Nutnosť prispôsobiť sa vzdialeným a hybridným pracovným postupom, vyrovnávanie sa s rozbitým – a niekedy nefunkčným – dodávateľským reťazcom a reagovanie na meniace sa požiadavky zákazníkov prinútili aj zdráhavé závody uznať potrebu digitálnej transformácie.

Podľa prieskumu KPMG 96 % výrobných riaditeľov zaznamenalo zrýchlenie digitálnej transformácie vo svojich spoločnostiach a 48 % uviedlo, že za posledné roky výrazne pokročila. V nedávnom prieskume Manufacturing Leadership Council (MLC) 82 % účastníkov súhlasilo s tým, že pandémia vytvorila nový pocit naliehavosti pri podpore investícií do nových technológií a digitalizácie. Rôzne typy výrobcov sú v rôznych fázach na ceste k digitálnej zrelosti a sústreďujú sa okolo rôznych motivačných faktorov.

Stav digitálnej transformácie v chemickej výrobe

V poslednom desaťročí sme zaznamenali len postupné inovácie, no teraz sa digitalizácia zrýchľuje. Pandémia otriasla dopytom zákazníkov, činnosťou dodávateľského reťazca, vzájomnými vzťahmi pracovnej sily a rutinami údržby, zatiaľ čo v pozadí stúpali požiadavky na udržateľnosť, personalizáciu a vyššiu efektivitu.

Digitálna transformácia sa teraz považuje za kriticky dôležitú. Podľa prieskumu Asociácie petrochemických a chemických spoločností Arabského zálivu (Gulf Petrochemicals and Chemicals Association, GPCA) až 64 % generálnych riaditeľov v oblasti chemického priemyslu považuje digitálnu transformáciu za svoj primárny strategický záujem na nasledujúce dva roky, vďaka čomu je dôležitejšia, ako inovácia, revízia portfólií alebo znižovanie nákladov a ochrana peňažných tokov. Ďalší prieskum zistil, že 66 % lídrov z oblasti chemického priemyslu očakáva revolučnú zmenu v priebehu nasledujúcich troch rokov, čo je skok z 31 %, ktorí dali rovnakú odpoveď v roku 2019.

Chemické spoločnosti očakávajú, že v priebehu nasledujúcich piatich rokov budú investovať v priemere 5 % ročných príjmov do riešení digitalizácie svojich prevádzok a 75 % predpovedá, že do roku 2026 dosiahnu pokročilú digitalizáciu. Výrobný priemysel ako celok má profil digitálnej zrelosti na úrovni 39 %, ale chemický priemysel je z tohto pohľadu mierne popredu na úrovni 42,2 %.

Existujú však náznaky, že chemické závody sa snažia posunúť z pilotnej fázy. 35 % chemických závodov zavádza schémy digitálnej transformácie do reálnej prevádzky, zatiaľ čo 30 % ich realizuje v skúšobnej prevádzke a ďalších 30 % to plánuje. Širší priemer v odvetví ukazuje, že 41 % je v štádiu zavádzania.

Priepasť medzi digitálne vyspelejšími závodmi, ktoré už uplatňujú taktiku digitálnej transformácie na pokročilejšie prípady použitia, a tými, ktoré sú ešte len v počiatočnom štádiu, sa zväčšuje. Konzultačná a poradenská spoločnosť Gartner varuje, že medzi chemickými závodmi, ktoré sú digitálnymi lídrami, a tými, ktoré zaostávajú, vzniká veľká priepasť a dodáva, že zaostávajúce pravdepodobne zlyhajú.

Regionálne závody v Ázii a Tichomorí ďalej napredujú a vidia strategické príležitosti vyplývajúce z digitalizácie, zatiaľ čo závody v Európe a Severnej Amerike sa stále zameriavajú len na prevádzkové zlepšenia. Lídri z tejto oblasti konštatujú, že primárnou výhodou digitalizácie je lepší prístup na trh a k zákazníkom, zatiaľ čo závody v iných častiach sveta uviedli zníženie nákladov.

Kľúčové trendy v digitálnej transformácii v chemickom priemysle

Chemický priemysel je zložitý, s množstvom rôznych pododvetví, ktoré čelia rôznym tlakom. S nárastom pandémie COVID-19 došlo v niektorých pododvetviach k prudkému poklesu dopytu, napríklad v odvetviach, ktoré slúžia zákazníkom v automobilovom, leteckom a kozmickom priemysle, ako aj v ropnom a plynárenskom priemysle, zatiaľ čo v iných odvetviach dopyt rastie a mení sa, napríklad v segmentoch, ktoré slúžia farmaceutickým klientom.

Primárne zameranie digitalizácie sa teda v rámci odvetvia trochu líši. Napríklad veľké závody sa zameriavajú na zvýšenie rýchlosti výroby, zatiaľ čo špeciálne výrobné prevádzky s menšími dávkami, ale vyššími ziskovými maržami sa zaoberajú zvyšovaním kvality.

Vo všeobecnosti však každý závod potrebuje optimalizovať výrobu, znížiť množstvo odpadu, zvýšiť bezpečnosť a udržateľnosť a stať sa flexibilnejším, aby bol schopný reagovať na rýchle a časté výkyvy dopytu, ponuky a pracovných podmienok. V priebehu nasledujúcich dvoch rokov sa predpokladá, že popredné aplikácie pre digitálnu transformáciu sa budú sústreďovať okolo priemyselného internetu vecí (IIoT) s podielom 67 %, umelej inteligencie (UI) s podielom 64 % a cloudových riešení s podielom 61 %.

Optimalizácia výroby

Prvé a najhodnotnejšie prípady použitia pre digitalizáciu v chemických závodoch sa zameriavajú na optimalizáciu výroby prostredníctvom zvýšenia efektivity zariadení, automatizácie niektorých procesov, prediktívneho a vzdialeného monitorovania a zefektívnenia údržby.

Pokročilá analytika hrá kľúčovú úlohu a prieskum ukázal, že tri hlavné problémy digitalizácie sú lepšia analýza údajov (43 %), integ­rácia a optimalizácia procesov a systémov (33 %) a zlepšenie a integrácia správy údajov (29 %). 71 % výrobcov tvrdí, že pokročilá analýza údajov, ako je prediktívna údržba, je ich hlavným zameraním.

Prediktívna analytika, ktorá využíva strojové učenie (SU) a UI, dokáže odhaliť anomálie naznačujúce znečistenie, hroziace zlyhanie dielov, úzke miesta alebo iné problémy, ktoré môžu ovplyvniť kvalitu a/alebo kvantitu produktu. Dáva včasné výstrahy, ktoré často vyžadujú rýchlu opravu, ale ak by problém pretrvával bez povšimnutia, možno by bolo potrebné vymeniť celé zariadenie, vykonať dlhotrvajúcu opravu alebo dokonca zastaviť výrobu. Včasné upozornenia tiež umožňujú tímom údržby plánovať opravy na najvhodnejší čas.

Udržiavanie stále vysokej kvality produktov je obzvlášť dôležité v chemických závodoch, ktoré vo všeobecnosti dodávajú základné chemikálie na konečné použitie v iných priemyselných odvetviach. Avšak je to náročné, keď sa dodávky a kvalita surovín môžu značne líšiť. Lepšie údaje a analýzy umožňujú jemnejšie a častejšie úpravy, pretože procesní inžinieri môžu meniť vyrábanú zmes za behu v závislosti od zmeny kvality, vstupných surovín alebo teploty okolia.

Podpora vzdialeného prístupu do prevádzky

Pandémia COVID-19 prinútila závody prehodnotiť svoju schopnosť podporovať vzdialený prístup do prevádzky a realizovať tzv. hybridné postupy. Lepšia komunikácia a platformy spolupráce pomáhajú vzdialeným tímom spolupracovať pri výrobe chemikálií tak, ako to robia v ktorejkoľvek inej vertikále. Prieskum spoločnosti Deloitte uviedol, že 61 % manažérov podporí v priebehu nasledujúcich troch rokov vývoj hybridného výrobného modelu.

Chemické závody vytvárajú aj digitálne dvojčatá, ktoré reprodukujú určité systémy, procesy alebo celý závod v digitálnej podobe. Digitálne dvojčatá umožňujú vzdialený prehľad o strojoch a procesoch, diagnostiku na diaľku a často aj vzdialenú údržbu a opravy. Spolu s technológiou rozšírenej reality (RR) môžu tímy údržby často odhaľovať a odstraňovať problémy na diaľku, čím sa zrýchli riešenie a skrátia sa prestoje alebo spomalenia výroby.

Zníženie odpadu

Znižovanie nákladov bolo doteraz kľúčovým prínosom pre závody, ktoré prešli digitálnou transformáciou. Chemický priemysel zápasí s nestálymi cenami surovín, no zákazníci prirodzene požadujú konzistentne nízke ceny. Závody sa zároveň vyrovnávajú s vysokými nákladmi na energiu, a preto je kľúčové čo najviac znížiť odpad.

Včasné upozornenia na neefektívnosť a potenciálne poruchy dielov môžu tímom údržby umožniť vykonať lacnú opravu namiesto výmeny dielu, čím sa predĺži životnosť zariadenia. Čím sú procesy efektívnejšie, tým nižšia je spotreba energie a tým menej surovín sa pri výrobe spotrebuje.

Analytické riešenia, ktoré sledujú meniace sa ceny surovín, tiež pomáhajú závodom získať najlepšiu ponuku od dodávateľov a vopred sa pripraviť na dramatické zmeny cien. Presnejšie predpovedanie dopytu umožňuje podnikom pripraviť si správne množstvo rôznych produktov, čím sa zníži riziko nadmerných nákupov vstupných surovín.

Odomknutie nových príležitostí na rast

Prvé prípady použitia digitálnej transformácie sa týkali zlepšovania prevádzok, ale digitálne vyspelejšie závody prechádzajú na používanie digitálnych technológií s cieľom získať nové príležitosti rastu, podpory inovácií a zvýšenia svojej konkurenčnej výhody. Umelá inteligencia sa napríklad používa v rámci výskumu s cieľom navrhnúť nové materiály alebo chemické štruktúry a vyvinúť nové cesty syntézy, ktoré zlepšujú udržateľnosť. Multivariačná analýza umožňuje vedcom presnejšie identifikovať vplyv jednotlivých zložiek v zmesi, čím sa zvyšuje kvalita produktu. Automatizácia zrýchľuje výskum a vývoj nových produktov z približne dvoch až troch rokov na približne štyri až šesť mesiacov, takže podniky dokážu splniť nové požiadavky oveľa rýchlejšie.

Zviditeľnenie dodávateľského reťazca

Keď pandémia rozbila dodávateľské reťazce, zdôraznila zraniteľnosť chemických závodov. V dôsledku toho sa spoločnosti zamerali na zlepšenie vzájomného prepojenia a prehľadu v rámci dodávateľských reťazcov. Podľa prieskumu organizácie Manufacturing Leadership Council viac ako 60 % lídrov vo výrobe uviedlo, že by sa viac zamerali na odolnosť dodávateľského reťazca.

Závody implementujú digitálne dvojčatá, aby mali prístup k jednotnému pohľadu na celý dodávateľský reťazec, od surovín cez výrobu až po prognózy trhu. Takto môžu rýchlejšie reagovať na zmeny a prekážky. Podniky sa tiež snažia zapájať nových dodávateľov do digitálne integrovaného ekosystému. Bezproblémový digitálny dodávateľský reťazec s úplným zdieľaním údajov smerom nahor a nadol umožňuje spoločnostiam vyvíjať a vyrábať správne produkty, ktoré zodpovedajú dopytu aj dostupným materiálom.

Bezpečnosť, súlad a udržateľnosť

Vďaka množstvu nebezpečných chemikálií a priemyselných odvetví konečného použitia, ktoré sú od nich závislé, je chemický priemysel vysoko regulovaný. Spoločnosti zavádzajú digitálnu transformáciu, aby im pomohla zvýšiť ich bezpečnostný profil, znížiť emisie a nebezpečné požiare a zabezpečila jasnú a presnú vysledovateľnosť pre všetky svoje produkty.

Digitálne dvojčatá, vzdialené monitorovanie a riešenia prediktívnej údržby pomáhajú znižovať počet prípadov, keď sa pracovníci musia dostať do nebezpečných situácií, aby skontrolovali prevádzku alebo vykonali opravy a údržbu. Čím plynulejšie a efektívnejšie zariadenie beží, tým nižšie sú emisie. Napokon, digitálne záznamy a dokumentácia sú presnejšie a spoľahlivejšie ako papierové kontroly a monitorovacie dokumenty, ktoré v prípade auditu bezpečnosti alebo zhody s legislatívou nemusia byť akceptované.

Čo teda zdržuje nástup Chemického priemyslu 4.0?

Existuje množstvo faktorov, ktoré spôsobujú, že chemické závody sa v digitálnej transformácii pomaly posúvajú. Hlavným z nich je nedostatok kvalifikovanej pracovnej sily, čo je problém, ktorý je výzvou pre väčšinu výrobných odvetví. Polovica všetkých amerických výrobcov tvrdí, že budú mať počas nasledujúcich 12 až 18 mesiacov stále problémy s nájdením tých správnych odborníkov, aj keď sa pandémia zmierňuje.

Chemický priemysel je vnímaný ako starší, menej vzrušujúci sektor, a preto je ťažké prilákať mladé digitálne talenty. GCPA v už spomínanom prieskumu zistila, že iba 15 % spoločností má efektívny proces ich náboru. Globálne je nedostatok kvalifikovaných zamestnancov najväčšou bariérou digitalizácie, ktorú uvádza 40 % firiem.

Chemické spoločnosti tiež zápasia s nedostatočnou podporou vedenia a nedostatkom pochopenia výhod digitalizácie. 30 % globálnych spoločností tvrdí, že si stále nie sú istí ekonomickými výhodami digitálnej transformácie, a iba 38 % členov GCPA si myslí, že ich organizácia plne chápe vplyv digitalizácie na chemický priemysel.

Ako už bolo spomenuté, mnohé závody sa snažia ďalej rozširovať svoje pilotné projekty. Majú problém vidieť dosah svojho úsilia a identifikovať oblasti s najväčšou hodnotou, čo im bráni v rozširovaní digitalizácie v závode. Digitálnu transformáciu by chceli využívať len v jasných prípadoch, čo znamená, že spoločnosti prichádzajú o širšie výhody.

Digitálna priepasť sa v sektore výroby chemikálií zväčšuje

V dôsledku pandémie COVID-19 bolo pre chemické závody rozhodujúce, aby prijali digitálnu transformáciu, a priepasť medzi digitálne vyspelými spoločnosťami a tými, ktoré sa stále snažia získať potrebné skúsenosti a pochopiť výhody digitalizácie, sa neustále rozširuje. Závody, ktoré si rýchlo osvoja digitálne riešenia na vzdialené monitorovanie, zlepšia viditeľnosť dodávateľského reťazca, nájdu spôsob na znižovanie odpadu, optimalizáciu výroby, zvyšovanie svojho bezpečnostného profilu a otváranie nových príležitostí, budú ťažiť z vyšších ziskov a zvýšených príjmov, zatiaľ čo tie, ktoré váhajú príliš dlho, môžu natrvalo zlyhať.

Zdroj: Peleg, L. A.: Digital Transformation & Industry 4.0 in the Chemical Industry. Precognize. [online]. Publikované 14. 6. 2021. 

-top-