Industri 4.0

Industri 4.0 – historia

Industri 4.0 för oss till en ny digital verklighet med väsentliga förändringar i hur spelplanen för tillverkning, företagande och arbete ser ut. Den första industriella revolutionen mekaniserade manuellt arbete med vatten och ånga. I den andra möjliggjorde elektricitet och produktionslinor en ny nivå av kostnadseffektivitet. I den tredje drog vi fördel av datorer och automatisering för att göra driften snabbare, bättre och smartare. Den fjärde industriella revolutionen bygger vidare på detta genom att göra fabrikssystem – och deras processer – smarta, autonoma, realtidsbaserade och uppkopplade mot försörjningskedjor och hela ekosystem.

Industri 4.0 började 2010 när det tyska förbundsministeriet för utbildning och forskning började utforska framväxande, högteknologiska trender och deras potential att tjäna samhället och göra det möjligt för människor – och företag – att göra mer med mindre. Den första officiella användningen av begreppet Industri 4.0 skedde nästföljande år då företag över hela världen på allvar började tala om dess potential.

Sedan gick det snabbt. Man insåg att internet kan användas för att förenkla datainsamlingen, vidarekoppla digitala data och möjliggöra sakernas internet (IoT) som redan hade börjat slå igenom i olika länder. Sedan dess verkar internationella samarbeten för att förbättra interoperabilitet, möjliggöra datainsamling och dataanalyser i realtid med komplett virtualisering samt dra fördel av IoT.

Idag är Industri 4.0 en verklighet – inte bara ett koncept – som kan realiseras fullständigt genom stora och små digitaliseringsinitiativ och i smarta fabriker. Företag över hela världen engagerar sig i den digitala transformationen av sina produktionsprocesser, monteringslinor och tillgångsintensiva arbetsmoment med tekniker från Industri 4.0.

Så fungerar Industri 4.0

Integreringar som möjliggör realtidsdataflöden mellan olika system är inget nytt. Men att registrera realtidsdata från den fysiska världen och använda den för att möjliggöra storskalig kommunikation mellan maskiner (M2M) i syfte att driva smarta och autonoma produktionsprocesser i fabriker, försörjningskedjor, lager med mera är nytt – och en central del i Industri 4.0. Och värdet blir ännu större när data från produktionsverksamheten sammanförs med verksamhetsdata från FoU, CRM, ERP, försörjningskedjan, lager och logistik samt kundtjänstsystem. Företag kan uppnå nya nivåer av effektivitet, automation, drifttid och svarstid gällande kundärenden – och möjliggöra helt nya affärs- och tjänstemodeller.

Förutsättningarna för att uppfylla dessa värden ges via en rad nya tekniker:

• Sakernas internet, Internet of Things (IoT). IoT-anslutna enheter och maskiner har kapaciteten att förbättra hur vi lever och arbetar – och hur produktionslinor, produktionsprocesser, logistiksystem, försörjningskedjor och andra delar av verksamheten fungerar. Till exempel kan IoT möjliggöra smarta fabriker som övervakar industriella maskiner för att upptäcka problem och sedan automatiskt justera driften för att undvika driftstörningar.
• Big data. Big data är begreppet för de stora och svårhanterliga datamängder – strukturerade och ostrukturerade – som företag dagligen översvämmas av. Men det är inte mängden data som är avgörande. Det som räknas är vad företagen gör med all denna information. Big data kan analyseras för att ge insikter som leder till bättre beslutsfattande och strategiska affärsdrag.
• Molntjänster. Molntjänster är abonnemangsbaserade tjänstemodeller som ger skalbarhet och snabb, kostnadseffektiv dataleverans – även i realtid – i olika system. De har också stöd för IoT-funktioner vilket i sin tur kan möjliggöra effektivare drift och nya affärsmodeller.
• AArtificiell intelligens (AI) och maskininlärning. Med AI kan maskiner lära sig av erfarenheter, anpassa sig till nya inmatningar och utföra uppgifter på ett människoliknande sätt. Maskininlärning, en gren av AI, är en metod för dataanalys som automatiserar konstruktionen av analytiska modeller och gör det möjligt för system att lära sig av data, identifiera mönster och fatta beslut med minimal mänsklig insats – funktioner som är avgörande för att skapa autonoma, smarta fabriker.
• Digitala tvillingar och simuleringar. och simuleringar. Industri 4.0 gör det möjligt för företag att samla in och använda data för att skapa en virtuell, digital tvilling (kopia) av verksamhetsdelar eller områden som produktionslinor, smarta fabriker och försörjningskedjor. Den digitala tvillingen kan användas för att simulera ändringar i driften, processmodifieringar och andra variabler för att bättre förstå deras effekt, genomföra justeringar och bilda beslutsunderlag innan ändringar implementeras.
• 3D-printing och additiv tillverkning.  Med 3D-printing kan tillverkare centralisera sin produkt- och komponentdesign – genom att lagra dem som digital kod – och använda 3D-printing för att skapa prototyper och förlägga tillverkningen till flexibla, smarta fabriker med tillgänglig kapacitet eller mindre, smarta fabriker närmare kunden. Detta möjliggör kortare produktionsomgångar till lägre material- och logistikkostnader och bättre möjligheter att svara på marknaden. I stället för att komponenter tillverkas, skickas och lagras centralt kommer kunder i framtiden att kunna köpa och ladda ner komponenternas ritningar och 3D-printa eller tillverka dem lokalt.
• Edge computing. Edge computing, eller kantdatorsystem som det heter på svenska, gör det möjligt att analysera data där – eller nära där – de skapas (till exempel i en del av utrustningen på en oljerigg till havs) och vidta åtgärder baserat på analysens resultat. Data behöver inte överföras till en server för analys, något som tar tid och kanske inte alltid är möjligt. Genom att eliminera tiden för dataöverföring minskar edge computing datalatensen och svarstiden.
• Cyberfysiska system (CPS). Cyberfysiska system är smarta maskiner som förenar datorassisterade mjukvarukomponenter och internetanslutna mekaniska och elektroniska komponenter som kommunicerar med datacenter för att möjliggöra semiautonomt eller autonomt beslutsfattande och drift. I produktionsprocesser stöttar de smart tillverkning genom att förbättra fabrikens flexibilitet, produktivitet och förmåga att anpassa sig till nya marknadskrav.
• Autonoma mobila robotar (AMRs). Autonoma robotar har länge använts för att utföra komplexa uppgifter med hög hastighet och precision – till exempel i produktionslinor – och de kommer i allt högre grad att arbeta sida vid sida med människor och lära sig av dem genom maskininlärning. AMR kan smart ta sig fram på anläggningen och undvika hinder för att samla in och dela big data (som miljöförhållanden) från inuti en flotta eller anläggning. Denna realtidsdata och synlighet kan användas för att automatisera korrigerande åtgärder eller göra det möjligt för människor att fatta informerade beslut i rätt tid för att förbättra företagets resultat.
• Horisontell- och vertikal systemintegration. Horisontell integration syftar på nätverkande mellan enskilda maskiner, delar av utrustning och/eller produktionsenheter. Vertikal integration innebär vanligtvis anslutning och kontroll av olika delar av en verksamhet och dess utökade försörjningskedja inklusive partner och leverantörer. Med Industri 4.0 integreras företagsavdelningarnas funktioner och kapaciteter för bättre samverkan i hela verksamheten vilket möjliggör verkligt automatiserade värdekedjor.
• Cybersäkerhet. Cybersäkerhet omfattar tekniker, processer och kontroller som samverkar för att skydda system, nätverk och data mot cyberattacker. Detta är kritiskt för företag som investerar i digitalisering för Industri 4.0.