Przemysł 4.0

Termin „Industry 4.0” nawiązuje do czwartej rewolucji przemysłowej. Pierwsza związana była z mechanizacją produkcji dzięki silnikom parowym, druga – z wprowadzeniem produkcji masowej dzięki elektryczności, trzecia – z IT i wykorzystaniem sterowników elektronicznych do dalszej automatyzacji produkcji.

„Czwarta rewolucja” będzie wykorzystywała cyfrowe modele produktów, które będą powstawały w dużej zgodności z wymaganiami klientów, a następnie będą wytwarzane w inteligentnych fabrykach (Smart Factory) charakteryzujących się dużą elastycznością, niezawodnością i wydajnością. Kluczowym pojęciem i zarazem składnikami inteligentnych fabryk są elementy zwane systemami cyber-fizycznymi, które współpracując ze sobą będą określały i realizowały optymalną metodę wytwarzania i dostarczenia produktu do klienta. Systemy cyber-fizyczne  (CPS – Cyber-Psyhical Systems) realizują ścisłą integracje warstwy obliczeń i procesów fizycznych. Najczęściej występują w formie systemów wbudowanych oraz sieci monitorowania i kontrolowania procesów fizycznych, działających w pętli sprzężenia zwrotnego, gdzie procesy fizyczne są źródłem danych dla obliczenia sygnału sterującego obiektami.

Systemy cyber-fizyczne są utożsamiane z manifestacją czwartej rewolucji przemysłowej jaka ma miejsce w czasach współczesnych. Tym samym jest także fizyczna możliwość zastosowania technologii Internetu rzeczy, tam gdzie konieczne jest wykorzystanie sygnałów z czujników i urządzeń pomiarowych rozmieszczonych w halach produkcyjnych. Jakkolwiek komputerowo zintegrowane wytwarzanie CIM (Computer Integrated Manufacturing) jest szeroko stosowane w przemyśle samochodowym, lotniczym i stoczniowym, to rozwiązania te oferują przedsiębiorstwom metodologię integracji pionowej systemów informatycznych na różnych poziomach zarządzania przedsiębiorstwem, w tym autonomicznego utrzymania ruchu (AM) w ramach TPM (Total Productive Maintenance). CPS mogą wspierać zarówno integrację pionową jak i integrację poziomą, bazującą na interdyscyplinarnym podejściu, w którym inżynierowie odgrywają swoją istotną rolę w pełnym cyklu życia produktu. Tym samym projektowanie, rozwój, technologiczne przygotowanie produkcji, utrzymanie ruchu, usługi serwisowe i eksploatacyjne powinny być zintegrowane w ramach cyklu życia produktu. Bardzo istotną rolę w tym cyklu odgrywają dane i informacje. Ich elastyczna wymiana na każdym etapie cyklu życia produktu ma pozwolić na kreowanie wysoce elastycznych procesów produkcyjnych, integrując cały łańcuch dostaw lub nawet wszystkie gałęzie danego przemysłu.

Zakłada się, że Inteligentne Fabryki będą w dużym stopniu posiadać umiejętności samo-planowania i samo-adaptacji. Istnienie kompletnego, cyfrowego modelu produktu wraz z metodami jego wytwarzania, modelu inteligentnej fabryki wraz z rzeczywistym jej odwzorowaniem w połączonych sieciowo systemach cyber-fizycznych są kluczowymi warunkami powodzenia „Czwartej rewolucji.”

Częstym pytaniem pojawiającym się w kontekście Industry 4.0 jest rola człowieka. Postępująca automatyzacja będzie wymagała od pracowników rozwoju nowych umiejętności, bo to od nich będzie należało zdefiniowanie procesów i procedur oraz przekazanie ich maszynom z wykorzystaniem algorytmów i oprogramowania. 

Termin Industry 4.0 został po raz pierwszy użyty w Niemczech w 2011 roku na Hannover Messe przez przedstawicieli firmy Bosch. Przewiduje się, że urzeczywistnienie tej wizji może zająć 10-20 lat.