Közkeletű megfogalmazással élve a negyedik – a német iparvezetés terminológiája szerint Industrie 4.0-nak nevezett – ipari forradalom küszöbén állunk. E korszak már most is pontosan kirajzolódó trendjeiről kérdeztük Dr. Haidegger Gézát, az MTA-SzTAKI tudományos főmunkatársát.

– Egyes vélekedések szerint az ipar Industrie 4.0 elnevezéssel illetett technológiák valójában a folyamatos műszaki fejlődés eredményei, és forradalmi változásokról egyáltalán nem beszélhetünk. Tényleg csak egy látomásról van szó?

– Az Industrie 4.0 koncepció kapcsán megszólalók véleménye is erősen megoszlik e kérdésben, attól függően, hogy kutatók, alkalmazók vagy éppen kormányzati szervek illetékesei nyilatkoznak. Például az USA-ban Networked Enterprizes, azaz hálózatban működő iparvállalatok fogalmával illetik ezt a közeljövőt.

Az a kérdés, hogy e fogalomnak létezik-e pontos definíciója. Hogy erre választ kapjunk, érdemes röviden szemügyre venni az előző korok ma már ipari forradalomként jellemzett változásait. A 18. században a gépesítés jelentette az első ipari forradalmat, aztán az 1870-es évektől a tömeggyártás megjelenése és általános elterjedése a másodikat, majd a harmadik ilyen jelentős korszakhatár az 1960-as évek végére tehető, amikor általánosan elterjedt az elektronika és az információtechnológia.

E korszak technológiai jellemzője, hogy a relés megoldások mellett megjelentek és egyre nagyobb teret nyertek a digitális megoldások, amelyek segítségével automatizálni tudták a forgácsolás, marás és esztergálás műveleteit, jelentős fejlődést elérve a tömegtermelés esetén is nélkülözhetetlen pontosság és ismételhetőség terén.

– Hol tartunk most?

– Napjaink jellemzője, hogy az ipari folyamatok és a számítógépek (hardver és szoftver tekintetében együttesen kibernetikának nevezve) teljesen párhuzamosan és összekapcsoltan fejlődnek, egyre inkább egybeolvadnak. A számítástechnika alkalmazásával párhuzamosan jött létre a digitális technika, a robotika széleskörű elterjedése, az NC-technika, a CAD/CAM megoldások, vagy az adatbázisok alkalmazása a termelésben.

Haidegger Géza: A jövő tudását az ember egymaga már nem tudja kezelni

Ma a virtuális és fizikai valóság összeolvadásának vagyunk részesei. Azt mondhatjuk, hogy a két terület egyként jelenik meg napjainkban: a kibernetikai ágban és a megmunkálási, gyártástechnológiai fizikai ágban már a termék szintjén és a gyártás folyamatában összeolvad a kettő. Ezzel elérkeztünk a kiberfizikai (cyber-physical) közös rendszerekig, amelyek egyik jelentős alkalmazási területe és értékteremtő oldala a gyártás.

A kérdésre válaszolva én úgy gondolom, hogy az intelligens eszközök megjelenése valóban paradigmaváltást hoz, de hogy forradalomról van-e szó, az (ipar-) történelem dönti majd el. Egy biztos: azáltal, hogy intelligens eszközök, intelligens gyártástechnológia ötvöződik, a termékek és az eszközök mindegyike smart tulajdonsággal rendelkezik, ezáltal részt vesz egy olyan környezetben ahol egyrészt egyedi eszközként is tud működni, de összefogva a környezetével valami újat, mást, többet képes biztosítani.

– A mindennapokban mikor fogjuk érezni ennek a hatását, és miben fog ez megmutatkozni?

– A megvalósulás folyamata már elkezdődött, példaként három területről szeretnék szólni. Az egyik a valós idejű információk átadására képes eszközök halmaza, amelyek intelligens termékeket, eszközöket tartalmaznak. A hálózatok, amelyek biztosítják az információk átvitelét a mikro méretektől a kilométeres vagy kontinensnyi távolságokig.

A gyárak, amelyekben az intelligens gyártástechnológia teremt új értéket, lehetőleg fenntartható módon úgy, hogy környezetünket ne károsítsa. Az ember-gép kapcsolat, melyben az ember információt ad a környezetének, a számítógép pedig a pillanatnyi és korábban tárolt információk ötvözetével többletinformációt nyújt az embernek.

Egy másik fontos terület a szenzorika. A szenzoroknak nem csak a típusa bővült: segítségükkel ma már százszor több információt tudunk kinyerni a környezetből. Persze az már az emberen és az intelligens technológián múlik, hogy ezekkel az információkkal mit kezdünk. A mechatronikai eszközöket meghatározhatjuk úgy is, hogy ezek olyan robotszerű alkalmazások, amelyek akkor és úgy mozognak és olyan tevékenységet végeznek, amit mi akarunk. Ettől a robot definíciója is teljesen megváltozik.

A harmadik a mikroelektronika fejlődéséből adódó adatfeldolgozók, melyekben a korábbiakhoz képest legalább két-három nagyságrenddel több számítási kapacitás áll rendelkezésre, mint akár egy évtizeddel ezelőtt. Most már nem csak adatot, hanem adott esetben feldolgozott információt szolgáltatnak, vagyis valamilyen intelligens mag is megjelenik. Ehhez mire van még szükség? Kell az a bizonyos szolgáltatáshalmaz, amelyben megjelenik a felhőtechnológia mint erőforrás, együttesen létrehozva a kiber-fizikai rendszert, mint környezetet.

– Mindez hogyan alakítja át a hagyományos iparágakat?

– Egyes termékek, és a hozzájuk kapcsolódó hagyományos technikák háttérbe szorulnak. A fejlett ipari országokban tudatosan készülnek az új technológiák befogadására és alkalmazására, sok helyütt akár kormányzati támogatással is, kiváló példa erre Németország. Például az autóiparban ötvöződik a hagyományos gyártási kultúra - nyilván egy korszerűsített változata (gondolok itt az elektronos járművek térnyerésére) - és az intelligens eszközök alkalmazása.

Nem csupán a járművekbe épített szenzorok nagy száma, de az átalakított közlekedési környezet, például a vezető nélküli autók térnyerése, az intelligens úthálózat vagy az ember nélküli közúti szállítás lehetősége. Ezek a technológiák egy teljesen új világ képét vetítik elénk, pedig csak az autóipart érintettük. De folytathatnánk a példák sorát a smart mezőgazdaság és élelmiszeripar, vagy egészségügy, oktatás-képzés területeiről és szinte minden ágazatról.

– Az új technológiák megjelenése milyen hatással lesz a munka világára?

– Emberközpontú munkahelyeket akarunk létrehozni, amelyek a jelenlegihez képest egészségesebb, korszerűbb körülményeket biztosítanak fiatalabbnak, idősebbnek, tapasztaltnak és tapasztalatlannak egyaránt. Figyelembe veszi az emberi tulajdonságokat, a munkaigényeket, és a lehetőségeket a legjobban kihasználja. A munkások feladata sokkal jobban kiszélesedik, feladataik nem korlátozódnak a sor menti összeszerelésre.

A termelés mellett egyre nagyobb teret nyer a szolgáltatás, amelyben különböző és egyre magasabb képzettség kell. A tudáshoz való hozzáférés alapvetően megváltozik. A betanítás igénye, a képzés ideje és a begyakorlottság (kompetenciaszerzés) egészen másként fog működni. A technológiai lehetőségeket már látjuk, ezért a képzési rendszert ennek megfelelően kellene átalakítani.

A gyáraknak, üzemeknek nem kell koncentráltan, egy helyen lenniük, hanem a beszállítói láncra alapozva a végső összeszerelést végzik a magas hozzáadott értékű termékeket gyártó telephelyeken: ez már a valóság. Tudomásul kell venni, hogy a termelési és elosztási láncok működtetése teljesen új lehetőséget és környezetet igényel. Üzemgazdasági szempontból új jogi struktúrákat kell létrehozni, amelyek megengedik ezeket az üzleti folyamatokat és új kereteket biztosítanak.

Fontos, hogy műszaki szempontból milyen hatása van ennek a rendszernek. Intuitívebb, pontosabb, megbízhatóbb, egzaktabb információhalmazra tud minden épülni. Ezeknek az adatoknak a tudatos gyűjtése és tárolása a termelési informatika olyan automatikusan létrejövő tudásbázisát tudja létrehozni, amely nagymértékben segíthet például katasztrófák vagy üzemi balesetek megelőzésében illetve kezelésében.

– Az eddig elmondottak alapján úgy tűnik, hogy a XXI. század a mérnökök kora lesz?

– Nehéz erre válaszolni, tucatnyi más terület is joggal érezheti jövőjét kulcsterületnek, de az tény, hogy a jövőben másfajta tudásra lesz szükség. Még nincsenek meg minden tekintetben az információfeldolgozási technológiák, kidolgozott számítástudományi módszerek. Valamint azoknak a termelés és életbeli folyamatoknak a pontos megfigyeléséből adódó információk sem, amelyek alapján a számítógépek új lehetőségeket tárhatnak elénk.

Ezt a tudást az ember egymaga már nem tudja kezelni. Ehhez már olyan technológiai környezet kell, amely ezt az intelligenciát fenn tudja tartani, és képes megvédeni a biztonságtechnika eszközeivel, akár termelési adatokról, akár a személyes adatvédelemről van szó.

A nemzetközi és főleg a német mérnökszervezetek, kormányzati döntéshozók a kiber-fizikai rendszerek megjelenését nagy lehetőségnek tekintik, ezért erőforrásokat biztosítanak az ipari vállalatoknak a mihamarabbi felzárkóztatásukra. Jelenleg négy aktív munkacsoport irányítja a tennivalókat: stratégiaalkotással, referencia-architektúra és szabványok kidolgozásával, kutatásharmonizálással és végül a hálózati rendszerek biztonságtechnikájával foglalkoznak.

Az MTA SzTAKI kutatóintézetében, felismerve a téma jelentőségét és az ipari igények kielégítésének szükségességét, 'majd valamennyi kutatólaborjában végez a témához kapcsolódó alap- és alkalmazott kutatást. Reméljük, hogy a kormányzati döntéshozók is osztják véleményünket a sürgős feladatok megoldásának serkentésében.