📻 PASJONUJĄCE! Przemysł jutra: Bez emisji i bez… ludzi?

Czy fabryka może podążać za wiatrem i słońcem? Tak, o ile zarządza nią Pani AI.

AUDIO REO. Posłuchaj tekstu na podcaście. Czyta Hubert Augustyniak.


Jaki będzie przemysł przyszłości? Jak zapewnić sobie przewagę konkurencyjną? Odpowiedź jest doskonale znana: bezemisyjna produkcja i zasilanie czystą, tanią energią odnawialną.


Nie bez powodu najwięksi giganci technologiczni świata przechodzą na 100% OZE. Chociaż tak naprawdę, teraz jest to tylko takie udawane 100%. Przedsiębiorstwo kupuje energię z OZE, na przykład z farmy wiatrowej, w takiej ilości, by pokryć zużycie, jednak fizycznie fabryki zasilane są z sieci, z elektrowni konwencjonalnych. Gdy przestaje wiać fabryki nie przerywają przecież produkcji, serwery nie są wyłączane, światło nie gaśnie.

Jednak szybko postępujący rozwój OZE i nieuniknione wypadanie z systemu elektrowni konwencjonalnych doprowadzi do sytuacji, w której przemysł faktycznie będzie zasilany ze źródeł zależnych od pogody i wędrówki Ziemi wokół Słońca, bez konwencjonalnej rezerwy. Jak poradzi sobie z tym wyzwaniem? Czy fabryka może podążać za słońcem i wiatrem?

Żeby zrozumieć przyszłość warto poznać przeszłość.

Zajrzyjmy więc najpierw do dużej fabryki z połowy XIX wieku.

Dla porządku warto przypomnieć, że jest ona dzieckiem tzw. pierwszej rewolucji przemysłowej. Źródłem energii jest tam maszyna parowa. Za pośrednictwem olbrzymich kół zębatych napęd z maszyny przenoszony jest na wały napędowe. Na starych fotografiach hal fabrycznych zwracają uwagę pasy transmisyjne maszyn biegnące gdzieś pod sufit. To właśnie tam, pod sufitem, prowadzone były wały, przenoszące moc z maszyny parowej. Hale oświetlano lampami gazowymi, bo elektryczności jeszcze w powszechnym użyciu nie było. Do fabryki doprowadzona jest bocznica – to kolej odpowiadała za dostawy surowców i odbiór produktów. [Tu można zobaczyć, jak to działało]

Maszyna parowa, będąca wówczas siłą sprawczą rozwoju przemysłu, w pewnym momencie stała się największym jego ograniczeniem. Nie można było po prostu dokupić jednej obrabiarki. Żeby rozbudować fabrykę, trzeba było zakupić kolejną maszynę parową i zbudować kolejną halę. Specyfika napędu parowego wysoce utrudniała jakąkolwiek reorganizację produkcji. Uzależnienie od transportu kolejowego oznaczało, ze fabrykę można było zbudować tylko w pobliżu linii kolejowej. Reasumując: największą wadą fabryki parowej był brak elastyczności.

Przeskoczmy teraz o sto lat, czyli do połowy XX wieku.

Zaglądamy do hali fabrycznej: maszyny się kręcą, działają, ale nie widać żadnych pasów transmisyjnych ani wałów napędowych. Co je zasila? Oczywiście elektryczność. Jesteśmy w świecie drugiej rewolucji przemysłowej. Jej istotą tej nie była wcale organizacja produkcji w systemie taśmowym, jak się często uważa. Istotą zmiany było zastąpienie maszyny parowej przez silniki elektryczne, a lokomotywy przez ciężarówki.

Wbudowanie silników elektrycznych bezpośrednio w obrabiarki dało możliwość elastycznego rozwoju przedsiębiorstw. Można było dokupować pojedyncze urządzenia, zmieniać asortyment, rekonfigurując ustawienie maszyn – takiej elastyczności nie dawała fabryka parowa.Transport drogowy umożliwił budowanie fabryk na tańszych terenach, oddalonych od linii kolejowych.

Typowa XIX-wieczna fabryka parowa, fot. Edward Falkowski, wikimedia.org

Silniki elektryczne wbudowane bezpośrednio w maszyny dały zatem firmom ogromną przewagę konkurencyjną. Nic więc dziwnego, że elektryfikacja przemysłu zaczęła się rozwijać lawinowo. Budowano elektrownie, zasilano kolejne fabryki. Z czasem zaczęto elektryfikować przyfabryczne osiedla, w końcu całe miasta. Lokalne systemy zaczęto łączyć w jeden – krajowy – system elektroenergetyczny.

Prąd wykorzystywano już nie tylko do napędu maszyn, ale też do oświetlenia, transportu wewnątrzzakładowego. Coraz częściej rozmaite procesy technologiczne opierano o elektryczność.

Właśnie ta symbioza przemysłu z elektroenergetyką stworzyła system energetyczny, jaki znamy dziś.

Dla przemysłu z okresu drugiej rewolucji cena energii nie była kluczowa. Najistotniejsza była ciągłość i pewność zasilania. Każda przerwa w dostawie energii elektrycznej oznaczała ogromne straty. To właśnie wtedy ukształtowała się misja energetyki rozumiana jako służebne działanie, mające na celu zapewnienie społeczeństwu i gospodarce ciągłych dostaw energii po akceptowalnych cenach, przy czym najważniejszym elementem funkcjonowania energetyki była ciągłość dostaw.

Co ciekawe, wielu energetyków do dziś tak rozumie swoja misję, nie widząc, że świat dookoła trochę się zmienił.

Robotyzacja linii produkcyjnych, zwana – mocno na wyrost – trzecią rewolucją przemysłową, nie przynosi zasadniczych zmian. Zatem nie oglądajmy się już wstecz i spójrzmy przed siebie.

Przenieśmy się do roku 2040. Witamy w fabryce 4.0.

Po fabryce 4.0 oprowadzi nas… No właśnie, kto? Przecież tu nikogo nie ma. Produkcja jest w pełni zautomatyzowana, autonomiczne wózki-roboty przenoszą produkowane podzespoły do gniazd montażowych, gdzie inne roboty składają je w gotowe produkty. Nie ma klasycznych obrabiarek, ich miejsce zajęły drukarki 3D. Surowce do produkcji (czyli tonery do drukarek) dostarczane są przez autonomiczne ciężarówki, gotowe wyroby drony zanoszą bezpośrednio do klientów.

fot. flickr.com

Biuro? Dyrektor? Sekretarka? Cóż, białych kołnierzyków też nie ma, całym procesem produkcji, logistyki, zarządzania zajmuje się, jakby to powiedzieć, Pan Algorytm? Pani Aplikacja? Krótko mówiąc, nad wszystkim czuwa AI, czyli sztuczna inteligencja. Ponieważ inteligencja jest rodzaju żeńskiego, powiedzmy, że fabryką zarządza Pani AI.

Pani AI zna doskonale prognozy pogody i wynikające stąd przewidywane ceny energii, zatem z odpowiednim wyprzedzeniem programuje cały łańcuch dostaw, by zmaksymalizować efekt ekonomiczny. Brak pracowników oznacza możliwość dowolnego planowania czasu pracy i przerw. Najbardziej energochłonne procesy wykonywane będą wtedy, gdy energia będzie najtańsza. Innym sposobem wykorzystania taniej energii będzie produkcja podzespołów na magazyn. Podobnie zarządzana jest logistyka, w tym proces ładowania akumulatorów ciężarówek, dronów, wózków wewnątrzzakładowych. Gdy energia drożeje, procesy produkcyjne ograniczane są do minimum. Wreszcie w czasie długotrwałej ciemnej ciszy fabryka zawiesza produkcję. Spać idzie też Pani AI, a jej obowiązki przejmuje bliźniacza Pani AI, mieszkająca na serwerze gdzieś, na drugiej półkuli.

CIEMNA CISZA TO SYTUACJA, GDY GENERACJA ZE SŁOŃCA I Z WIATRU NIE WYSTARCZA NA POKRYCIE ZAPOTRZEBOWANIA.

W rywalizacji przedsiębiorstw wygrywać będą te, które najszybciej dostosują się do warunków zmieniającego się świata. Maszyna parowa przegrała z silnikiem elektrycznym dlatego, że fabrykę zasilaną elektrycznie łatwiej było rozbudować, zreorganizować, łatwiejsza też była zmiana profilu produkcji. Kolej przegrała z ciężarówkami, bo ciężarówki pozwoliły na większą swobodę lokalizacji przedsiębiorstwa.

Dla przemysłu po czwartej rewolucji czynnikiem rozwojowym będzie energia odnawialna.

Decydują o tym zarówno czynniki ekonomiczne (najtańsza dostępna energia), środowiskowe (bezemisyjność) i społeczne (brak akceptacji brudnej energii).
W pełni zrobotyzowana i zarządzana przez sztuczną inteligencję fabryka 4.0 w połączeniu z autonomicznym transportem pozwoli na dostosowanie rytmu produkcji do zmiennego poziomu generacji energii z OZE.

W świecie czwartej rewolucji przemysłowej święty Graal energetyki, jakim jest pewność i ciągłość zasilania, stanie się bezwartościowy.

Zatem czy kraj, który blokuje OZE, pielęgnując tradycyjny system elektroenergetyczny skazuje się na deindustrializację? W takim kraju nie znajdzie dla siebie miejsca nowoczesny przemysł 4.0, ale przecież tradycyjne gałęzie przemysłu, jak hutnictwo, chemia, cementownie będą nadal potrzebne. A one potrzebują przecież tradycyjnego systemu zasilania. A może nie? Odpowiedź już za tydzień.



REO POLECA

Jakub Dymek: Roboty i terminatorzy