Rewolucji przemysłowej dokonają cyfrowi bliźniacy

- Cyfrowy bliźniak to rewolucja - mówił podczas jednej z debat EKG Tomasz Hajduk, członek zarządu koncernu Siemens Polska.

Kim - a raczej czym - jest cyfrowy bliźniak? Po pierwsze, musi być inteligentny przynajmniej tak, jak jego pierwowzór, czyli człowiek. Może odrobinę mniej, ale powinien na przykład wiedzieć, kiedy sprawy idą w złym kierunku i podjąć odpowiednie do sytuacji decyzje.

Wyobraźmy sobie kocioł parowy wyposażony w manometr. Czujnik pokazuje, że ciśnienie rośnie w nim niebezpiecznie. Cyfrowy bliźniak musi podjąć decyzję - albo przestać dorzucać koksu do paleniska, albo nawet otworzyć zawór bezpieczeństwa. To bardzo prosty przykład.

Cyfrowy bliźniak to komputerowy robot, wyposażony w sztuczną inteligencję. Dlaczego on ma podejmować decyzje, a nie człowiek? Bo właśnie tam, gdzie systemy produkcji są znacznie bardziej skomplikowane od naszego przykładowego kotła i składają się z dziesiątek i setek urządzeń sterowanie nimi przez automat, który przetwarza tysiące danych równocześnie, może sprawdzić się znacznie lepiej.

Człowiek jak to człowiek, może się zagapić, źle poczuć, zasnąć, ulec niepotrzebnym emocjom, które zacierają jasność umysłu. A cyfrowy bliźniak - teoretycznie - powinien czuwać w gotowości i z niezmąconym sztucznym umysłem przez 24 godziny na dobę.

Takiego robota trzeba najpierw zaprogramować, czyli napisać skomplikowane algorytmy. Wyposażyć instalacje i linie produkcyjne w mnóstwo czujników pobierających dane i wprowadzających je do obliczeń. Tak jest na przykład w ogromnych instalacjach w rafinerii, służących do przerobu ropy naftowej. Dziesiątki, setki różnych wskaźników podają bezustannie zmieniające się dane i parametry. Wciąż przyglądają się temu ludzie, lecz już niedługo przebieg nawet bardzo skomplikowanych procesów będą nadzorować myślące maszyny. Myślące - czyli wyposażone w sztuczną inteligencję.

Adam Czyżewski, główny ekonomista PKN Orlen, mówił podczas EKG, że koncern w ubiegłym roku wprowadził już pierwsze takie zaprogramowane maszyny, wyposażone w sztuczną inteligencję. Na razie pracują dwie - zarządzająca energią i sterująca jedną z instalacji. Ale plany przewidują wdrożenie ich w ponad 100 instalacjach.

Czujniki dostarczają danych do równolegle pracującego systemu, a algorytmy analizują je i wyciągają wnioski. Dzięki temu - większej liczbie danych i szybszemu analizowaniu ich - można lepiej wykorzystywać moce przerobowe, bardziej elastycznie korzystać z urządzeń, lepiej i w dodatku cały czas na bieżąco kontrolować jakość paliw, wykrywać możliwości wystąpienia awarii. To wszystko składa się na większą efektywność całej firmy.  

- Korzyści z tego są naprawdę duże - powiedział Adam Czyżewski.

Problem polega na tym, że nawet najbardziej inteligentna maszyna musi się jednak najpierw nauczyć pobierania, znaczenia i analizy danych. Żadna firma, a zwłaszcza duża, pracująca 24 godziny na dobę, nie może sobie pozwolić na to, żeby zamknąć na pewien czas instalację czy linie produkcyjną, wprowadzić innowacyjne rozwiązania, a potem wystartować na nowo. Jednego dnia zlikwidować stare, a drugiego zacząć z nowym. Po pierwsze - nie może przerwać pracy, a taka zmiana mogłaby potrwać dość długo. Po drugie - wprowadzenie nowości to także ryzyko. Polega ono na tym, że nawet najlepiej napisany algorytm może mieć luki. Programista mógł wszystkiego nie przewidzieć. A w takiej sytuacji inteligentny robot mógłby podjąć niewłaściwe decyzje.

Na tym właśnie polega kariera cyfrowego bliźniaka. Stary system pracuje tak jak zawsze - nic w nim nie zmieniamy, a skoro dawał przyzwoite rezultaty, niczego nie psujemy. Ale równolegle wprowadzamy nowy, "bliźniaczy", ale całkowicie cyfrowy. I pozwalamy mu się uczyć. Dopiero wtedy, gdy zda wszystkie egzaminy, można nim zastępować ludzi.

Systemy zarządzania produkcją oparte na sztucznej inteligencji to największa zmiana, jaką przynosi czwarta rewolucja w przemyśle. Bliźniacy cyfrowi powoli będą zastępować stare systemy. Działanie różnych instalacji, linii produkcyjnych, dostaw, zamówień będzie integrowane. Najważniejsze, że dzięki cyfrowemu zarządzaniu wiadomo nie tylko, co się stało, ale można przewidzieć też, co się wydarzy. Dzięki temu cyfrowa fabryka może działać bez kosztownych awarii.

- Sztuczna inteligencja to tanie i szybkie przewidywanie tego, co się zdarzy - mówił Jerzy Kalinowski z firmy doradczej KPMG.

Już dziś z taśmy produkcyjnej Volkswagena we Wrześni co 90 sekund zjeżdża nowy samochód. Robotnicy tylko doglądają pracy automatów. Skończyła się ciężka praca fizyczna.  

- To duża szansa, żeby podnieść wydajność pracy na dużo wyższy poziom - dodał Adam Czyżewski.

Tworzenie "cyfrowych bliźniaków" to stopniowe wprowadzanie innowacji, konieczne zwłaszcza tam, gdzie linii produkcyjnej czy instalacji nie można wyłączyć, żeby na spokojnie wprowadzać eksperymenty. To zupełnie nowe podejście do innowacyjności bez zakłócania działających procesów.  

Czy "cyfrowy bliźniak" to szansa dla całego przemysłu i całej gospodarki? Zdaniem Tomasza Hajduka firmy takie jak PKN Orlen, gigant w polskich warunkach, mogą sobie pozwolić na innowacyjne eksperymenty, ale sytuacja wygląda inaczej w sektorze małych i średnich przedsiębiorstw. Ich właściciele, choć nawet wierzą w innowacje, w roboty i w sztuczną inteligencję, jednak zadają sobie fundamentalne pytanie - czy to się im opłaci. Póki nie mają na nie jednoznacznej odpowiedzi, wolą czekać.

- Małe i średnie firmy stoją przed barierą braku zaufania, że to cokolwiek może im dać. Są zainteresowane wprowadzaniem innowacyjności, ale boją się, że nie będzie z tego zysku ekonomicznego - mówił Tomasz Hajduk.

Bo nie potrafią myśleć strategicznie. Nie sprzyja temu na przykład struktura własności i zarządzania. Najczęściej właściciel i prezes to jedna osoba. Tomasz Hajduk radzi, żeby zapracowani właściciele przekazywali kompetencje w zarządzaniu młodej kadrze, bardziej zorientowanej w gospodarce cyfrowej, która wie, że na niej można zarobić i wie, w jaki sposób.

- Rewolucja cyfrowa wymaga zmiany kulturowej w organizacji. Wspieramy firmy w budowaniu kompetencji i myśleniu o przyszłości - mówił Radosław Kwiecień, członek zarządu Banku Gospodarstwa Krajowego.

I dodaje, że dla przedsiębiorców środki na wprowadzanie innowacji są dostępne. Mogą oni korzystać z kredytu na innowacje technologiczne czy gwarancji na innowacje, a BGK może podejmować większe ryzyko niż banki komercyjne. W regionalnych centrach BGK można dowiedzieć się wiele o wdrażaniu nowych technologii. Wystarczy zainteresowanie przedsiębiorców.

Jacek Ramotowski