Vägen till industri 4.0 – en generell modell för att utvärdera förutsättningar och hantera risker

(1)

Vägen till industri 4.0 -

En generell modell för att utvärdera förutsättningar och

hantera risker

Av: Johan Ryde

Avdelningen för Produktionsekonomi, Lunds Tekniska Högskola

Denna artikel summerar resultaten av det projekt som har utgjort det examensarbete som avslutar mina studier till civilingenjör inom industriell ekonomi. Projektets syfte har varit att utveckla ett synsätt för hur företag som vill implementera industri 4.0 bör gå tillväga. Projektet har granskat både vilka delar av en organisation som måste anpassas till industri 4.0 och vilka risker som måste tas med i beräkningarna för ett företag som applicerar industri 4.0. Detta arbete har mynnat ut i en modell med fem olika nyckelområden som bedömts som viktiga, dessutom har tre huvudsakliga risker identifierats och en väg för företag att investera mot industri 4.0 presenteras.

Inledning

Industri 4.0 är ett koncept som på senare år tilldragit sig allt mer uppmärksamhet. Att applicera den big data revolution som redan har förändrat världen på många sätt även på produktionsföretag och försörjningskedjor är en lockande möjlighet. Visionerna är många och storslagna. Helt individualiserade produkter som tillverkas med samma

stordriftsfördelar som i dagens

masstillverkning eller en helt automatiserad tillverkning som genom dataanalys kan effektiviseras bortom vad som idag är möjligt. Trots stora möjligheter och lockande

framtidsvisioner har den praktiska

implementeringen av industri 4.0 idag knappt skrapat på ytan av möjligheterna. Det är bara åtta år sedan idén industri 4.0 lanserades av en utredning på uppdrag av den tyska staten. En förändring av den magnitud som många förutspår kommer ställa stora krav på företag som vill börja implementera de olika koncept som ingår i industri 4.0. Det är en svår och komplicerad väg att gå från dagens produktionsmetoder till att börja praktisera alla de nya idéer som ryms under konceptet industri 4.0. Och även om möjligheterna är stora så är även riskerna och fällorna många på vägen mot målet.

Målet med den modell som här kommer att presenteras är därför att dels skapa en bild av vilka områden som är centrala för att ett företag verkligen ska kunna ta tillvara på de möjligheter som industri 4.0 erbjuder. Dessutom kommer de största riskerna kopplade till konceptet att beröras.

Metod

Den modell och de idéer som kommer att presenteras bygger på litteraturstudier, både vetenskaplig litteratur och mer praktiskt orienterad litteratur från konsultfirmor och tillverkningsföretag har använts för att skapa en heltäckande och praktiskt applicerbar modell.

Modellen

De fem nyckelområden som har bedömts vara centrala för att ett företag ska kunna ta tillvara på de möjligheter som industri 4.0 skapar är IT-system, Kompetenser, Organisationsstruktur, Affärsmodell och Samarbeten.

IT-system Kompetenser Organisations

struktur Affärsmodell Samarbeten

(2)

IT-system handlar till stor del om att samla in och tillgängliggöra all den data som kommer att börja samlas in i och med applicerandet av industri 4.0. Att i ett globalt företag utrusta alla tillverkningselement såsom maskiner, truckar, lagerhyllor, lastbilar etc. med datainsamlande sensorer för att sedan se till att alla dessa enheter rapporterar in korrekt data i realtid till det centrala datasystemet är en komplicerad

uppgift, men det är likväl en

grundförutsättning för industri 4.0.

Kompetenser kopplat framförallt till

dataanalys förutspås i framtiden vara en grundförutsättning för att kunna bedriva en effektiv produktionsenhet. Detta är ett kompetensområde där många företag kommer tvingas utvecklas om man vill kunna använda sig utav industri 4.0.

Organisationsstruktur är kopplat till hur företaget och dess anställda är organiserade och samarbetar sinsemellan. En kreativ och entreprenöriell organisation är en viktig del i att framgångsrikt utnyttja möjligheterna med industri 4.0. Främjande av nya samarbeten och tillvaratagande på idéer är viktigt.

En affärsmodell som kan anpassas till industri 4.0 i framtiden måste vara både flexibel och väl genomtänkt. Att verka i en snabbt föränderlig värld med korta produktlivscykler och snabba omställningar kommer att innebära en förändring för många av dagens stora produktionsföretag som förlitat sig på höga inträdesbarriärer och beständiga produkter. Samarbeten handlar om integreringen med den övriga försörjningskedjan. För att verkligen kunna dra nytta av alla de möjligheter som industri 4.0 kan komma att innebära räcker det nämligen inte att bara titta på den egna produktionen, man måste kunna dra nytta av data även från de partners man samarbetar med.

Risker

Utöver dessa fem områden har även tre huvudsakliga risker identifierats, som behöver hanteras för företag som vill börja

implementera industri 4.0. Dessa kan ses som en utveckling av modellen som fångar upp de risker som spänner över flera av modellens områden.

Konceptet Supply chain resilience handlar om en försörjningskedjas motståndskraft mot avbrott, både förmågan att förebygga och hantera avbrott. Den risk som uppstår kopplat till industri 4.0 kommer främst ur det faktum att man dels kommer att förlita sig mer på sin data samtidigt som man kommer att tvingas dela med sig utav den inom försörjningskedjan. Detta innebär större risker framförallt kopplat till dataintrång från obehöriga. Att hantera denna typ av risk handlar framförallt om att ha system och rutiner som ser till att det sätt som data hanteras på är så säkert som möjligt. Dessutom är det viktigt att se till att externa partners som får tillgång till data dels tar ansvar för denna data och dessutom har egna system som uppfyller säkerhetskraven.

Intellectual property kopplat till industri 4.0 handlar om hur man som företag ser på sin egna data. Traditionellt sett har insamlad tillverkningsdata inte haft samma viktiga funktion när det kommer till att optimera produktionen som den kommer att få i framtiden. Därför har man inte heller kopplat ett lika stort värde till denna data som man i framtiden måste göra. Att försäkra sig om att egna tillverkningsdata inte kan komma konkurrenter till gagn är grundläggande, men det ligger dessutom i företagens intresse att försäkra sig om att man inte utan ersättning delar med sig utav data till samarbetspartners. I grunden handlar det om att man bör se till att genom avtal reglera hur data får användas och vilken ersättning som ska utgå.

Figur 2. Nyckelområden och risker

Supply chain resilience Intellectual property

(3)

Investeringar handlar här om hur steget över till att börja implementera industri 4.0 bör tas och hur det kan genomföras. Baserat på tidigare teknikskiften kan slutsatsen dras att det inte är så bråttom som vissa forskare och konsultfirmor vill påskina. Istället tycks ett stegvis införande av industri 4.0 vara fördelaktigt av flera olika anledningar. Att dela upp sin investering minskar många risker kopplade till att göra en misslyckad investering som vid en omfattande och fullständig omställning kan bli mycket kostsam.

Implementering

För att hitta att effektivt sätt att implementera industri 4.0 stegvis har en klassificering av praktiska applikationer kopplade till industri 4.0 gjorts. Utifrån exempel som påträffats i vetenskaplig litteratur har fem olika kategorier av praktiska applikationer skapats. Ambitionen är att dessa på ett heltäckande sätt ska fånga all de olika idéer som i dagsläget finns på praktiska sätt att använda industri 4.0. De olika kategorierna kan ses till vänster i figur 3. De fem kategorierna har sedan kopplats till de olika delarna i modellen med fokus på vilka av modellens delar som krävs för att implementera respektive praktisk applikation, dessa kopplingar syns i tabellen i figur 3 (blå ruta signalerar att området i modellen krävs för den praktiska applikationen).

Resultatet av detta visar hur ett företag kan implementera industri 4.0 stegvis. I tabellen syns hur de enklare applikationerna högst upp enbart kräver att ett fåtal delar av modellen är uppfyllda medans de mer avancerade som kommer längre ner i tabellen kommer att ställa större krav på en organisation som vill implementera dem. Detta skapar en naturlig väg för företag att börja med de enklare applikationerna samtidigt som man bygger upp en infrastruktur för att även implementera de mer komplicerade i framtiden. Detta förfarande skapar goda möjligheter att begränsa riskerna kopplade till investeringen samtidigt som man ser till att inte hamna alltför långt efter i implementeringen av industri 4.0.

Slutsatser

Projektet har visat vilka krav som ställs på ett företag som vill implementera industri 4.0, illustreras i modellen, dessutom har tre huvudsakliga risker presenterats i form av en utvecklad modell. Slutligen föreslås en väg att investera i industri 4.0 genom att stegvis implementera de olika delarna av modellen och därigenom skapa förutsättningar för nya kategorier av praktiska applikationer.

Figur 3. Nyckelområden med risker kopplad till praktiska applikationer

Styrning och övervakning av fysiska flöden Användarvisualisering Stödjande/övervakande system Utvecklande system Automatiserande system Investeringsrisker Intellectual property Supply chain resilience