Technologie biznesowe podnoszą rangę inżynierii produkcji

Nowe technologie ponownie rozpaliły ducha działań, podejmowanych już w latach 90-tych XX wieku – na rzecz pełnej integracji sfer produkcyjnej i biznesowej przedsiębiorstw. Integracja ta obejmuje wiele dziedzin działalności zakładów, a uzasadniają ją liczne powody natury ekonomicznej i biznesowej. Co aktualnie dzieje się w tym zakresie, pokazują wyniki ankiety przeprowadzonej wśród prenumeratorów czasopisma Control Engineering.
Obecnie najwięcej emocji w dziedzinie automatyki przemysłowej wywołuje kwestia połączenia systemów infrastruktury poziomu produkcji i biznesu. W tej serii artykułów połączenie to nazywane będzie w skrócie: system typu automatyka – przedsiębiorstwo.
Prawdopodobnie dla wielu czytelnikówtermin ten brzmi, jak echo kwestii poruszanych w latach 90-tych ubiegłego stulecia, kiedy to zrodziła się koncepcja połączenia wszystkich aspektów sfery biznesowej przedsiębiorstw, zwana planowaniem zasobów przedsiębiorstwa (ang. ERP) wraz z ideą planowania zaopatrzenia. Jednakże idee te nie spełniły pokładanych w nich wówczas nadziei. Patrząc z dzisiejszej perspektywy na korzyści związane z ich realizacją, łatwo można dojść do wniosku, iż w istocie nie zdały one egzaminu. Przede wszystkim nie pojawiły się wyraźne korzyści dla sfery biznesowej. Jednymi z najpopularniejszych wówczas haseł były stwierdzenia typu: „optymalizacja działania” lub ich pochodne. Działania te mogły być dobre i złe, jednakże większość z nich – zmierzających ku optymalizacji działania przedsiębiorstw – realizowana w późnych latach 90-tych, nie wpływała korzystnie na sferę biznesową zakładów, poza oczywiście słusznością samej idei.
Najbardziej istotnym elementem – pominiętym wówczas – była sfera produkcji i poziom produkcyjny zakładów. Opracowywane w tamtych latach systemy integracji przedsiębiorstw skupiały się przede wszystkimna zarządzaniu klientami i zamówieniami, na spedycji towarów oraz sferze księgowości i finansów. Dla tych systemów poziom produkcji stanowił tzw. czarną skrzynkę, czyli zupełnie nieznany, odrębny obszar. Oczywiście niektóre systemy planowania wykorzystywały dane pochodzące ze sfery produkcyjnej, jednakże większość z nich zbierana była w cyklach tygodniowych lub nawet miesięcznych i dopiero wówczas uwzględniana w działaniach systemów poziomu biznesowego. Niestety, taki system rzadko osiągał zadowalający poziom elastyczności i sprawności funkcjonowania przedsiębiorstwa – obiecywany klientom przez dostawców systemów.
Osobną kwestią był również sposób przekazywania danych z poziomu produkcyjnego do poziomu biznesowego w zakładzie. Systemy automatyki poziomu produkcji to z reguły systemy dynamiczne, pracujące w czasie rzeczywistym. Systemy zarządzania zaś bazowały na przekazywaniu zwartych plików z informacjami i danymi, bez reżimu przekazania informacji w określonym czasie (systemy niedeterministyczne). Tu pojawia się drugi powód, dla którego większość ówczesnych systemów zintegrowanych typu automatyka – przedsiębiorstwo, tworzonych około 10 lat temu, nie mogła być zrealizowana: w większości przypadków pojawiała się bowiem bariera technologiczna.
Dziś sprzedawcy i analitycy są zgodni co do tego, że producenci zarówno sprzętu, jak i aplikacji programowych, stosowanych w zintegrowanych systemach przedsiębiorstw, wyciągnęli słuszne wnioski z niepowodzeń i doświadczeń zdobytych w tamtych trudnych latach. Nowe, oferowane przez nich systemy budowane są przede wszystkim na podstawie analiz i znajomości poziomu produkcyjnego zakładu. Podkreślają oni również na każdym kroku odejście od modelu systemu typu góra-dół na rzecz nowejkoncepcji, w której głównym motorem jest oddolna wiedza o procesie produkcyjnym, doświadczenie kadry inżynierskiej oraz bezpośrednie zbiory danych z procesu produkcyjnego.

Podstawowe przyczyny i skutki integracji

Wśród wielu powodów zmiany tejże koncepcji wymienić należy dwa najbardziej znaczące: przepisy normalizacyjne i konkurencję na rynku.
W licznych przepisach (np. Sarbanes- -Oxley 21 CFR. Część 11., akt TREAD) możliwość prowadzenia produkcji w zakładzie jest bezpośrednio uzależniona od tego, czy proces ma zdolność do samoweryfikacji zgodności z przepisami i regulacjami prawnymi. Dane weryfikujące tę zgodność często muszą być przesłane poza środowisko systemu zakładowego, następnie przekazane do innego systemu, dostępnego i zrozumiałego dla pracowników firmy, która dokonuje ostatecznej weryfikacji tejże zgodności.
W warunkach konkurencji rynkowej producenci toczą nieustanną walkę o przetrwanie. Cechą różnicującą ich produkty, są marże cenowe i dlatego większość operacji procesu produkcyjnego przynosi znaczące korzyści dzięki zastosowaniu inicjatyw Lean i Six Sigma. Pozostaje jeszcze tylko zwiększyć wydajność, co możliwe jest dzięki innowacyjnym rozwiązaniom w pozyskiwaniu danych. Innymi słowy producenci muszą ulepszyć to, co poprzednio – bez właściwej selekcji danych o procesie produkcji oraz ich prezentacji w bardziej przystępnej formie – nie mogło być ulepszone. Ostatecznie oznacza to, iż pozostająca dotychczas w cieniu kadra inżynierska, zaczęła odgrywać istotną rolę w realizacji strategii biznesowej przedsiębiorstwa, ponieważ to właśnie na jej barkach spoczywa rozumienie i zarządzanie kluczowymi danymi procesu produkcyjnego. Fakt ten powoduje pewne rozdwojenie w grupie pracowników poziomu produkcji. Szczególnie chodzi tu o kadrę inżynierską, dla której nastały zarówno najlepsze, jak i najgorsze czasy. Najlepsze czasy otwierają się przed inżynierami gotowymi na zmiany, którzy potrafią wykorzystać szanse, jakie przynosi ogólne zamieszanie w regulacjach prawnych oraz konkurencjarynkowa w przemyśle. Czasy najgorsze z kolei dotyczą tych, którzy nie lubią szczególnie wysilać się w trakcie pracy i nie potrafią lub też nie chcą poszerzyć swojej wiedzy i w praktyce wykorzystać swej specjalistycznej wiedzy. Inżynierowie ery systemów zintegrowanych typu automatyka – przedsiębiorstwo będą, jak zwykle zresztą, cenieni głównie za swe umiejętności i specjalistyczną wiedzę, ale tylko wówczas, gdy będą potrafili ją rozwijać, tak by stworzyć systemy o pełnej integracji z celami biznesowymi przedsiębiorstwa, poprzez umiejętne wykorzystanie i rozumienie znaczenia technologii informatycznych.

Wyniki ankiety
W związku z obserwowanym zjawiskiem radykalnych zmian w zawodzie inżyniera redakcja Control Engineerging (USA) chciała dowiedzieć się, jak prenumeratorzy tego czasopisma odbierają tę ogólną tendencję w branży automatyki przemysłowej? Jak zmienia się praca inżynierów produkcji? Jak wielu producentów decyduje się na połączenie systemów automatyki z ogólną infrastrukturą IT przedsiębiorstwa? A także:

  • jakie technologie są najczęściej wykorzystywane przy takiej integracji?
  • jaka rolę w integracji odgrywają inżynierowie?
  • jakie zmiany w czasie integracji są najtrudniejsze do przeprowadzenia?
  • jaki stopień umiejętności w zakresie technologii IT jest niezbędny kadrze inżynierskiej?
  • jakie są doświadczenia inżynierów związane z przeprowadzeniem procesu integracji?

Kluczowe wnioski przeprowadzonych badań prezentują się następująco:

  • 60% respondentów przyznaje, że w ciągu ostatnich pięciu lat ich praca zmieniła się w zakresie:
    -zwiększenia ilości obowiązków wykraczających poza ich specjalistyczną wiedzę – 58%,
    ◊ większego skupienia się na obowiązkach charakterystycznych dla posiadanej specjalizacji – 21%,
    ◊ większego zaangażowania w poznanie i rozumienie oprogramowania oraz innych technologii IT – 14%;
  • integracja systemów typu automatyka – przedsiębiorstwo wciąż pozostaje w fazie rozwoju – 47% respondentów zaangażowało się już w takie projekty;
  • projekty te są zarządzane lepiej lub gorzej, zgodnie z zasadą pół na pół; 48% przyznaje, że ich zakład nie ma żadnej grupy organizacyjnej i nadzorującej proces integracji ani też strategii działań w tym zakresie, podczas gdy 52% potwierdza, iż próby integracji stanowią część firmowego biznesplanu, uwzględniono je w celach strategicznych lub przynajmniej powołano grupy koordynacyjne w tym zakresie;
  • największa liczba projektów integracji systemów typu automatyka – przedsiębiorstwo (52%) realizowana jest przez połączenie sieci sterowników PLC z systemami wyższego poziomu; 18,4% zgłasza wykorzystanie ich w opracowaniu systemów MES; 20,4% z kolei zastosowanie portali (do wizualizacji danych z procesu); pozostałe 9% wykorzystało do integracji różne technologie i narzędzia;
  • 53% ankietowanych stwierdza, że koordynujący projektami integracji uważają ich (inżynierów) odpowiedzialnych za systemy automatyki za osoby strategiczne i godne zaufania, jeżeli chodzi o integrację tychże systemów; reszta respondentów czuje się tylko technikami utrzymującymi sprawność działania powierzonego im sprzętu;
  • 78% przyznaje, że właściwe przeprowadzenie projektu integracji wymaga zdobycia nowych umiejętności zarówno przez grupę techników IT, jak inżynierów produkcji; 7% stwierdza, że szkolenie jest konieczne tylko w grupie techników IT, zaś według 14%, że w grupie inżynierskiej;
  • 70% zauważa, iż inżynieria produkcji staje się dziedziną coraz bliższą technologiom IT; 30% podkreśla, iż konieczne było przeniesienie części personelu inżynierskiego do IT, podczas gdy według 15% miała miejsce sytuacja odwrotna;ponad 60% ankietowanych stwierdza, iż zrealizowane przez nich projekty integracji nie przyniosły jeszcze spodziewanych zwrotów nakładów inwestycyjnych; ci, którzy odnotowali już zwroty z tej inwestycji, wśród podstawowych korzyści wymieniają:
    ◊ zwiększenie przejrzystości operacji prowadzonych przez inżynierów – 22%,
    ◊ poprawę funkcjonowania produkcji w czasie rzeczywistym – 25%,
    ◊ zwiększoną przejrzystość procesu produkcji z punktu widzenia zarządzania – 19%,
    ◊ skrócenie czasu wejścia produktu na rynek – 14%,
    ◊ sprawniejszą realizację zamówień i dostaw – 15%.

Nadciągają wielkie zmiany
Wyniki ankiety jednoznacznie wskazują, że projekty integracji systemów typu automatyka – przedsiębiorstwo mocno wpłyną na działalność kadr inżynierskich w przemyśle. Ankietę tę wypełniło ponad 100 respondentów z przedsiębiorstw różnej wielkości. Była to dość reprezentatywna grupa, obejmująca szerokie spektrum przedsiębiorstw o zróżni- cowanym poziomie dochodów: 51% o dochodach do 100 milionów USD rocznie, 19% o dochodach od 100 milionów do 1 miliarda USD oraz 30% o dochodach powyżej miliarda USD.
Małe i średnie firmy zaczynają również uczestniczyć w projektach integracyjnych. Zgodnie z wynikami ankiety 51% tych, którzy chcą być włączeni w realizację takich projektów, pracuje w przedsiębiorstwach o dochodach nie większych niż 500 milionów USD.
Projekty systemów typu automatyka – przedsiębiorstwo realizowane są zasadniczo w firmach przemysłowych. Co interesujące w czołówce podmiotów zaangażowanych w te realizacje są producenci oprzyrządowania, urządzeń pomiarowych oraz urządzeń dla systemów sterowania i usług. 61% producentów oprzyrządowania i urządzeń pomiarowych deklaruje swoje zaangażowanie, podczas gdy w przypadku firm usługowych jest to aż 100%.
Trzeba również powiedzieć, że ze strony kadry inżynierskiej występuje małe lub też zerowe zaangażowanie w tego typu projekty. Chociaż prawie 70% respondentów twierdzi, iż inżynierowie odgrywają znaczącą rolę w procesie zarządzania takimi projektami, to jednak aż 60% zapytanych inżynierów przyznaje, że są angażowani w bardzo znikomym stopniu lub też w ogóle nie uczestniczą w podejmowaniu decyzji, związanych z wyborem technologii i samą implementacją nowego systemu.
Jest to jednak obszar, w który zdecydowanie powinni oni wkroczyć, by zapewnić dobór właściwej aplikacji, ponieważ właśnie te aplikacje będą współpracować bezpośrednio z urządzeniami i systemami infrastruktury poziomu produkcji. Chodzi tu nie tylko o pewność, że informacje niezbędne dla poziomu biznesowego będą osiągalne wtedy, gdy zajdzie taka potrzeba, ale również o swego rodzaju gwarancję, iż zainstalowane aplikacje nie wpłyną niekorzystnie na działanie obsługiwanego przez nie procesu. Pozostawieni sami sobie korporacyjni decydenci oraz grupy techników IT, nie zawsze podejmują słuszne decyzje.
Tylko inżynierowie właściwie rozumieją zasady funkcjonowania systemów poziomu produkcyjnego. Jeżeli więc jesteś inżynierem produkcji, powinieneś koniecznie brać udział w tych procesach decyzyjnych – szczególnie gdy dane przedsiębiorstwo należy do grupy zakładów, w których inżynierowie nie są traktowani jako „zaufani doradcy” w tej materii.
Wyniki ankiety wyraźnie wskazują, że jednymi z najbardziej koniecznych zmian w zakładzie, gwarantujących powodzenie implementacji systemu automatyka – przedsiębiorstwo, są: współdziałanie różnego typu systemów oraz silniejsze podkreślenie potrzeby zaangażowania inżynierów w opracowywanie procesu integracji.
Kolejnym czynnikiem świadczącym o konieczności zaangażowania kadry inżynierskiej w omawiany proces, jest słabe zdefiniowanie poziomu pośredniego infrastruktury systemowej, poziomu występującego pomiędzy poziomem produkcji, a biznesowym. Stan ten wciąż trwa, pomimo wielu już lat prób określenia najlepszej technologii dla tego właśnie poziomu. Według wyników ankiety żadna z wymienianych przez respondentów technologii nie przekroczyła poziomu 22% odpowiedzi, co wyraźnie wskazuje, że żadna z nich nie może być jednoznacznie traktowana, jako ostatecznie związana z omawianym tu poziomem. Innymi słowy, nie podjęto jeszcze ostatecznych prób dopasowania konkretnej technologii systemowej dla tegoż poziomu infrastruktury, co stwarza spore pole do popisu i zaangażowania kadry inżynierskiej, tak by pokierować tymi działaniami.
Wydaje się, ze najbardziej niepokojące są rezultaty ankiety, dotyczące bezpośrednio kwestii zwrotu kosztów inwestycji. Technologie integracyjne były opracowywane przede wszystkim w celu poprawy funkcjonowania systemów sfery biznesowej, jej elastyczności, możliwości funkcjonalnych i zwrotu nakładów. Tymczasem o pełnym sukcesie projektów integracyjnych wspomina mniej niż połowa ankietowanych wykorzystujących te technologie, co znaczy, że problem istnieje.
Jedną z możliwych przyczyn tego stanu rzeczy może być kwestia szkolenia pracowników po zrealizowaniu projektu. Szczególnie interesujące wnioski nasuwają się przy porównaniu odsetek respondentów, którzy nie odnotowali zwrotu z inwestycji, z grupą, która zadeklarowała udział w szkoleniach wewnętrznych lub też innymi metodami – zamiast sesji prowadzonych bezpośrednio przez dostawców czy też innych organizacji przemysłowych (patrz: wykres – „Metody realizacji szkoleń”). Wspomniane wyżej inne metody to najczęściej „nauka na własną rękę” oraz tzw. metoda prób i błędów.
Nie można nie zwrócić uwagi na kolejny wniosek nasuwający się z większości odpowiedzi z ankiet – że inżynieria produkcji zdaje się „przechodzić” w technologię IT. Dostawcy systemów automatyki wykorzystujących oprogramowanie komputerowe, na podstawie prowadzonych przez nich analiz, potwierdzają tę tendencję. Do niedawna w opinii większości inżynierów branże IT oraz inżynierii produkcji były zupełnie odrębnymi dziedzinami. Oczywiście wiedza na temat komputerów i oprogramowania już od dawna stanowiła kluczowy element umiejętności pracowników inżynierii produkcji, jednakże tylko niewielu inżynierów spodziewało się, że już wkrótce ich profesja będzie miała tak wiele wspólnego z branżą profesjonalnych technologii IT, w stopniu znacznie większym niż to miało miejsce dotychczas.
Biorąc pod uwagę coraz większą ilość funkcji automatyki przemysłowej realizowanej przez aplikacje programowe, kolejnym etapem rozwoju i zmian w mentalności inżynierów jest konieczność biegłego opanowania technik informatycznych, które rysują się wyraźnie jako przyszłość w systemach automatyki procesów produkcyjnych.
Ogólne przekonanie o możliwości rozumienia zasad rządzących procesami technologicznymi tylko przez inżynierów zmieniło się radykalnie wraz z pojawianiem się systemów zintegrowanych. Zmiana ta nie oznacza jednak zmierzchu zawodu inżyniera produkcji. Tylko bowiem właściwy zmysł oraz inżynierska intuicja są w stanie rozpoznać we właściwym momencie zachodzące w procesie zmiany, tendencje itp. Wręcz przeciwnie, zmiana ta wskazuje na zasadnicze przewartościowanie cech zawodu inżyniera – postrzeganego dotychczas przeważnie jako technika odpowiedzialnego za utrzymanie ruchu i sprawności urządzeń – ku nowemu, powszechnemu wizerunkowi zaufanego doradcy biznesowego, którego głos ma istotne znaczenie przy opracowywaniu strategii funkcjonowania przedsiębiorstwa.
Artykuł pod redakcją
Andrzeja Ożadowicza