Digitální transformace výrobního průmyslu nekončí fází návrhu. Stejně důležitá a mnohem náročnější je digitalizace samotného výrobního procesu. Hovořili jsme s Alešem Hubáčkem, odborníkem ze společnosti Siemens Digital Industries Software, o výzvách digitalizace v obranném průmyslu. Zejména pak o tom, jak podniky řeší systémovou integraci, nasazení digitálních dvojčat a umělé inteligence, a také kybernetickou bezpečnost vysoce citlivých informačních prostředí.

Říká se, že digitalizace výroby v obranném sektoru není z pohledu strategie, datových zdrojů a bezpečnosti žádný sprint, ale spíše pochod ve volném tempu. Jaká je úroveň digitalizace výrobních procesů v tomto odvětví?

V minulé dekádě se tuzemský obranný průmysl zaměřoval především na stabilní rozvoj klíčových programů. Tehdejší geopolitická situace a rozpočty nijak netlačily na růst nových kapacit a zvyšování efektivity výroby. Dnes, za zcela jiných okolností, jsou společnosti pod velkým tlakem. Mnoho z nich již zahájilo transformaci investováním do nových strojů, výrobních technologií a logistických kapacit, či kooperačních řetězců. Na základě analýzy těchto výzev a v kontextu samotné digitalizace je důležité si všimnout, že dominantní fází je tzv. „propojování“. Tedy, informační systémy a data jsou v současnosti sice propojovány, ale ještě nevytvářejí plně integrovaná prostředí. Stále tu máme procedury nepodporované digitálními systémy, manuálně vyplňované tabulky a oddělené procesy.  

Podle průzkumu, který provedly společnosti Siemens a Aviation Week, pouze 10 % amerických organizací v segmentu letectví a obrany dosáhlo automatizované či digitálně optimalizované výroby. V České republice se touto cestou vydává řada podniků, na které čeká mnoho výzev, ale také příležitostí.

Co je příčinou zaostávání obranného průmyslu v oblasti digitální výroby? Co jsou největší bariéry jejího nasazení?

Současná situace v tomto odvětví není jednoduchá. Na jedné straně jsou tlaky na zvýšení výrobní kapacity, na straně druhé pak nestabilní poptávka a byrokratické procedury. V takovémto prostředí pak musejí obchodní a techničtí manažeři volit řešení odpovídající současným a budoucím potřebám společností. Efektivní digitalizace výroby začíná u IT dodavatelů se znalostí produktového portfolia, implementovaných technologických procesů a budoucího směřování. Tyto znalosti jsou základem konzistentní integrace dat a různých IT systémů jako např. PLM, ERP, či MES.

Jak dosáhnout co nejrychlejšího pokroku v oblasti digitální transformace?

Klíčem je přístup postavený na otevřených platformách, který umožňuje informacím bezproblémový tok mezi odděleními a nástroji. Organizace, které dosáhly nejrychlejšího pokroku, vždy nejdříve investovaly do vylepšení svých datových zdrojů – aby byly aktuální, konzistentní a snadno dostupné uživatelům v každé fázi procesu. Například, pokud management chce zlepšit oblast plánování poptávky a dodávek s pomocí řešení pro plánování výrobních operací a vyhnout se neočekávaným situacím, musí začít u informací z oblasti technologické přípravy výroby a řízení výroby. V rámci metodologie, kterou využíváme v naší organizaci, vždy doporučujeme nejdříve provést analýzu a zmapovat procesy prostřednictvím tzv. „digitálního vlákna“.

Druhou důležitou oblastí je firemní kultura – digitální transformace je změna nejen technologie, ale také způsobu práce. Ve výše zmíněném průzkumu až 47 % respondentů přiznává, že jejich organizace podcenila rozsah aktivit, které digitalizace zahrnuje. Takže je důležité hned od počátku začlenit do projektu všechny týmy, vsadit na transparentní komunikaci a postupnou implementaci změn, které mají rychlý a viditelný efekt. To buduje důvěru a reálně urychluje přijetí nových nástrojů. 

A nakonec nesmíme zapomenout ani na bezpečnost. Digitální výroba vyžaduje vysokou úroveň řízení rizik, zejména v kontextu práce na dálku a cloudových prostředí. V praxi to znamená zavedení principu „security by design“, tedy zajištění bezpečnosti již od fáze návrhu, a výběru řešení a partnerů se zkušenostmi v segmentech s vyšší úrovní bezpečnostních rizik.  

Jak pomáhá překonat tyto bariéry digitální dvojče výroby?

Předtím, než na tuto otázku odpovím, pojďme si definovat, co vlastně je digitální dvojče výroby a co pod tím rozumíme. Digitální dvojče výroby je dynamická prezentace výrobních procesů aktualizovaná v reálném čase. Digitální dvojče může být model simulace, ale také umožňuje sběr empirických dat kombinací informací z výrobních zařízení, provozních technologií (OT) a IT systémů či manuálních procesů do jediného kohezivního systému. To dovoluje nejen průběžně monitorovat, ale také předvídat a testovat změny ještě dříve, než jsou zavedeny do praxe.

To je významný posun od reaktivního k proaktivnímu řízení výroby. Například takto můžeme simulovat změny výrobního rozvrhu dříve, než je skutečně provedeme, a testovat jejich dopad na dostupnost zdrojů, vytížení strojů či dodržení termínů. 

Stále častěji slyšíme o možnosti rychlejšího náběhu výroby díky digitálnímu dvojčeti. Je to možné i v obranném průmyslu?

Toto je jeden z nejzajímavějších a velmi praktických přínosů digitálního dvojčete. Schopnost virtuálně spustit výrobní linku před ostrým zprovozněním nabízí podnikům možnost kontrolovat montážní sekvence, optimalizovat umístění pracovních stanic a dokonce testovat výkonnost a identifikovat potenciální úzká místa. To znamená redukci nejen doby náběhu výroby ale také rizik neplánovaných odstávek a nákladných úprav za provozu. V obranném průmyslu, kde každá hodina zdržení znamená významné provozní problémy, jsou takové nástroje ještě cennější.

Jaká je role umělé inteligence v tomto procesu? Má svou důležitost v moderním výrobních provozech?

Vytvoření digitální dvojčete je předpokladem pro zavedení tzv. průmyslových Copilotů, tedy AI mechanismů, které dokáží prediktivně podporovat pracovníky v každodenních úkolech. Na hannoverském veletrhu jsme prezentovali řešení, které již dokáže podporovat oddělení údržby či samotné operátory, aby lépe pochopili, proč konkrétní stroj nepracuje správně nebo proč ukazatele kvality dosahují rizikových hodnot.  

Umělá inteligence je bezpochyby schopná podporovat digitální výrobu a obranný sektor může díky tomu realizovat velký technologický skok. Naši zákazníci z obranného průmyslu již využívají modely strojového učení pro prediktivní údržbu, jako je například predikce poruch založená na sledování dat ze senzorů či optimalizace výrobních rozvrhů a kontrola kvality. V kombinaci s digitálním dvojčetem je možné natrénovat algoritmy na reálných datech z výrobní linky, které pak významně zvýší efektivitu. Když integrujeme PLM a MES prostředí s AI vrstvou, získáme unikátní architekturu, protože PLM je zdroj dat o produktu a MES o způsobu jeho výroby. Díky tomu AI modely budou schopné pomoci návrhářům se rozhodovat o návrhu daného produktu s ohledem na efektivní výrobní náklady a dosažení maximální úrovně kvality.

Zmínil jste bezpečnost – jak zabezpečíte digitální výrobu v tak bezpečnostně náročném odvětví, jako je obrana?

V případě obranného sektoru je bezpečnost absolutní prioritou. Zacházíme zde s daty mimořádné důležitosti, které jsou předmětem řady omezení a standardů. Tudíž každá strategie digitální transformace musí počítat s přístupem „security by design“. To mj. znamená oddělení informačních (IT) a provozních (OT) sítí, striktní řízení přístupu – jak pro interní uživatele, tak pro externí dodavatele – šifrování datových přenosů a zavedení principů nulové důvěry (Zero Trust). Stejně důležitá je analýza rizik spojená s využíváním on-premise a cloudových řešení.

V tomto kontextu je obzvláště důležité se spolehnout na prověřené nástroje od společností, které mají zkušenost v odvětvích s vysoce citlivými informacemi. Spolupráce s partnerem, který rozumí specifickým potřebám odvětví a zabezpečení v prostředí obranného průmyslu, výrazně zvyšuje šanci na bezpečnou a efektivní transformaci. Nesmíme zapomenout ani na kybernetickou bezpečnost, která je integrální součástí architektury každé chytré továrny. 

Jaké kroky doporučujete firmám z obranného průmyslu, které vážně zvažují digitalizaci své výroby?

Dle mého názoru, odvětví s tak komplexními R&D projekty nemá čas od základu vyvíjet své vlastní IT řešení. Nicméně, každý podnik z výrobního prostředí využívá ke svým každodenním operacím velký počet IT systémů. Cílem digitalizace není vyměnit systém A za systém B, ale zefektivnit vybrané procesy v organizaci a eliminovat úzká místa. Mé doporučení je nejdříve analyzovat a realisticky vyhodnotit úroveň své digitální vyspělosti. Porozumět tomu, kde se nacházíme nyní a kde chceme být za 2–3 roky. Je také dobré se porovnat s podobnými organizacemi v sektoru – je možné, že tyto organizace již dokázaly zlepšit vybrané oblasti a my se jimi můžeme inspirovat.

Po této analýze by měl podnikový management vytýčit střednědobé a dlouhodobé kritické projekty. Takovýto plán pak můžeme nazvat mapou digitální transformace a zahrnout ji do investičního plánu nadcházejících let. Avšak musíme pamatovat na to, že informační technologie se neustále vyvíjejí a co se zdá daleko, se začne využívat třeba již během dvou let. Proto musí být transformační plán dostatečně agilní a zaměřit se na primární cíl projektu: tedy relativně rychle dosáhnout viditelných přínosů a vybudovat důvěru, se kterou lze snadno projekt rozšířit i do dalších oblastí.