji.
Czy AIoT zrewolucjonizuje przemysł jaki znamy?
Według badań firmy Gartner, do roku 2022 ponad 80% projektów biznesowych w ramach IoT będzie wykorzystywało AI. Stanowi to ogromną różnicę w stosunku do roku 2019, kiedy wartość ta wynosiła 10%. Nie ma wątpliwości co do przyczyny takiego wzrostu – implementacja AI jest bowiem następstwem zastosowania IoT w przemyśle.
Powód tego wzrostu jest jasny – urządzenia podłączone do Internetu Rzeczy generują w zakładach przemysłowych olbrzymią ilość danych operacyjnych, przekraczającą możliwości kalkulacyjne człowieka. Fabryki poprzez liczne czujniki i sensowy zbierają informacje na temat temperatury, ciśnienia, drgań, przepływu itd. Dzięki sztucznej inteligencji możliwe będzie reagowanie na przetwarzane w czasie rzeczywistym dane.
Czemu analiza danych w czasie rzeczywistym jest tak ważna? Na jej podstawie możliwe jest wykonanie zaawansowanych analiz i wniosków. Te z kolei pozwolą poprawić jakość generowanych spostrzeżeń, poszerzyć możliwości analiz predykcyjnych i przygotować scenariusze na sytuacje awaryjne. Dla producentów kluczową zaletą jest i będzie w coraz większym stopniu możliwość uzyskania wglądu i wsparcia decyzyjnego nie tylko na podstawie gromadzenia danych z tradycyjnych komponentów oprogramowania, ale także z hali produkcyjnej. Po połączeniu danych z hali produkcyjnej i prawidłowej ich analizie, sztuczna inteligencja oferuje możliwości uzyskania informacji w postaci prognoz i symulacji.
Integracja algorytmów sztucznej inteligencji w infrastrukturze danej fabryki umożliwia nie tylko zautomatyzowanie całego parku maszynowego. Platforma IoT dzięki sztucznej inteligencji, a zwłaszcza - jednej z jej głównych gałęzi - uczeniu maszynowemu (Machine Learning) jest w stanie przewidywać, sugerować, a nawet w niektórych przypadkach podejmować autonomiczne decyzje dotyczące procesu produkcyjnego.
Dzięki algorytmom sztucznej inteligencji zastosowanym do zebranych danych, właściciele firm mogą wykrywać potencjalne problemy, naprawiać je z wyprzedzeniem i stosować te spostrzeżenia w innych przypadkach. System w oparciu o AIoT stopniowo „uczy się” rozpoznawać czynniki zewnętrzne i wewnętrzne, które mają wpływ na pracę maszyn. To cenna umiejętność, która pozwala na predykcyjną konserwację maszyn, lecz równie dobrze na automatyczne skalowanie jej parametrów, jeżeli jakiś wskaźnik będzie odbiegał od normy, lub też dostosowanie specyfiki jej pracy i jej kalibrację do zmiennych warunków. Największe korzyści, jakie sztuczna inteligencja wnosi do IIoT ze względu na opisane możliwości, to redukcja kosztów utrzymania i przestojów.
Zastosowanie sztucznej inteligencji pomoże wprowadzić w przemyśle nową jakoś produktu – na porządku dziennym będzie automatyzacja kontroli jakości wyrobów, skuteczniejszego wykrywania uszkodzeń, a pozyskane informacje mogą być też wsparciem przy projektowaniu nowych towarów.
Przedsiębiorcy mogą za sprawą sztucznej inteligencji usprawnić proces dystrybucji danego produktu – prognozować popyt, uwzględniając np. sezonowość lub czasowe przestoje, usprawnić planowanie sprzedaży, przewidywać zwroty towarów. Coraz bardziej zaawansowane techniki już doprowadziły do usprawnień procesów produkcyjnych i łańcuchów dostaw, z czego korzystają fabryki na całym świecie.
Zakład produkcyjny, który skorzysta z możliwości oferowanych przez innowacje technologiczne, będzie wówczas samodzielnie się zarządzał i w inteligentny sposób optymalizował proces produkcyjny, a zadaniem człowieka będzie tylko czuwanie nad poprawnością działań. Na ten moment wpływ AIoT widoczny jest szczególnie w czterech obszarach: oprócz inteligentnego przemysłu technologia ta wykorzystywana jest w ochronie zdrowia, przy projektowaniu inteligentnych domów oraz całych inteligentnych miast.
Artificial Intelligence of Things następnym etapem ewolucji IoT
Połączenie sztucznej inteligencji i Internetu Rzeczy wydaje się być naturalną konsekwencją rozwoju tych technologii i kolejnym krokiem w rewolucji przemysłowej. Po powstaniu pierwszej linii produkcyjnej dużą zmianą było wprowadzenie maszyn, z których każda odpowiedzialna była za dane zadanie. Nastała po mechanizacji cyfryzacja, umożliwiła maszynom produkcyjnym komunikację. Kolejnym przełomowym krokiem dla przemysłu jest więc nie tylko możliwość porozumiewania się maszyn produkcyjnych, ale umiejętność podejmowania przez nich decyzji na podstawie procesów zbliżonych do pracy ludzkiego mózgu.
Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe jako jej poddziedzina to ogromny krok naprzód dla przedsiębiorstw wykorzystujących w swoich zakładach produkcyjnych technologię IoT. Pomimo pewnych obaw związanych w dużej mierze z bezpieczeństwem i ochroną AI w IoT, połączenie tych przyszłościowych rozwiązań zostało już z powodzeniem wypróbowane, a jego zastosowanie przełożyło się na realizację celów biznesowych. Pożądana w przemyśle umiejętność analizowania, przewidywania i automatycznego dostosowywania się do konkretnych potrzeb pozwala usprawnić proces produkcyjny i dystrybucyjny, co przekłada się na realne zyski.
Połączenie sztucznej inteligencji i IoT to przyszłość przemysłu – wiedzą o tym światowi liderzy technologiczni tacy jak Google, Amazon, Tesla czy Uber, którzy intensywnie pracują nad rozwojem tego obszaru.
Jeśli szukasz firmy oferującej rozwiązania z zakresu Internet of Things i Artificial Intelligence zapraszamy do kontaktu!