Inżynier 4.0

Piotr KołaczekBiznes

Czwarta rewolucja przemysłowa trwa i nikt nie może jej zatrzymać. Po raz kolejny do przemysłu trafiają technologie, które gruntownie zmieniają organizację produkcji, wpływają na jakość wyrobów i ekonomię przedsiębiorstw. Redefiniują miejsce inżyniera w firmie i na nowo określają zakres jego obowiązków i wymagane kompetencje.

Przypomnijmy, na czym polegały wcześniejsze trzy rewolucje. Zaczęło się od wprowadzenia do fabryk maszyny parowej i konsekwentnej mechanizacji pracy. Druga rewolucja nadeszła wraz z opracowaniem założeń seryjnej, masowej produkcji. Po raz trzeci fabryki zmieniły swoje oblicze po wprowadzeniu systemów obliczeniowych i automatyki przemysłowej.
Każda z tych rewolucji, choć zaczynała się w fabrykach, wywierała ogromny wpływ na społeczeństwa. Decydowała o tym, jak i ile pracujemy, ile zarabiamy, co kupujemy. W żadnym przypadku nie udało się z góry przewidzieć wszystkich konsekwencji zmian. Pewne jest tylko jedno: zmiany są nieuniknione.

Przemysłowy IoT (Internet of Things)

Przemysł 4.0 to w dużym stopniu sieci transmisji danych umożliwiające bezpośrednią komunikację urządzeń w zakładzie produkcyjnym. W tradycyjnym środowisku każdy automat czy robot wykonuje własny program powtarzając wciąż te same, dobrze zdefiniowane czynności. Jego bezpośredni wpływ na tempo i sposób pracy innych urządzeń jest widoczny tylko w przypadku awarii, kiedy trzeba zatrzymać całą linię. Większość zmian parametrów pracy wymaga interwencji człowieka – operatora, w większych przedsiębiorstwach działającego na poziomie sterowni.
W tradycyjnych zakładach przemysłowe sieci transmisji danych służą przede wszystkim do zbierania informacji o procesie i prezentowania ich operatorom, a następnie do przekazywania poleceń „w dół”, od człowieka do maszyny.
Przemysłowy Internet Rzeczy umożliwia komunikację między urządzeniami z pominięciem wszechwładnego człowieka. Linia produkcyjna, a w większej skali cały zakład staje się zdolny do samoregulacji. Oczywiście proces jest bezpieczny i korzystny tylko wtedy, kiedy człowiek określi zasady współpracy między maszynami i wyposaży je w dobrze napisane programy. I tutaj sprawa się komplikuje, bo programista niekoniecznie zna się na technologii spawania, a technolog nie zawsze potrafi programować.


Inżynier w zespole

Przemysł 4.0 to nie tylko nowe technologie, to również nowy styl pracy zespołowej. W tradycyjnym zakładzie inżynier zajmuje się przede wszystkim zagadnieniami technicznymi. Kontaktuje się z ograniczoną grupą podwładnych i przełożonych. Inżynier 4.0 powinien być przygotowany do pracy w zespołach tworzonych ad hoc do rozwiązania konkretnego problemu. Przy jednym stole spotkają się informatycy, mechanicy, specjaliści od transportu, marketingu, technologii. Muszą znaleźć wspólny język, więc inżynierowie powinni wykształcić umiejętność mówienia o problemach technicznych ze swojej specjalności tak, żeby rozumieli ich niespecjaliści.


 

Inżynier pracujący w zakładzie, który wdrożył zasady wypracowane przez czwartą rewolucję przemysłową, musi wiedzieć, jak komunikować się z programistami, jak samodzielnie modyfikować niektóre parametry pracy urządzeń związane z transmisją danych, jak rozpoznać wczesne objawy problemów, na przykład zainfekowania systemu szkodliwym oprogramowaniem.

Big Data

Hurtownie danych początkowo były domeną wielkich sieci handlowych, banków, towarzystw ubezpieczeniowych, teraz trafiają do fabryk. Lata doświadczeń pokazały, że gromadzenie i analizowanie wielkich ilości danych może przynieść równie wielkie korzyści. Analiza statystyczna umożliwia odnajdywanie ukrytych zależności, koincydencji, które można z powodzeniem wykorzystać do sterowania procesem. Nawet wtedy, kiedy nie wiadomo, skąd się biorą.
Handlowcy gromadzą dane o zawartości koszyka każdego klienta sieci złożonych z setek wielkopowierzchniowych sklepów. Robią to na wyrost, nie wiedząc, które dane skrywają informacje umożliwiające zwiększenie sprzedaży, a które pozostaną tylko informacyjnym szumem. Przekładając to na realia zakładu produkcyjnego można powiedzieć, że każdy niezmierzony parametr procesu jest bezpowrotnie straconym, potencjalnym nośnikiem wartościowej informacji. Nawet, jeśli w tej chwili nie bardzo wiadomo, jak go wykorzystać.
Takim stratom przeciwdziała się gromadząc jak najwięcej danych opisujących pracę poszczególnych urządzeń i całych linii produkcyjnych w nadziei na to, że kiedyś z surowych, na pozór mało znaczących danych będzie można wycisnąć informacje warte miliony. Rejestracja parametrów oznacza pomiar wielkości fizycznej, transmisję danych i składowanie danych w bazie. Inżynier 4.0 musi wiedzieć, co jest mierzone, w jaki sposób się to odbywa i jak sięgnąć do danych. Powinien potrafić posługiwać się narzędziami analitycznymi i wykształcać w sobie intuicję i wrażliwość poszukiwacza ukrytych znaczeń.
Jeśli pewnego dnia zauważy, że niewielki spadek temperatury prefabrykatów pobieranych z magazynu wiąże się z kilkuprocentowym wzrostem wydajności linii, pewnie nie będzie wiedział, dlaczego tak się dzieje. Prawdopodobnie postara się to wyjaśnić, ale zanim mu się uda, może zalecić permanentne obniżenie temperatury w magazynie i dzięki temu zaoszczędzić konkretne pieniądze.
Między produkcją i zarządzaniem

Czwarta rewolucja przemysłowa sprawi, że inżynierowie będą musieli sprostać nowym wyzwaniom. Oprócz dotychczasowych obowiązków, bezpośrednio związanych z projektowaniem i nadzorowaniem procesów technologicznych oraz zespołów pracowników, przyjdzie im częściej podejmować decyzje mające wpływ na przyszłość przedsiębiorstwa. Będą w większym stopniu uczestniczyli w gromadzeniu i interpretacji danych opisujących produkcję. Co więcej, będą musieli samodzielnie zdecydować, jakie informacje można z tych danych uzyskać i w jaki sposób można je wykorzystać do poprawy wyników finansowych. W tym zakresie współpraca między inżynierami a handlowcami i zarządem będzie znacznie bliższa, niż dotychczas.
Nadzorowanie układów automatyki przemysłowej zbudowanej w oparciu o Internet Rzeczy będzie wymagało zaangażowania inżynierów w proces ochrony infrastruktury informatycznej przed szkodliwymi działaniami. Zasadniczą linią obrony pozostaną specjaliści od IT, ale to inżynierowie nadzorujący produkcję jako pierwsi będą mogli zauważyć anomalie sygnalizujące trwający atak. Będą musieli założyć, że obserwowane usterki i odchylenia od normy mogą być spowodowane nie tylko usterką techniczną zlokalizowaną w zakładzie albo błędem w oprogramowaniu.

Aktualizuj się sam

Żadna uczelnia techniczna nie wyposaży inżyniera w wiedzę, która wystarczyłaby mu do emerytury.
Im szybsze i głębsze zmiany zachodzą w przemyśle, tym więcej wysiłku inżynierowie muszą włożyć w aktualizację wiedzy i nabywanie nowych umiejętności. Zwłaszcza na początku kariery, kiedy gromadzą kapitał doświadczenia, który później ma procentować przez lata.
Najlepszym rozwiązaniem jest znalezienie pracy w firmie, która na co dzień wykorzystuje nowoczesne technologie. W polskich warunkach w grę wchodzą w zasadzie tylko trzy kategorie pracodawców spełniających ten warunek: nowoczesne zakłady produkcyjne, przeważnie należące do wielkich koncernów, polskie oddziały producentów robotów i urządzeń automatyki przemysłowej oraz integratorzy realizujący ambitne projekty w Polsce i za granicą. Taka praca gwarantuje dostęp do wiedzy i możliwość wykorzystania jej w praktyce, zwłaszcza w przypadku pracy w terenie, przy wdrożeniach.


Inżynierowie zatrudnieni w mniejszych zakładach, chcąc utrzymać się na fali, muszą uzupełniać wiedzę we własnym zakresie. Możliwości jest sporo, ale potrzebne jest zaangażowanie, czas i pieniądze. Podstawowym i najtańszym źródłem aktualnej wiedzy jest Internet. Trzeba włożyć nieco wysiłku w oddzielenie sprawdzonych informacji od informacyjnego szumu, ale po ustaleniu zestawu pewnych źródeł wiedzy można z nich szybko i wygodnie korzystać. Wiele informacji dostępnych jest bezpłatnie, za inne trzeba zapłacić, czasami sporo. Warto rozważyć członkostwo w którejś z międzynarodowych organizacji zrzeszających inżynierów, na przykład w IEEE.
W Polsce i blisko za granicą organizowane są liczne konferencje, szkolenia, demonstracje i targi. Część jest płatna, ale wiele wydarzeń ma charakter promocyjny, finansują je producenci i sprzedawcy. Przy odrobinie szczęścia można wiele zobaczyć, a czasami własnoręcznie zrobić, biorąc udział w warsztatach.
Zawsze warto śledzić nowości z pokrewnych dziedzin. Dowodzi tego czwarta rewolucja przemysłowa i wprowadzane przez nią zmiany. Bez względu na zasadniczą specjalizację trzeba coś wiedzieć o rozwiązaniach informatycznych, systemach kontroli jakości, standardach zarządzania.

Jaka będzie piąta rewolucja?

Przewidywanie zmian w przemyśle, które mogą nastąpić w ciągu kolejnych kilkunastu lat, jest ryzykowne, ale można przyjąć za pewnik, że będą inspirowane rozwojem nauk technicznych i podstawowych, które dzisiaj kojarzą się nam bardziej z laboratorium badawczym, niż z linią produkcyjną. Zapewne będziemy świadkami wprowadzania nowych materiałów, udoskonalania znanych i opracowywania zupełnie nowych metod obróbki. Takie trendy obserwujemy od dziesięcioleci.
Zupełnie nowym doświadczeniem, znacznie mocniejszym niż Internet Rzeczy i Big Data, będzie przemysłowe zastosowanie sztucznej inteligencji. Dzisiaj roboty i systemy automatyki zastępują pracowników zatrudnionych bezpośrednio przy produkcji. Być może jutro przyjdzie ustąpić pola w pracy koncepcyjnej: automaty wezmą się za projektowanie, wprowadzanie poprawek do produktów, planowanie produkcji, prognozowanie trendów rynkowych, dystrybucję wyrobów i obsługę zgłoszeń serwisowych.
Kto wie, może rola inżyniera zostanie sprowadzona do inspirowania autonomicznych fabryk? Wysłania na adres automatu wiadomości w rodzaju: „Duża grupa naszych klientów chciałaby posiadać tankowce dwa razy większe od dzisiejszych rekordzistów. Zamówimy silnik, który napędzi taką jednostkę spalając o 10% mniej paliwa, niż znane dzisiaj konstrukcje”. Zresztą… czy na pewno trzeba będzie wysyłać wiadomości? Przecież automat sam może śledzić internetowe dyskusje specjalistów od transportu morskiego.


O autorze

Piotr Kołaczek