O tym, jak technologie ICT zmieniają przemysł w przemysł 4.0

  • Information and Communication Technologies to grupa rozwiązań obejmujących przesyłanie, gromadzenie i przetwarzanie danych w formie elektronicznej.
  • Automatyzacja, cyfryzacja, rozwój sieci i łączności przyczyniają się do rozwoju inteligencji przemysłowej.
  • Łukasz Kwaśnik i Mariusz Hetmańczyk omawiają podstawy technologii teleinformatycznych oraz ich zastosowania w firmach produkcyjnych.

Technologie informacyjne wpłynęły na znaczne pobudzenie innowacyjności większości sektorów przemysłu, jak również na zapoczątkowanie globalnej rewolucji przemysłowej. Podniesienie jakości produktów, poprawa efektywności wytwarzania, minimalizacja kosztów stanowią główne czynniki operacyjne większości przedsiębiorstw produkcyjnych, a ich spełnienie wymaga zastosowania nowoczesnych narzędzi wspomaganych przez niezawodną wymianę danych. Osiągnięcie opisanych celów jest możliwe wyłącznie dzięki wdrożeniu nowoczesnych rozwiązań mających przełomowy charakter oraz pociągających za sobą przemiany gospodarcze, społeczne i kulturowe.

Information and Communication Technologies, czyli ICT

Technologie informacyjno-telekomunikacyjne lub inaczej technologie teleinformatyczne odpowiadają za przesyłanie, gromadzenie, przetwarzanie i wizualizację danych w formie elektronicznej. Składową ICT jest technologia informacyjna (IT) z jednoczesnym włączeniem integracji infrastruktury telekomunikacyjnej (tj. linii telefonicznych i sygnałów bezprzewodowych), komputerów, niezbędnego oprogramowania dla przedsiębiorstw, środków do zapisu oraz akwizycji danych oraz systemów audiowizualnych umożliwiających użytkownikom dostęp, przechowywanie, przesyłanie i manipulowanie danymi, a także tworzonymi na ich podstawie informacjami.

(graf. Pixabay)

Przez wiele lat ICT zmieniło sposób konstruowania i budowy rzeczy, integrując współczesne technologie z nowymi lub zoptymalizowanymi procesami oraz metodami działania. Technologie informacyjno-komunikacyjne rozwinęły się na przestrzeni lat do poziomu aplikacji odpowiadających na niezliczone potrzeby użytkowników prywatnych oraz przemysłu, jednak najczęściej stosuje się je w następujących obszarach: edukacja, bankowość, handel elektroniczny, zdrowie, komunikacja, obsługa przemysłu i rozrywka.

Składowe ICT i ich wpływ na przemysł przyszłości

Kompleksowa struktura systemu ICT obejmuje 6 nierozerwalnie związanych ze sobą elementów, które można zdefiniować w postaci:

  • ludzi – dostarczających dane do systemu teleinformatycznego, a następnie wykonujących ocenę i podejmujących decyzje na bazie generowanych wyników
  • informacji – obejmujących zarówno wyniki przetwarzania, jak i dane wyjściowe z systemów ICT
  • sprzętu – kompleksowa konfiguracja sprzętowa obejmująca niezbędne elementy fizyczne służące do kolekcjonowania, zapisu, przechowywania oraz wizualizacji danych (m.in. fizyczne komponenty tworzące system teleinformatyczny, urządzenia wejściowe/wyjściowe i komunikacyjne, nośniki pamięci)
  • procedur – definiujących harmonogram oraz zasady dystrybucji informacji pomiędzy użytkownikami
  • oprogramowania
  • danych.

Czym więc ICT różni się od IT? Najprościej rzecz ujmując, technologie informacyjno-komunikacyjne można postrzegać jako integrację technologii IT z technologiami nadawania mediów, przetwarzaniem i transmisją audio-wideo oraz telefonią. Takie podejście do tematu powoduje, że spektrum możliwości ICT używane jest we wszystkich nowoczesnych technologiach przemysłu 4.0.

(graf. Pixabay)

Chmura, big data, IIoT…

Wśród najczęściej rozwijanych trendów technologicznych oraz koncepcji wykorzystujących zalety systemów ICT w przemyśle można wyróżnić:

  • mobilność – objawiającą się wzrastającą tendencją do stosowania rozwiązań mobilnych w środowisku biznesowym i przemysłowym
  • przetwarzanie w chmurze – możliwość dostarczania oprogramowania i usług ICT w systemie opartym na elastycznych modelach biznesowych powstających na bezpośrednie żądanie użytkownika
  • analitykę dużych zbiorów danych – pozyskiwanie wartościowej wiedzy z dużych zbiorów danych w jak najkrótszym czasie i przy najniższych możliwych kosztach
  • przemysłowy internet rzeczy – zdalne zarządzanie obiektami lub grupami połączonych obiektów technicznych, monitorowanie przepływu produkcji, zarządzanie zapasami oraz kontrola gospodarki magazynowej, logistyka i optymalizacja łańcucha dostaw, bezpieczeństwo i ochrona instalacji przemysłowych, kontrola jakości, wspomaganie obsługi urządzeń automatyki przemysłowej, zastosowania w inteligentnej robotyce oraz autonomicznych urządzeniach transportowych, wspomaganie służb utrzymania ruchu w zakresie metod konserwacji opartej na metodzie predictive maintenance, zarządzanie oraz optymalizacja zużycia energii
  • bezpieczeństwo IT – oprogramowanie i narzędzia służące celom zapewnienia bezpieczeństwa systemów na wszystkich poziomach, narzędzia wdrażane w całym przedsiębiorstwie (m.in. zapory ogniowe, zapobieganie włamaniom i ich wykrywanie, kontrola dostępu, zarządzanie tożsamością, oprogramowanie antywirusowe itp.).
(graf. Pixabay)

Wzrost mobilności oraz rozwój telefonii komórkowej i tabletów wymusza konieczność nadążania za potrzebami użytkowników w zakresie specjalistycznego oprogramowania. Wymagania związane z rozwojem aplikacji mobilnych uwzględniają wiele przyszłościowych trendów, w tym:

  • rozwój wielokanałowości (transmisji, akwizycji oraz analizy danych) – przedsiębiorstwa coraz częściej rozwijają jedną platformę, na której można opracowywać aplikacje działające na dowolnym urządzeniu użytkownika (w tym na modułach oraz urządzeniach przenośnych, stacjonarnych, IoT oraz IIoT)
  • platformy oparte na chmurze – wdrożenie kompleksowych strategii mobilności w przedsiębiorstwie coraz częściej skutkuje wdrożeniem oprogramowania jako usługi SaaS i rozwiązań chmurowych, taki model wpływa na uproszczenie oraz ujednolicenie architektury sprzętu i oprogramowania mobilnego, która obejmuje swoim zakresem bezpieczeństwo i zarządzanie danymi, projektowanie i rozwój aplikacji, integrację, zarządzanie treścią, analitykę i raportowanie
  • przejście do rozwiązań opartych na otwartych standardach – które zapewniają większy zakres elastyczności działania oraz zmniejszenie różnic pomiędzy poszczególnymi przedsiębiorstwami, ułatwiają także sposób oraz konfigurację wymiany danych
  • integracja z wieloma źródłami danych – musi zostać powiązana z jednoczesnym zachowaniem wymaganego poziomu bezpieczeństwa
  • koncentracja na designie oraz testowaniu – cechy niekoniecznie związane z wizualną stroną interfejsów użytkownika, ale z szybkim odpowiadaniem na indywidualne potrzeby oraz możliwością testowania funkcjonalności oprogramowania (lub całych konfiguracji).

W obrębie technologii chmurowych zastosowanie przemysłowe znajdują wszystkie rozwiązania (m.in. hostowane chmury publiczne lub prywatne oraz lokalne chmury prywatne). Hostowane usługi chmury publicznej i prywatnej obejmują 3 typy usług:

  • oprogramowanie jako usługa – Software as a service zawiera m.i.n oprogramowanie Customer Relationship Management), systemy Enterprise Resource Planning, oprogramowanie Computerised Maintenance Management System, inne typy software’u infrastrukturalnego i zabezpieczającego
  • platforma jako usługa – Platform as a Service zapewnia szereg usług do budowania i uruchamiania aplikacji
  • Infrastruktura jako usługa – Infrastructure as a Service, czyli serwery i pamięć masowa.
(graf. Pixabay)

Dane i cztery V

Wymienione elementy są potrzebne do przetwarzania dużych zbiorów danych. W zakresie ICT używany jest model tzw. czterech V (Volume, Variety, Velocity and Value), który obejmuje następujące cechy danych:

  • objętość – duże ilości danych pozyskanych z różnych źródeł (m.in. dane z systemów transakcyjnych, częściowo ustrukturyzowane dane ze skrzynek e-mailowych i systemów udostępniania plików, dane generowane maszynowo, przez czujniki, ruch ze strumieni mediów społecznościowych, urządzenia podłączone do GPS itp.), takie warunki zmuszają do podjęcia decyzji o sposobie ich przechowywania, o usuwaniu informacji przepływających przez organizację lub konieczności wykonywania analiz „w locie”
  • różnorodność – obejmująca nie tylko dane pochodzące z różnych źródeł, ale mające różne znaczenie informacyjne oraz stopień ważności
  • prędkość – dotyczy rejestrowania danych z dużą prędkością i udostępniania ich do analizy w czasie rzeczywistym
  • wartość – tu chodzi o zrównoważenie kosztów w stosunku do wartości informacji.

Pozyskiwanie dużych zbiorów danych stymuluje rozwój analityki zawierajacej zestaw nowoczesnych technologii (np. wysoko skalowalnych baz danych, zaawansowanych narzędzi do wizualizacji danych i wysokowydajnych wyszukiwarek) oraz konwergencję bardziej dojrzałych technologii (np. przetwarzania sterowanego zdarzeniami, inteligencji biznesowej czy eksploracji danych).

Zdobywanie danych realizowane jest z poziomu urządzeń IoT/IIoT, które zostało zdefiniowane jako seria nowych niezależnych systemów działających z ich własną infrastrukturą częściowo opartą na istniejącej infrastrukturze internetowej. Mamy w tym zakresie do czynienia z trzema rodzajami komunikacji: rzeczy do osoby, rzeczy do rzeczy i maszyny do maszyny.

(graf. Pixabay)

W fazie rozwoju technologii ICT istotne jest wdrożenie wspierających polityk publicznych (tj. ułatwienia rozwoju przedsiębiorczości i innowacji, zapewnienia wystarczającej dostępności licencjonowanego i nielicencjonowanego oprogramowania, zapewnienia bezpieczeństwa informacji i prywatności oraz wdrożenia ogólnej polityki edukacyjnej).

Kluczowe obszary inwestycyjne

Na obecnym etapie rozwoju technologii teleinformatycznych przedsiębiorstwa powinny zwrócić uwagę na kilka istotnych obszarów inwestycyjnych:

  • bezpieczeństwo – punktów końcowych, sieci, baz danych, znalezienie właściwego rozwiązania w odniesieniu do konkretnych potrzeb, porównywanie wielu rozwiązań i ocena zgodności
  • współpraca i komunikacja – telefonia, współpraca w zespole, ujednolicona komunikacja, zarządzanie projektami
  • sprzęt użytkownika końcowego – komputery stacjonarne, laptopy, drukarki, urządzenia mobilne
  • technologia serwerowa – sprzęt serwerowy i pokrewne technologie, takie jak infrastruktura hiperkonwergentna, UPS i inne
  • konfiguracja sieci – rutery, zapory ogniowe, sieci bezprzewodowe i wiele innych
  • przechowywanie i tworzenie kopii zapasowych – kopia zapasowa serwera, pamięć końcowa, rozwiązania hurtowni danych itd.

Integracja internetu z systemami produkcyjnymi doprowadziła do szybkiego rozwoju zakładów przemysłowych. Niewątpliwie dzięki temu, że przedsiębiorstwa produkcyjne wdrażają technologie internetowe w całym zakresie łańcucha wartości – w produkcji, badaniach i rozwoju, usługach oraz marketingu – usprawniają w ten sposób cały proces produkcji i model operacyjny przedsiębiorstwa.

(graf. Pixabay)

ICT ma wiele cech wpływających na rozwój społeczeństwa – poprawia dostęp do informacji, do edukacji, daje nowe narzędzia i możliwości. Pomaga też przedsiębiorstwom, ułatwiając komunikację oraz zarządzanie informacjami, zwiększając poziom bezpieczeństwa, podnosząc poziom automatyzacji i wydajność. Teleinformatyka odblokowuje nowe pomysły i potencjał biznesowy. Na co dzień korzystamy z postępu w zakresie ICT w aplikacjach medycznych, systemach zarządzania szpitalami, rozwiązaniach do obsługi badań zdrowotnych i zarządzania danymi pacjentów – czy w innych dziedzinach, używając np. nawigacji i lokalizacji GPS. A to tylko cząstka zastosowań prywatnych, publicznych i biznesowo-przemysłowych, które są na wyciągnięcie ręki dzięki Information and Communication Technologies.

Łukasz Kwaśnik, Mariusz Hetmańczyk

5G 6G Agile AI AR Automatyzacja Big data Blockchain Cloud computing Cyberbezpieczeństwo Digital twin DIH Dojrzałość cyfrowa Drony Druk 3D Edge computing Egzoszkielety Energetyka Fabryka przyszłości Finansowanie Fotowoltaika GOZ Human augmentation ICT IIoT Konkursy Koronawirus Logistyka ML Motoryzacja MŚP NCBR PPP Pracownicy 4.0 Prawo Przemysł 4.0 R&D Roboty Startupy VR Wodór