Varoitus: Työ on käynnissä!

Kun koronapandemia oli huipussaan, maailma tarvitsi ratkaisuja – ja nopeasti. Uusia lääkkeitä on kehitettävä estämään vakavia tautitapauksia. Mutta miten se tehtäisiin? Tuolloin uuden lääkkeen saaminen konseptista hyväksytyksi kesti tyypillisesti 12–15 vuotta. Lääkeyhtiö Pfizerin vastaus oli käyttää digitaalisia työkaluja, jotka nopeuttaisivat tätä prosessia. Yritys käytti supertietokoneita sopivien molekyylien etsimiseen ja tekoälyä (AI) analysoimaan valtavia määriä potilastietoja kliinisiä tutkimuksia varten ja optimoimaan toimitusketjuja. Tämän seurauksena kesti vain 18 kuukautta päästä pääasiallisen vaikuttavan aineen ensimmäisestä laboratoriomittakaavassa tapahtuvasta synteesistä koronaviruslääkkeen Paxlovidin massatuotantoon.

Mutta "vain" perinteisten Teollisuus 4.0:n digitalisaatiotavoitteiden osalta investoinnit ovat yleensä maltillisempia. Tämä on tilanne esimerkiksi, kun on kyse valmistusvirheiden vähentämisestä, seisokkien välttämisestä ja käyttökustannusten alentamisesta automatisoitujen työnkulkujen, digitaalisen prosessiohjauksen ja ennakoivan kunnossapidon avulla. Alansa merkittävän toimijan Rockwell Automationin kyselyyn osallistui 1 500 valmistamisen johtajaa eri puolilta maailmaa. Yhtiön "State of Smart Manufacturing Report" -raportissa julkaistut tulokset osoittavat, että prosessiteollisuus on vielä kaukana laitostensa kokonaisvaltaisesta digitalisaatiosta. Raportin mukaan vuonna 2025 – yli 10 vuotta neljännen teollisen vallankumouksen julistamisesta – vain 20 prosenttia yrityksistä investoi laajasti Teollisuus 4.0 -teknologioihin. Joten digitalisaation suhteen prosessiteollisuus muistuttaa suurta, hitaasti edistyvää rakennustyömaa. On siis aika kurkistaa kulissien taakse ja löytää vastauksia painavimpiin kysymyksiin: Miksi prosessilaitosten digitalisaatio ei ole yleistynyt? Miksi muutoksen pilarit ovat niin horjuvia? Ja voiko tämä digitalisaation unelmapalatsi osoittautua sananmukaisesti – unelmaksi?

Tosiasia on, että monet prosessiteollisuuden yritykset ovat jo pitkään nääntyneet "pilottihelvetissä": yritykset käynnistävät monia itsenäisiä projekteja testatakseen nykyisiä digitaalisia teknologioita, kuten IIoT:tä, pilviratkaisuja tai digitaalisia kaksosia. Silti nämä pilottiprojektit jäävät usein varjoon eivätkä ne edistä skaalausta tai mukauttamista laajempiin sovelluksiin. Maailman talousfoorumi tunnisti tämän ilmiön jo vuonna 2018 – ja tähän mennessä vain vähän on muuttunut. Rockwell Automationin tutkimuksessa 56 prosenttia kyselyyn vastanneista yrityksistä ilmoitti, että heillä on parhaillaan käynnissä pilottiprojekteja. Lisäksi 20 prosenttia ei ollut vielä tehnyt mitään, vaikka heillä olikin investointeja valmisteilla.

Nykyisessä käytännössä suurin osa yrityksistä keskittyy lähes yksinomaan teknologiseen näkökulmaan. Vielä pahempaa on usein taipumus muovata digitalisaatioaloitteita teknologia- tai IT-projekteiksi, jotka keskittyvät toimintojen parantamiseen niiden itsensä vuoksi sen sijaan, että otettaisiin käyttöön todellisia hyötyjä. Liikkeenjohdon konsulttiyritykselle McKinsey & Companylle keskeinen kysymys on kuitenkin: "Mikä on lisäarvo yritykselleni?" Ja tämä kysymys, joka jää usein vaille vastausta. Sama koskee myös kysymystä siitä, mitä konkreettisia tavoitteita ja kriteerejä tulisi käyttää menestymismittareina digitaalisessa transformaatiossa. Saksan Fraunhofer Institute for Production Technology on tullut samanlaiseen johtopäätökseen. Sen näkemyksen mukaan monet yritykset kamppailevat arvioidessaan Teollisuus 4.0:n mahdollisuuksia lisätä arvoa omaan tuotantoonsa. Tämä puolestaan ​​rajoittaa investointeja. Kestävän lisäarvon luomiseksi Rockwell Automation -raportti suosittelee, että yritykset tunnistavat ja priorisoivat käyttötapaukset, jotka lupaavat ratkaisuja tuotanto- ja toimintaongelmiin – ja tuottavat nopean sijoitetun pääoman tuoton.

Endress+Hauser Digital Solutionsin toimitusjohtaja, tohtori Rolf Birkhofer tukee tätä erittäin fokusoitunutta, vaiheittaista lähestymistapaa digitalisaatioon. Pienemmissä vaiheissa eteneminen on järkevää, koska hyödyt ja siten käytettävät tekniikat voivat vaihdella sovelluksesta riippuen. "Esimerkiksi pienemmissä laitoksissa operaattorit voivat säästää rahaa mittauspisteiden etävalvonnalla välttääkseen kalliin paikan päällä olemisen. Suuremmissa laitoksissa olemme jo osoittaneet suurella menestyksellä, että asennetun kenttämittalaitekannan hallinta tuo nopeasti hyötyä." Ja Rolf Birkhofer on edelleen samaa mieltä Rockwell Automation -raportin kanssa: "Onnistuneesta digitalisaatiosta on kyse, kun ratkaisu pysyy pitkään käytössä ja maksaa itsensä takaisin odotetussa ajassa."

Yksi tällainen onnistuneen digitalisoinnin tapaus ovat laitossuunnittelussa käytetyt digitaaliset kaksoset. Näin yritykset voivat suunnitella, simuloida ja optimoida tehtaitaan virtuaalisesti. Esimerkiksi Coca-Cola käyttää digitaalisia kaksosia täyttölinjan jokaisen vaiheen mallintamiseen korkean teknologian tehtaassaan Istanbulissa. Digitaalisia kaksosia hyödyntävät simulaatiot auttavat tunnistamaan ja ehkäisemään mahdollisia pullonkauloja, konevikoja ja tehonmenetyksiä sekä testaamaan mahdollisia skenaarioita. Tämä johtaa vähempään määrään hylkyjä, pienempään energiankulutukseen ja rahan säästöön.

Mutta monissa yrityksissä digitaalisia kaksosia ei hyödynnetä täysimääräisesti, koska niiden tarvitsema data on yleensä pirstoutunutta – hajallaan useisiin järjestelmiin, muotoihin ja vastuualueisiin jakautuneena. "Digitaaliset kaksoset toimivat vain, kun täydelliset elinkaaritiedot ovat saatavilla", sanoo Hans-Joachim Fröhlich, Endress+Hauserin teknologia- ja tuotevalikoimajohtaja. "Tällä hetkellä tämä päästä-päähän -jatkuvuus puuttuu – jos se puuttuu eri tiedot eivät sovi yhteen sujuvasti."

Ja tämä onkin haastavaa: kaikki, joiden tehtävänä on kerätä ja käsitellä tietoja, eivät suoraan hyödy tekemästän huolellisesta työstä. ”Koko organisaatio tarvitsee siis yhteistä ymmärrystä eri osastojen liiketoimintaprosesseista”, Wilhelm Otten selittää. Tietojen saumaton integrointi – toiminnallisen siilorakenteen ylittäminne – on perusedellytys pilottiprojektien skaalauttamiseksi lähes kaikissa Teollisuus 4.0 -sovelluksissa. "Yksi syy siihen, miksi digitalisaatio prosessiteollisuudessa etenee niin hitaasti, on jatkuva yhteentoimivuuden puute. Tietoa ei ole vielä mahdollista vaihtaa saumattomasti, ei yritysten sisällä tai niiden välillä", Hans-Joachim Fröhlich sanoo.

Tulevina kuukausina tällä alalla saattaa vauhti kiihtyä kahdesta syystä. Ensinnäkin kasvava kiireen tunne, jota ruokkivat kasvava kilpailu, tiukemmat sääntelyvaatimukset, kireät toimitusketjut, jatkuvasti kasvava ammattitaitopula ja lisääntynyt kyberturvallisuuden tarve. Toiseksi mahdollisuus käyttää tekoälyä digitalisaation kiihdyttämiseen. Lääketeollisuuden menestystarinoiden jälkeen – esimerkkinä Pfizer – monet yritykset pitävät tekoälyä ihmelääkkeenä. Rockwell Automation -raportin mukaan 95 prosenttia prosessiteollisuuden yrityksistä joko investoi jo tekoälyyn ja koneoppimiseen tai suunnittelee tekevänsä niin seuraavan viiden vuoden aikana. Erityisesti lupaavia sovelluksia ovat laadunvalvonta, kyberturvallisuus ja prosessien optimointi. Tekoälyn toivotaan tekevän tuotannosta parempaa, luotettavampaa, turvallisempaa ja tehokkaampaa – ja siten kestävämpää.

Tekoälyn täyden potentiaalin hyödyntäminen edellyttää vankkaa tietopohjaa ja saumattomia tietovirtoja. Yrityksille investoinnit digitalisaatioon ovat siksi välttämättömiä – ei vähiten muiden tulevien teknologioiden perustana. "State of Smart Manufacturing Report 2025" -raportin tekijöille ei ole epäilystäkään: "Teollisuuden muutos on nopeutumassa."