AI formuje nový automatizovaný průmysl
Digitalizace průmyslu otevře potenciální další kumulativní přidanou hodnotu. Odvětví, která budou v příštích pěti letech těžit nejvíce, jsou automobilový průmysl, strojírenství, zpracovatelský a elektronický průmysl a ICT. Konstatuje dokument Německé asociace ZVEI.
Digitalizace odvětví podporuje migraci ze současného průmyslu na automatizaci zaměřený Průmysl 4.0, kde mezipodnikové služby založené na datech mění konvenční hodnotové řetězce, a rozlišování mezi výrobou a službami bude méně důležité.
To má potenciál přimět outsourcing a just-in-time dodavatelské řetězce k vytvoření nových úrovní. Virtuální továrny by mohly být navrženy s umělou inteligencí (AI) podporující hodnocení, ověřování a vyjednávání výrobních prvků nabízených ve vysoce dynamické platformové ekonomice.
Německo (a Evropa obecně) se těší skvělé pověsti ve výzkumu AI, např. v průmyslových aplikacích a výrobních oblastech. Většina projektů se však zaměřuje na dlouho známé aspekty umělé inteligence, tj. strojové učení pro optimalizaci strojů a výrobních linek na základě dat z dílen. Pokud však jde o to, jak na základě výsledků výzkumu vyvinout inovativní produkty a služby, a dovést je ke komerčnímu úspěchu, jsou v oblasti zaměřené k vytvoření průmyslové AI mnohem úspěšnější jiné země jako Čína nebo USA.
Dokument ZVEI (Německá asociace výrobců elektrotechniky a elektroniky) představuje nový přístup k pochopení role AI pro systémové inženýrství v integrovaném obrazu případů použití, které ukazují propojení i automatizaci různých průmyslových odvětví a nových obchodních modelů založených na datech. AI bude podporovat kolaborativní výrobní ekosystémy tím, že umožní systémovému inženýrství vyjednávat a implementovat řešení s ohledem na nejlepší výrobní a také environmentální náklady, tj. spotřebu energie, oběhové hospodářství a minimální uhlíkovou stopu.
Přichází éra změn
Mezipodnikové služby založené na datech rozbíjejí konvenční hodnotové řetězce. Na jedné straně je schéma automatizace a výroby, které slouží k hromadné výrobě s nejnižšími náklady. Jakmile je ale výroba navržena, je rigidní a neumožňuje větší přizpůsobivost. Na druhé straně jsou pak digitální dvojčata aktiv, strojů a služeb, která dále umožní nové typy modelů orientovaných na služby, jež berou v úvahu společnou hodnotu v ekosystémech.
Regionální podniky mohou být propojeny, aby uspokojily požadavky místních zákazníků. Dochází k přesunu hromadné výroby ze zemí s nízkými mzdami do bližšího umístění. Tím se ušetří vysoké ekologické náklady související s nadměrnou spotřebou energie a logistickým úsilím při přepravě. Jedním z trendů budoucnosti by se měla stát i tzv. síťová výroba, umožňující nové výrobní schéma: Výroba jako služba. Zde bude zákazník i v roli spolutvůrce jeho nového produktu, přičemž klíčovou roli při navrhování nových produktů a výrobních systémů získá už v blízké budoucnosti AI. Propojené modulární chytré továrny (Connected Modular Smart Factories), zpravidla vysoce automatizované výrobní podniky, by měly umožnit masové přizpůsobení řízené poptávkou zákazníků při nižších nákladech na životní prostředí, design a výrobu. Současná iniciativa GAIA-X pracuje na vývoji a poskytování důvěryhodných cloudových infrastruktur pro výrobní průmysl, a využívá digitalizaci jako prostředek udržitelnosti. Umělá inteligence, integrující existující infrastruktury, digitální dvojčata a další zdroje pro data, umožňují nezávisle počítačově navrhovat pokročilé produkty, odpovídající výrobní procesy a výrobní linky. Tento přístup boří tradiční paradigmata a otevírá možnosti pro nová řešení v průmyslu i společnosti.
AI jako klíčová technologie v Průmyslu 4.0
Předpovídá se, že technologie umělé inteligence do roku 2032 přidají globální ekonomice 15 bilionů USD a trh s AI poroste v letech 2019–2023 o 75,54 mld. USD. Gartner předpovídá, že obchodní hodnota vytvořená AI roce 2022 dosáhne 3,9 bilionů USD, predikce IDC uvádí, že celosvětové výdaje na kognitivní systémy a systémy AI dosáhnou v roce 2022 až 77,6 mld. USD.
Firmy přijímají řešení a služby založené na AI, aby přetransformovaly své operace a zvýšily ziskovost a pomocí optimalizovaného plánování výroby a dodavatelského řetězce zlepšily provozní schopnosti využíváním nových technologií a procesů.
Z různých typů technologií AI je dnes nejběžněji používané strojové učení, kde je software zásobován strukturovanými daty, aby našel vzory a pochopil a interpretoval nová pozorování. Strojové učení a chytrá robotika se ukázaly jako nejužitečnější při zavádění AI ve firmách, kde se po první vlně digitalizace průmyslu integrací senzorů do stávajících strojů data používají k optimalizaci procesů. Stále významnější roli však přebírají komplexnější znalostní systémy: Metody modelování a získávání odborných znalostí, software pro simulaci lidské odbornosti a pro podporu odborníků (dříve nazývané „expertní systémy“), analýza a rozpoznávání vzorů, autonomní řízení robotických systémů, a tzv. inteligentní multimodální interakce člověk–stroj, tj. analýza a „porozumění“ jazyku (ve spojení s lingvistikou), obrazům, gestům a dalším formám lidské interakce.
Významným tématem se stává i tzv. všeobecná umělá inteligence (Artificial General Intelligence - AGI), kdy AI již nebude jednat pouze reaktivně, ale také sama o sobě, inteligentně a flexibilně. Nejenže poskytuje řešení, ale také rozumí základnímu systému, nezávisle rozpoznává vzory a vyvozuje nové závěry. Tento druh umělé inteligence je srovnatelný s lidskými kognitivními schopnostmi. Mezi její klíčové vlastnosti patří mj. znalostní prezentace, komunikace v přirozených jazycích, používání strategií, vyhodnocování nepravidelností apod. Systémy AGI dokážou rozpoznat a reagovat na nebezpečí, podporují kognitivní výzkum, matematicky orientovanou inteligenci a rozhodování. Zatím nejsou k dispozici žádná komerční řešení, ale jsou prováděny výzkumy v oblasti systémů s kognitivní synergií, která umožňuje kombinovat různé druhy paměti a s nimi související metody učení pro generování AGI se schopností vyvozovat vlastní a nové závěry.
Klíčem je 5G
Nelze zapomenut na další důležitý faktor, jímž je nástup a stále širší dostupnost pokročilých sítí 5G s vysokou datovou propustností. Ta je základem pro moderní formy průmyslové výroby, využívající IoT a analýzu velkého množství dat získaných ze senzorů přímo na strojích. První technologický scénář Mobile Controlled Production – 5G for Digital Factories byl zveřejněn už v roce 2019 a zabýval se možnostmi 5G pro použití ve výrobě a logistice. Nahrazení kabelů povede k novým konstrukčním a inženýrským řešením ve výrobě i logistice s cloudovými službami využívající bezdrátové připojení. Dnes už jsou 5G sítě, které se vyznačují nezávislostí na prodejci a snadnou integrací do senzorů, strojů a také do end-to-end aplikací, nedílnou součástí Průmyslu 4.0.
Petr Sedlický
Foto: Pixabay, ZVEI
104
