Ariel Zgórski

Technologie Internetu Rzeczy (IoT, ang. Internet of Things) rewolucjonizują otaczający nas świat. Miliardy niewielkich urządzeń komunikują się między sobą oraz z centralami, przekazując wartościowe dane, które następnie mogą być wykorzystane w różnorodnych celach.

Smart City to miasto, w którym sterowanie ruchem czy oświetleniem ulicznym zależy od czujników znajdujących się w lampach i algorytmów nimi sterujących.

Smart Home to inteligentny dom, który ma dziesiątki czujników, inteligentne sterowanie światłem, temperaturą, kamery – wszystko po to, by zwiększyć komfort i bezpieczeństwo domowników.

Rozwiązania IoT mają jednak na tyle szerokie zastosowanie, że z powodzeniem odnajdują się również w świecie przemysłu. Firmy, które wdrażają te technologie i analizują zbierane dane, mogą się pochwalić zarówno ograniczeniem kosztów jak i zwiększeniem zysków. I to często w nieszablonowy sposób.

To już nie futurystyczna wizja. Internet Rzeczy w środowisku przemysłowym definitywnie opuścił fazę prototypów laboratoryjnych. Dziś to pełnowymiarowe implementacje o udokumentowanym wpływie na wyniki finansowe przedsiębiorstw. Analiza najnowszych wdrożeń wskazuje na możliwość osiągnięcia zwrotu z inwestycji przekraczającego 150% w okresie trzech lat, z okresem zwrotu już od ośmiu miesięcy dla wybranych zastosowań.

Dzisiaj przejdziemy przez kilka z nich, żeby pokazać jak świat IoT łączy się perfekcyjnie ze światem przemysłu.

Schneider Electric – 60-letnia fabryka staje się cyfrową latarnią morską

Historia transformacji zakładu produkcyjnego Schneider Electric w Lexington w stanie Kentucky brzmi jak scenariusz filmu science fiction. Fabryka działająca od czasów prezydentury Dwighta Eisenhowera przez sześć dekad produkowała tradycyjne komponenty elektryczne. Jednak zaledwie w ciągu kilku lat stała się globalnym wzorcem cyfryzacji przemysłu.

 W 2020 roku World Economic Forum przyznało zakładowi tytuł Global Lighthouse Factory, czyli prestiżowe wyróżnienie dla fabryk, które w sposób pionierski wykorzystują technologie Przemysłu 4.0. To nie było przypadkowe uznanie. Schneider Electric przeprowadził w Lexington kompleksową modernizację infrastruktury IT/OT, implementując platformę EcoStruxure, która zintegrowała warstwę sensoryczną, analitykę predykcyjną oraz interfejsy operatorskie w ramach jednego ekosystemu IoT.

Jakie były efekty tej zmiany? System monitorowania energii oparty na inteligentnych licznikach przyniósł:

• spadek zużycia energii o 26%,
• redukcję emisji dwutlenku węgla o 30%,
• zmniejszenie zużycia wody o 20%.

Skumulowane oszczędności energetyczne od 2012 roku wyniosły 6,6 mln dolarów w skali regionalnej.

Prawdziwa rewolucja zaczęła się jednak w obszarze konserwacji. Wdrożenie predictive maintenance z wykorzystaniem akcelerometrów, czujników temperatury oraz liczników cykli pracy maszyn pozwoliło zredukować nieplanowane przestoje i skrócić średni czas naprawy krytycznego sprzętu. Zamiast czekać na awarię, Schneider Electric postanowił ją uprzedzić.

W tej transformacji kluczową rolę odegrało rozwiązanie EcoStruxure Augmented Operator Advisor, czyli aplikacja rzeczywistości rozszerzonej działająca na tabletach przemysłowych. Operatorzy mogą teraz przeprowadzać diagnostykę usterek, oglądając przez tablet rzeczywiste komponenty z nałożonymi informacjami cyfrowymi. AR, czyli rozszerzona rzeczywistość, pozwala na łączenie świata wirtualnego z rzeczywistym i idealnie sprawdza się w przemyśle, a szczególnie w fabrykach.

To jednak nie wszystko, bo cyfryzacja objęła także przepływ informacji. Implementacja paneli HMI nowej generacji oraz aplikacji mobilnych doprowadziła do eliminacji 90% dokumentacji papierowej w procesach produkcyjnych i konserwacyjnych. Elektroniczne listy kontrolne i panele wskaźników KPI zastąpiły ręczne wypełnianie formularzy. Typowe błędy ludzkie zostały wyeliminowane, a pracownicy nie musieli już wypełniać stosów papierów.

Zmiany dotknęły również logistykę, gdyż wprowadzenie systemu tagów RFID umożliwiło śledzenie przepływu materiałów w czasie rzeczywistym oraz optymalizację tras wózków widłowych. Efekt? Eliminacja 205 kilometrów dziennego przebiegu sprzętu transportowego, co przełożyło się na oszczędności paliwa oraz redukcję wartości zapasów WIP (Work in Progress) o 500 000 dolarów. ROI w pierwszym roku wyniósł 33%.

Przypadek Schneider Electric pokazał, że nawet fabryka z długą tradycją i historią potrafi wykorzystać nowoczesne rozwiązania, żeby zwiększyć swoją wydajność w praktycznie każdym miejscu działania.

Johnson Controls OpenBlue, gdzie sztuczna inteligencja zarządza budynkiem

O ile przykład Schneider Electric pokazuje ewolucję tradycyjnej fabryki, o tyle platforma Johnson Controls OpenBlue reprezentuje zupełnie nowe podejście do zarządzania budynkami przemysłowymi. To system, który od podstaw został zaprojektowany z myślą o sztucznej inteligencji, integrując automatykę budynkową, zarządzanie energią oraz systemy bezpieczeństwa w jednym ekosystemie.

OpenBlue wykorzystuje uczenie maszynowe do analizy strumieni danych z czujników obecności, jakości powietrza (CO₂, VOC, PM2.5) oraz parametrów energetycznych. Na tej podstawie generuje rekomendacje optymalizacyjne, automatycznie dostosowując harmonogramy pracy HVAC oraz oświetlenia zgodnie z prognozami pogodowymi i danymi o obłożeniu przestrzeni.

Jakkolwiek futurystycznie to brzmi, to idealnie wpasowuje się w ideę Internet of Things. W pierwszej kolejności montujemy dużą liczbę czujników, które przesyłają dane. Następnie wykorzystujemy sztuczną inteligencję, żeby pomogła nam efektywniej sterować całym przedsiębiorstwem. To jednak nie wszystko, gdyż w listopadzie 2024 roku Johnson Controls wprowadził funkcjonalności oparte na generatywnej sztucznej inteligencji, jeszcze bardziej zwiększając poziom autonomii systemu i wyznaczając trendy dla rynku.

Jaki był efekt tych działań i czy uczenie maszynowe realnie przyniosło jakieś oszczędności? Niezależne badanie Forrester Consulting pokazało wyniki: ROI na poziomie 155% w okresie trzech lat przy okresie zwrotu inwestycji wynoszącym zaledwie osiem miesięcy. Trzyletnie skumulowane korzyści osiągnęły 11,0 mln dolarów przy całkowitych kosztach wdrożenia i eksploatacji wynoszących 4,3 mln dolarów. A z czasem te korzyści będą wyłącznie narastać.

Skąd te oszczędności? Struktura korzyści obejmuje redukcję kosztów energii, spadek kosztów konserwacji systemów chłodniczych oraz zwiększone przychody z najmu inteligentnych przestrzeni biurowych.

Mamy zatem futurystyczne wizje powiązane bezpośrednio z mierzalnymi korzyściami.

Grupa Raben również pokazała, że potrafi w IoT

Trzeci przykład, który dziś opiszę to Grupa Raben. Stanęła ona przed wyzwaniem, które doskonale ilustruje praktyczne zastosowanie IoT w przemyśle. W centrach dystrybucyjnych firmy, kluczowe znaczenie ma kontrola temperatury tam, gdzie przechowywane są produkty wymagające szczególnych warunków.

Tradycyjnie pracownicy wykonywali pomiary ręcznie, używając przenośnych termometrów i higrometrów. Nie muszę tłumaczyć, że to czasochłonny proces, podatny na błędy i wymagający ciągłego nadzoru. Grupa Raben postanowiła to usprawnić i wdrożyła sieć bezprzewodowych czujników IoT, które automatycznie monitorują parametry środowiskowe.

Korzyści okazały się wielowymiarowe. Po pierwsze, system zapewnia dostęp do danych w czasie rzeczywistym dla wszystkich działów, eliminując błędy związane z ręcznym przepisywaniem odczytów. Po drugie, pracownicy zostali uwolnieni od rutynowych zadań pomiarowych, co umożliwiło realokację zasobów ludzkich do działań o wyższej wartości dodanej. A na koniec, automatyczne generowanie raportów oraz system alertów informujących o przekroczeniu dopuszczalnych parametrów zwiększyły transparentność łańcucha dostaw oraz zgodność z wymaganiami regulacyjnymi.

Ostatni przykład pokazuje, że nie trzeba zmieniać wszystkiego, żeby osiągnąć korzyści. Czasem trzeba odnaleźć to miejsce, gdzie IoT odnajdzie się perfekcyjnie.

Jutro jest dziś

Powyższe przykłady pokazują jak IoT może przynieść oszczędności, a nawet dodatkowe przychody. Jednak korzyści z wdrożenia IoT wykraczają daleko poza bezpośrednie oszczędności finansowe.

Kluczowym elementem jest transformacja modelu operacyjnego – przejście z konserwacji reaktywnej na predykcyjną, automatyzacja procesów administracyjnych, optymalizacja logistyki oraz uwolnienie kapitału obrotowego. Te czynniki składają się na przewagę konkurencyjną o charakterze strategicznym.

IoT funkcjonuje jak katalizator ciągłego doskonalenia. Dostęp do szczegółowych danych procesowych ułatwia identyfikację wąskich gardeł oraz marnotrawstwa w procesach produkcyjnych, co prowadzi do kolejnych optymalizacji i oszczędności. Wdrożenie IoT nie stanowi jednorazowej inwestycji kapitałowej, lecz fundament dla długoterminowego rozwoju przedsiębiorstwa.

Analizowane przypadki dowodzą, że IoT w budynkach przemysłowych definitywnie opuścił fazę proof-of-concept. Internet Rzeczy nie jest już tylko rozwiązaniem dla gadżeciarzy, a cyfrowa transformacja przemysłu nie jest już futurystyczną wizją. To rzeczywistość generująca mierzalne korzyści biznesowe dla pionierów. Firmy, które dziś inwestują  w technologie IoT, budują fundamenty przewagi konkurencyjnej jutra. Te, które zwlekają, ryzykują pozostanie w tyle w wyścigu o efektywność operacyjną i rentowność.

Witamy w przyszłości, sterowanej przez IoT oraz sztuczną inteligencję.

Ariel Zgórski