Przemysł 5.0 nie zastępuje Przemysłu 4.0, lecz rozszerza jego technologiczne fundamenty o trzy równorzędne cele: człowieka, zrównoważony rozwój i odporność przedsiębiorstwa. Oznacza to, że cyfryzacja, automatyzacja i analityka danych nadal pozostają ważne, ale ich skuteczność ocenia się również przez wpływ na pracowników, wykorzystanie zasobów i zdolność produkcji do reagowania na zakłócenia.
Technologie kojarzone z Przemysłem 4.0 – IoT, robotyzacja, sztuczna inteligencja, analityka danych, systemy cyberfizyczne czy cyfrowe bliźniaki – pozostają podstawą nowoczesnej produkcji. Przemysł 5.0 nie proponuje ich zastąpienia, lecz zmianę perspektywy: technologia ma wspierać nie tylko produktywność i efektywność, ale również jakość pracy człowieka, ograniczanie zużycia zasobów i zdolność organizacji do adaptacji.
Komisja Europejska ujmuje tę koncepcję poprzez trzy filary: human-centricity, sustainability i resilience.
Przemysł 4.0 a Przemysł 5.0 – różnice
Przemysł 4.0 koncentruje się na cyfryzacji, integracji, łączności i automatyzacji procesów przemysłowych, natomiast Przemysł 5.0 wykorzystuje tę bazę technologiczną, stawiając równocześnie w centrum człowieka, zrównoważony rozwój i odporność. Nie są to dwa konkurencyjne modele rozwoju przemysłu.
Industry 5.0 należy więc traktować jako rozwinięcie perspektywy Przemysłu 4.0. IoT, automatyka, AI, zaawansowana analityka czy Digital Twin nadal odpowiadają za technologiczną warstwę transformacji, natomiast zmienia się zakres kryteriów, według których ocenia się ich zastosowanie.
| Obszar | Przemysł 4.0 | Przemysł 5.0 |
|---|---|---|
| Punkt ciężkości | cyfryzacja, integracja, łączność i automatyzacja procesów | wykorzystanie cyfryzacji z uwzględnieniem człowieka, zrównoważonego rozwoju i odporności |
| Rola technologii | umożliwia automatyzację, wymianę danych i optymalizację procesów | pozostaje narzędziem realizacji szerszych celów organizacji |
| Człowiek | uczestnik cyfrowego i coraz bardziej zautomatyzowanego procesu | jego dobrostan, kompetencje i sprawczość są jednym z centralnych kryteriów projektowania systemu |
| Zrównoważony rozwój | może być wspierany przez cyfryzację i optymalizację | stanowi jeden z trzech filarów koncepcji |
| Odporność | cyfryzacja może zwiększać zdolność reagowania na zmiany | zdolność adaptacji do zakłóceń jest jednym z głównych celów koncepcji |
Różnica nie polega więc na tym, że Przemysł 4.0 pomija człowieka, środowisko lub odporność. Przemysł 5.0 przesuwa te obszary do centrum modelu rozwoju i traktuje je jako równorzędne wobec celów technologicznych i ekonomicznych.
Więcej o Industry 4.0 – Industry 4.0 – założenia vs praktyka w firmach produkcyjnych
Human-centricity – człowiek w centrum
Human-centricity oznacza projektowanie technologii i procesów tak, aby wspierały dobrostan, kompetencje i sprawczość pracowników. Automatyzacja nie jest w tym ujęciu celem samym w sobie – powinna poprawiać bezpieczeństwo, dostęp do informacji oraz jakość podejmowanych decyzji.
Sustainability – zrównoważony rozwój
Sustainability oznacza takie projektowanie i prowadzenie procesów przemysłowych, aby ograniczać ich wpływ na środowisko oraz bardziej efektywnie wykorzystywać materiały, energię i inne zasoby.
Resilience – odporność
Resilience oznacza zdolność systemu produkcyjnego do reagowania na zakłócenia, adaptowania się do zmiennych warunków i utrzymywania ciągłości działania.
Zakłócenia mogą dotyczyć dostępności zasobów, infrastruktury, dostawców, materiałów, energii, pracowników lub innych elementów łańcucha wartości.
Człowiek w centrum – założenia Przemysłu 5.0
Człowiek w Przemyśle 5.0 nie jest elementem procesu, który należy zastąpić technologią, lecz uczestnikiem systemu, którego możliwości mają być przez technologię wspierane. Human-centricity obejmuje bezpieczeństwo i ergonomię, ale również kompetencje, dostęp do informacji oraz udział człowieka w podejmowaniu decyzji.
W praktyce zmienia się więc sposób projektowania automatyzacji. Pytanie nie powinno dotyczyć wyłącznie tego, które zadania można przekazać maszynom lub algorytmom, ale również tego, które decyzje powinny pozostać po stronie człowieka i jakie informacje są mu potrzebne do ich podejmowania.
Ma to szczególne znaczenie w środowiskach korzystających z zaawansowanej analityki i algorytmów wspierających decyzje. Operator, planista czy kierownik produkcji nie potrzebuje maksymalnej liczby danych, lecz informacji przedstawionych w kontekście sytuacji, którą musi rozwiązać: przyczyny odchylenia, skutków opóźnienia, ograniczenia zasobu albo dostępnych wariantów działania.
Human-centric manufacturing nie powinien być więc utożsamiany wyłącznie ze współpracą człowieka z cobotem. Obejmuje także projektowanie interfejsów, sposób udostępniania wiedzy, rozwój kompetencji cyfrowych, organizację pracy oraz podział odpowiedzialności pomiędzy człowiekiem a systemem.
Automatyzacja może nadal przejmować powtarzalne czynności, a algorytmy analizować dużą liczbę wariantów i danych. Kluczowe jest jednak określenie, gdzie technologia powinna działać autonomicznie, gdzie wspierać decyzję, a gdzie odpowiedzialność powinna pozostać po stronie człowieka.
Jak systemy klasy MES/APS wpisują się w tę koncepcję?
MES i APS mogą wspierać realizację części założeń Przemysłu 5.0, ponieważ dostarczają danych o rzeczywistym przebiegu produkcji i pomagają planować wykorzystanie zasobów. Samo wdrożenie tych systemów nie oznacza jednak realizacji Industry 5.0 – znaczenie ma zakres danych, sposób integracji oraz kryteria wykorzystywane w procesach decyzyjnych.
MES i APS pełnią w tym środowisku różne role. MES pokazuje, jak produkcja przebiega rzeczywiście, natomiast APS wspiera planowanie jej przyszłego przebiegu z uwzględnieniem ograniczeń. Połączenie obu perspektyw może zwiększać zdolność organizacji do reagowania na zmiany i zakłócenia.
MES – rzeczywisty obraz wykonania produkcji
MES może wspierać Przemysł 5.0 poprzez dostarczanie aktualnych danych o wykonaniu produkcji, ograniczanie ręcznego raportowania i udostępnianie pracownikom informacji potrzebnych do oceny sytuacji oraz podejmowania decyzji.
W obszarze human-centricity system może ograniczać konieczność ręcznego przepisywania informacji, udostępniać aktualne dane i instrukcje oraz wspierać identyfikację odchyleń. Efekt zależy jednak od sposobu zaprojektowania rozwiązania. System generujący dużą liczbę komunikatów bez odpowiedniej hierarchii i kontekstu może zwiększyć obciążenie informacyjne zamiast je ograniczać.
W obszarze sustainability MES może dostarczać informacji o zużyciu materiałów, brakach, poprawkach i innych stratach produkcyjnych. Jeżeli system jest zintegrowany z odpowiednimi urządzeniami pomiarowymi lub innymi źródłami danych, możliwe jest również powiązanie zużycia energii i mediów z konkretnym zleceniem, produktem albo operacją.
Takie możliwości wymagają jednak odpowiednich pomiarów, integracji i modelu danych – nie wynikają automatycznie z samego wdrożenia MES.
W obszarze resilience system może dostarczać aktualnego obrazu sytuacji produkcyjnej. Informacje o opóźnieniach, przestojach, rzeczywistych czasach operacji, brakach czy zmianach dostępności zasobów pomagają szybciej określić konsekwencje zakłócenia i przekazać aktualny stan do dalszego planowania.
APS – planowanie z uwzględnieniem rzeczywistych ograniczeń
APS może wspierać odporność i elastyczność produkcji poprzez tworzenie harmonogramów uwzględniających rzeczywistą dostępność i ograniczenia zasobów oraz analizowanie skutków zmian w warunkach realizacji planu.
Model harmonogramowania może uwzględniać między innymi terminy realizacji, dostępność maszyn, materiałów i narzędzi, ograniczenia technologiczne czy czasy przezbrojeń.
W badaniach dotyczących harmonogramowania w kontekście Industry 5.0 rozwijane są również modele uwzględniające czynniki ludzkie, środowiskowe i odporność procesu. Mogą one obejmować kompetencje i obciążenie pracowników, zużycie energii, dostępność alternatywnych zasobów czy sposób reagowania na zakłócenia.
Nie są to jednak standardowe funkcje każdego systemu APS. Zakres uwzględnianych kryteriów zależy od konkretnego modelu optymalizacyjnego, dostępnych danych i funkcjonalności rozwiązania.
Szczególne znaczenie APS może mieć po wystąpieniu zakłócenia. Harmonogram przygotowany dla określonych warunków traci aktualność po awarii maszyny, zmianie dostępności zasobu czy opóźnieniu materiału. Jeżeli system otrzymuje aktualne dane, może wspierać ponowną ocenę planu i analizę alternatywnych wariantów realizacji produkcji.
Nie oznacza to jednak, że każdy plan wygenerowany przez APS automatycznie realizuje założenia Industry 5.0. Algorytm może optymalizować terminowość i wykorzystanie maszyn bez uwzględniania obciążenia ludzi czy zużycia energii. O tym, jakie cele wspiera harmonogram, decydują kryteria i ograniczenia zapisane w modelu optymalizacyjnym.
MES i APS – zamknięty obieg informacji między planem a wykonaniem
Połączenie MES i APS może stworzyć zamknięty obieg informacji pomiędzy planowaniem i rzeczywistym wykonaniem produkcji. APS przygotowuje harmonogram, a MES dostarcza danych o jego realizacji, dzięki czemu odchylenia mogą zostać uwzględnione przy ponownej ocenie planu.
Jeżeli pojawi się awaria, opóźnienie operacji, niedostępność zasobu lub inne zakłócenie, aktualne dane mogą zostać przekazane z obszaru wykonania do planowania.
Mechanizm może wyglądać następująco:
planowanie → realizacja → rejestracja rzeczywistego wykonania → identyfikacja odchylenia → aktualizacja danych → ponowna ocena planu.
Taki obieg nie powstaje automatycznie w wyniku wdrożenia dwóch systemów. Wymaga odpowiedniej integracji, jakości danych oraz właściwie zdefiniowanych zasad planowania i raportowania. Może jednak zwiększać zdolność przedsiębiorstwa do reagowania na zmieniające się warunki, a tym samym wspierać jeden z podstawowych filarów Przemysłu 5.0 – odporność.
Przemysł 5.0 nie oznacza więc kolejnej fali cyfryzacji dla samej cyfryzacji. Zmienia przede wszystkim kryteria wykorzystania technologii: obok efektywności produkcji uwzględnia wpływ na człowieka, środowisko oraz zdolność przedsiębiorstwa do funkcjonowania i adaptacji w zmiennych warunkach.
