Współpraca redakcyjna

Paweł Górecki

Redaktor prowadzący

Urszula Gabryelska

Redakcja

Elżbieta Wojtalik-Soroczyńska

Korekta

Maria Żółcińska

Projekt okładki

Michał Duława

Skład

Karolina Kaiser |

Ilustracje

CleverMinds.pl

Copyright © 2025 by Jarosław Gracel

All rights reserved

This edition copyright © 2025 by MT Biznes Sp. z o. o.

All rights reserved

Wydanie I

Warszawa 2025

Książka, którą nabyłeś, jest dziełem twórcy i wydawcy. Prosimy, abyś przestrzegał praw, jakie im przysługują. Jej zawartość możesz udostępnić nieodpłatnie osobom bliskim lub osobiście znanym. Ale nie publikuj jej w internecie. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło. A kopiując ją, rób to jedynie na użytek osobisty.

Szanujmy cudzą własność i prawo!

Polska Izba Książki

Więcej o prawie autorskim na www.legalnakultura.pl.

MT Biznes Sp. z o.o.

www.mtbiznes.pl

handlowy@mtbiznes.pl

ISBN 978-83-8231-687-2

e-ISBN 978-83-8231-688-9 (epub)

e-ISBN 978-83-8231-689-6 (mobi)

Mery, Alince i Leonowi.

Dzięki Wam jestem lepszym człowiekiem.

Spis treści

1. Okładka

2. Strona tytułowa

3. Strona redakcyjna

4. Dedykacja

5. Spis treści

6. Wstęp

7. 1. Przemysł przyszłości cię potrzebuje

1. Skok w przyszłość

2. Cztery wymiary czwartej rewolucji

3. Przemysł 4.0 trampoliną dla zwycięzców

4. Czwarta rewolucja cię potrzebuje

5. Do czego prowadzi projekt transformacyjny. Archetypy fabryki przyszłości

6. Nowy archetyp fabryki

7. Trzy drogi do celu

8. Moduł fabularny: Jak wybrać ścieżkę transformacji

8. 2. Kompetencje. Czy iść w stronę menedżera?

1. Odkryj w sobie lidera

2. Czy droga od inżyniera do lidera to moja droga?

3. Model 4 × O. Jak inżynier staje się inżynierem liderem

4. Decyzja już podjęta. Jak rozwijać się dalej?

5. Moduł fabularny: Czy sprostam temu wyzwaniu?

9. 3. Ciekawość inżynierska kontra uzasadnienie biznesowe

1. Zarządzanie równie ważne jak technologia

2. Konflikt wewnętrzny

3. Jak szacować rentowność inwestycji, czyli kartka z kolejowego pamiętnika

4. Rewolucyjna zmiana biznesu. Co to znaczy?

5. Jak przejść przez próg rentowności?

6. Liczymy rentowność

7. Pytania ogólne dotyczące obliczania rentowności:

8. Analiza rentowności i co dalej?

9. Moduł fabularny: Jak napisać uzasadnienie biznesowe innowacyjnego projektu?

10. 4. Komunikacja i strategia cyfrowej transformacji

1. Przełom wymaga współpracy

2. Przyczyny nieporozumień

3. Kiedy nieporozumienie przeradza się w konflikt

4. Strategia transformacji cyfrowej 4.0

5. Podsumowanie zarządcze

6. Siła jednego sygnału cyfrowego

7. Moduł fabularny: Jak przygotować strategię transformacyjną przedsiębiorstwa produkcyjnego?

11. 5. Podsumowanie

12. Podziękowania

13. Bibliografia

14. Spis rysunków

15. Spis tabel

Punkty orientacyjne

1. Okładka

2. Strona tytułowa

3. Strona redakcyjna

4. Dedykacja

5. Spis treści

6. Wprowadzenie

7. Rozdział 1

8. Przypisy

Wstęp

Pochodzące z języka francuskiego słowo inżynier oznaczało pierwotnie człowieka twórczego, który był równocześnie konstruktorem i wykonawcą. Z każdą nadchodzącą rewolucją przemysłową, gdy wzrastał stopień skomplikowania rozwiązań technicznych, inżynierowie uczyli się współpracy i współtworzenia. Rola inżynierów zyskiwała bardzo mocno na znaczeniu. Jeszcze bardziej zyskuje dziś. Świat jest w trakcie kolejnej rewolucji technologicznej, która w przemyśle została nazwana czwartą rewolucją przemysłową (przemysłem 4.0), a w szerszej świadomości jest znana jako cyfrowa transformacja biznesu. Ta transformacja nie jest możliwa bez zaangażowania specjalistycznych zespołów inżynierskich. Pojawia się też pytanie, kto powinien przewodzić takim gruntownym zmianom opartym na technologii. Jestem przekonany, że powinni to być inżynierowie z nowym zestawem umiejętności: technologicznych, przywódczych, finansowych oraz strategicznych. Do ich nabycia i wejścia inżynierów na ścieżkę rozwoju potrzeba odwagi, ale nie tylko…

Dokładnie 19 lat temu, jako student trzeciego roku automatyki i robotyki AGH, jechałem do rodzinnej Piwnicznej-Zdroju na weekend. Na przystanku autobusowym w Nowym Sączu spotkałem koleżankę Kasię, która zachęciła mnie do podjęcia praktyk w ASTOR – firmie będącej dostawcą technologii dla branży produkcyjnej. Zgłosiłem się i dzisiaj wiem, że był to kluczowy moment w moim życiu zawodowym. Po praktykach i 16 latach pracy wziąłem odpowiedzialność za całą organizację w roli prezesa zarządu.

Tym, co mnie fascynowało już od początku drogi zawodowej, jest obserwowanie, jak technologia przekłada się na działanie firmy, rozwój jej pracowników, jej wyniki biznesowe i realizację strategii. Aby rzeczywiście ten wpływ zaistniał, inżynierowie muszą zmierzyć się z serią wyzwań. W tym kontekście ogromne znaczenie ma współpraca z innymi inżynierami, menedżerami i użytkownikami systemów – ludźmi często bez przygotowania inżynierskiego. To szczególnie ważne, ponieważ nowoczesne technologie stają się źródłem przewagi konkurencyjnej firm, a także coraz częściej podstawową wartością ich modeli biznesowych.

Budowanie porozumienia między inżynierami i menedżerami oraz rozwój biznesowych kompetencji tych pierwszych to obszar, w którym widzę swoje zawodowe powołanie. Przyszedł czas, żeby podzielić się przemyśleniami i doświadczeniami w tym obszarze.

Zależy mi również na tym, żeby inżynierowie w Polsce potrafili świadomie decydować o tym, czy chcą iść ekspercką, czy też menedżerską ścieżką rozwoju, żeby umieli szacować rentowność (sensowność biznesową) technologii, żeby świadomie prowadzili procesy budowy strategii transformacji cyfrowej. Wiedza zawarta w tej książce ma im dodawać odwagi i pewności siebie. Zachęcać do brania odpowiedzialności. Mam też nadzieję, że pozwoli skuteczniej przekonywać zarządy do inwestycji w technologie i do myślenia strategicznego.

Rozwój kompetencji biznesowych inżynierów jest dziś bardzo ważny. Na konferencjach i w mediach branżowych często słychać narzekanie, że w Polsce jesteśmy zacofani technologicznie, że mamy za mało robotów na 10 000 pracowników. Dla mnie szklanka jest do połowy pełna. Jestem zdecydowanym zwolennikiem szukania pozytywnych stron naszego położenia i pokazywania dobrych przykładów inwestycji, nawet jeśli nie są spektakularne.

Jeśli jutro będziemy lepsi od samych siebie z wczoraj o 1%, to już mamy sukces. Jeśli po przeczytaniu tej książki 1% populacji inżynierów pracujących w przemyśle (szacowana wielkość populacji to 40 000 inżynierów), czyli ok. 400 osób, będzie potrafiło skutecznie przekonać zarząd do jednej inwestycji w nowoczesną technologię, to transformacja przemysłu znacząco przyspieszy. Chciałbym, aby ta książka była moim wkładem w budowanie biznesowej pewności siebie inżynierów.

Patrząc na produktywność w Polsce (czyli wartość wytwarzaną z jednego dnia pracy), mamy jeszcze wiele do zrobienia. Powinniśmy zmienić paradygmat konieczności zatrudniania kolejnych osób, kiedy jesteśmy przepracowani. Zacznijmy myśleć, jak dzięki technologii strategicznie podnieść naszą produktywność. Nie jest to jedyny czynnik sukcesu, ale jeden z kluczowych.

Książka składa się z czterech rozdziałów. Pierwszy poświęcony jest kontekstowi biznesowemu zmiany technologicznej i jej znaczeniu dla zachowania pozycji konkurencyjnej przedsiębiorstwa.

Drugi rozdział dotyczy kompetencji czy predyspozycji psychologicznych, których poznanie może wskazać inżynierowi najbardziej skuteczną ścieżkę do podjęcia zadań menedżerskich.

Trzeci, najobszerniejszy i najbardziej nasycony wiedzą biznesową, przedstawia najważniejsze wskaźniki, które pozwalają obliczyć, czy inwestycja przyniesie spodziewany zysk i w jakim horyzoncie czasowym. Pozwala ustalić rentowność, bilans kosztów i korzyści w obrębie przedsiębiorstwa. Zawiera szereg praktycznych porad, które pozwolą inżynierowi sprawnie przygotować uzasadnienie biznesowe innowacyjnego projektu. Jak mówi współzałożyciel ASTOR Stefan Życzkowski: „Jeżeli wszystko działałoby od razu, nie byłoby innowacji, nie byłoby nowoczesności”. Dlatego także w obliczeniach rentowności inwestycji powinniśmy określać i akceptować pewien poziom ryzyka oraz przewidywać budżety na rozwój systemów.

Rozdział czwarty kładzie nacisk na znaczenie umiejętności budowania strategii cyfrowych i zdolności komunikacyjnych oraz współpracy w realizacji projektu o charakterze technologicznym.

Każdy z rozdziałów uzupełniony jest częścią fabularną wzorowaną na studiach przypadku „Harvard Business Review”. Fikcyjna firma i fikcyjne postaci mierzą się w niej z problemami zarysowanymi w części merytorycznej.

Zależy mi też na tym, żeby każdy inżynier i menedżer, niezależnie od etapu rozwoju i wieku, potrafił przełączać się między rolą ucznia i nauczyciela. Nawet z godziny na godzinę. Taki jest dzisiejszy świat, że powinniśmy mieć nauczycieli, którzy są od nas starsi, w tym samym wieku albo dużo młodsi. Jestem fanem długoletniej pracy w organizacji. Jeśli nie jesteśmy ze sobą tylko przez chwilę, pojawiają się wspólne wartości, wspólna wizja rozwoju i wzajemny szacunek. Jestem przekonany, że tylko działając długoterminowo, można osiągać wysoki poziom zaufania między współpracownikami i realizować naprawdę przełomowe projekty.

Momentami książka nie będzie łatwa, bo jednym z jej zadań jest wyprowadzenie czytelnika inżyniera ze strefy komfortu. Powtarzam zawsze słuchaczom studiów MBA, że „nie będzie łatwo, ale mam nadzieję, że chociaż ciekawie i rozwojowo”. Jest na to szansa i tym razem, bo zebrane tu refleksje są efektem tysięcy już rozmów biznesowych, rozwojowych, a także setek godzin spędzonych na dyskusjach z praktykami biznesu w trakcie zajęć MBA oraz Executive MBA. Nie ma gotowych recept; jest wiele przykładów, które warto omawiać, i pytań, które według mnie warto sobie i zespołom zadawać.

Życzę sprzyjającej rozwojowi lektury.

1 Przemysł przyszłości cię potrzebuje

Skok w przyszłość

Skoczek o tyczce Serhij Bubka początkowo startował w drużynie ZSRR, ale po rozpadzie tego państwa zasilił szeregi reprezentacji Ukrainy. Dziś jest bohaterem swojego kraju. To właśnie w jego barwach w 1993 roku pobił halowy rekord świata, skacząc na wysokość 6,15 m. Rok później uzyskał najlepszy na świecie rezultat na stadionie, przelatując nad poprzeczką zawieszoną na wysokości 6,14 m. Wielu lekkoatletów próbowało przebić jego osiągnięcia, ale przez całe lata nikomu się nie udawało.

Dopiero w 2020 roku szwedzki lekkoatleta Armand Duplantis skoczył na wysokość 6,15 m, a dziś jest rekordzistą świata z wynikiem 6,26 m, ustanowionym w 2024 roku podczas Memoriału Kamili Skolimowskiej – Mitingu Diamentowej Ligi w Chorzowie. Jak dotąd jest jedynym zawodnikiem, który skoczył wyżej niż Bubka, w dodatku pobił rekord Ukraińca o zaledwie 11 cm (patrz: rys. 1.1). O czym może to świadczyć? Dlaczego dzisiejsi lekkoatleci mimo zaawansowanych reżimów treningowych, dopracowanej diety i wsparcia psychologów nie są w stanie znacząco poprawić rekordu sprzed 30 lat? Czy doszliśmy do kresu ludzkich możliwości, jeśli chodzi o tę dyscyplinę sportu? A może istnieje inne wyjaśnienie?

Aby zrozumieć ten fenomen, warto cofnąć się w czasie. Skok o tyczce to dyscyplina, której początki sięgają połowy XIX wieku. Pierwsze zapisane rekordy oscylowały w okolicach 3 m, pod koniec XIX wieku lekkoatleci skakali już ponad 3,6 m, ale wtedy wzrost zatrzymał się na kilka lat. Dopiero na przełomie wieków XIX i XX rekordowe wyniki znów zaczęły rosnąć. Dlaczego? Odpowiedź jest prosta. O ile do tej pory stosowano tyczki drewniane, to na początku XX wieku sportowcy przerzucili się na bambusowe. Jak nietrudno się domyślić, podobnych przełomów było więcej. Pod koniec lat 30. XX wieku tyczki bambusowe przestały już gwarantować sukces. Stosujący je sportowcy zaczęli osiągać zbliżone wyniki i znów nastąpił zastój. Przez chwilę eksperymentowano z tyczkami metalowymi – aluminiowymi, ale nie przyniosły one spodziewanej rewolucji. Dopiero gdy pojawiły się tyczki z włókien szklanych, kolejne rekordy i coraz lepsze wyniki znów zaczęły pojawiać się w kolejnych latach. Skoki Serhija Bubki na początku lat 90. XX wieku były kulminacją tego trendu. Po skoku na 6,14 m w Sestiere w roku 1994 czekaliśmy kolejnych 26 (!) lat na poprawę tego wyniku o 1 cm przez Armanda Duplantisa.

Rysunek 1.1. Historia rekordów świata w skoku o tyczce

Źródło: opracowanie własne na podstawie Roger Best, Chris Sataua, Pole Vault World Records and Sports Product Innovation[1].

Obecnie lekkoatleci wciąż używają tyczek z włókien szklanych, ale osiągnięcie wyniku powyżej 6,30 m z wykorzystaniem obecnej technologii wydaje się mało prawdopodobne. Czy czeka nas kolejny przełom? Być może. Z jakiego materiału zrobione będą tyczki następnej generacji? Tego na razie nie wiemy. Wiemy natomiast, że przełomowe zmiany, pozwalające osiągać coraz lepsze rezultaty nie tylko w sporcie, ale też w innych dziedzinach, bardzo często związane są z nowymi technologiami, że technologiczne przełomy przynoszą skokowy (nomen omen) wzrost efektywności.

Siłą rzeczy dotyczy to także produkcji przemysłowej. Biznes produkcyjny, jak każdy inny, musi stale się zmieniać, by podążać za rynkiem. By móc osiągnąć przewagę konkurencyjną, fabryki muszą nieustannie eksperymentować i testować nowe rozwiązania, wykazując się elastycznością. Jednak inkrementalne zmiany (wprowadzane krok po kroku dzięki drobnym usprawnieniom) mają swoje ograniczenia. Niekiedy potrzebny i konieczny jest bardziej radykalny przełom, który najczęściej ma wymiar technologiczny.

Od czasów rewolucji przemysłowej w XIX wieku wiele było takich przełomów. Ona sama była możliwa dzięki powszechnemu wykorzystaniu silnika parowego. Tak zwana druga rewolucja przemysłowa, która przypada na przełom XIX i XX wieku, nastąpiła, ponieważ zaczęto powszechnie używać energii elektrycznej i wynalazków działających dzięki niej. Trzecia, w połowie XX wieku, wybuchła dzięki technologiom komputerowym i robotyce przemysłowej. Natomiast czwarta rewolucja, zwana przemysłem 4.0 (lub 4IR, 4th Industrial Revolution), została zapoczątkowana w roku 2011, a po wypracowaniu szczegółowych rekomendacji trafiła do masowej świadomości w roku 2014 podczas Światowego Forum Ekonomicznego oraz międzynarodowych targów przemysłowych Hannover Messe[2]. Jej kołami zamachowymi są m.in. takie technologie jak sztuczna inteligencja, internet rzeczy, inteligentne systemy automatyki, autonomiczne roboty mobilne, blockchain, wytwarzanie przyrostowe (druk 3D), cyfrowa integracja łańcucha wartości.

Zresztą nawet w obrębie poszczególnych technologii, które składają się na czwartą rewolucję przemysłową, także dochodzi do przełomów technologicznych sprawiających, że rozwój danego rozwiązania nagle nabiera tempa. Ostatni przykład to generatywne systemy sztucznej inteligencji (GenAI, generative artificial intelligence). Testowane od lat, nagle po pojawieniu się w 2023 roku pionierskiego rozwiązania Chat GPT zaczęły rosnąć jak grzyby po deszczu. Podobny przełom dokonał się w przemyśle. Do tej pory ogromnym wyzwaniem było opracowanie systemów wizyjnych pozwalających tak zaprogramować robota, by ten rozpoznawał towar w koszu, a następnie umieszczał go w opakowaniu czy gnieździe obróbczym. Dla programistów zadanie to było nie do wykonania ze względu na liczbę możliwych wariantów. Jednak niedawno dzięki inteligentnym systemom AI picking złożonym z kamery 3D i uczącego się algorytmu roboty zyskały „orientację przestrzenną” i nowe „zdolności manualne”, przez co skokowo zwiększyły swoją sprawność. Wpłynęło to na duże przyspieszenie w e-commerce, branży elektronicznej, AGD, w procesach obróbki metali czy łańcuchu dostaw branży automotive.

Cztery wymiary czwartej rewolucji

Współczesne organizacje muszą być gotowe na dalsze tego typu zmiany, ale powinny też pamiętać, że siłą rewolucji przemysłowej 4.0, która je przeobraża, są nie tylko skokowe zmiany technologiczne, ale też synchroniczne łączenie i rozwijanie czterech kluczowych obszarów, pozwalających wpisać innowacyjne przełomy w kontekst biznesowy. Te obszary to:

- reorganizacja łańcucha wartości lub modelu biznesowego firmy,

- rozwój cyfrowych kompetencji i przywództwa,

- integracja innowacyjnych technologii 4.0,

- rewolucyjna zmiana biznesu. (Patrz: rys. 1.2).

Rysunek 1.2. Główne obszary przemysłu 4.0

Źródło: opracowanie własne.

Omówmy je po kolei, wskazując, jak ważną rolę w każdym z nich odgrywają inżynierowie z potencjałem menedżerskim.

1. Reorganizacja łańcucha wartości lub/i modelu biznesowego firmy

Naturalnym etapem początkowym dla współczesnych organizacji jest refleksja nad wyzwaniami stojącymi przed jej tradycyjnym modelem biznesowym. Gdy te wyzwania zostaną już rozpoznane, firmy mogą odnieść się do nich na kilka sposobów.

Przede wszystkim mogą przeprowadzić optymalizację wewnętrznych i zewnętrznych procesów[3], np. produkcyjnego, logistycznego. Mogą też zwiększyć wydajność przez robotyzację lub cyfrowe narzędzia do podejmowania decyzji.

Następnie mogą przeprowadzić cyfrową integrację łańcucha wartości przez łączenie różnych rodzajów aktywności, na przykład za pośrednictwem rozmaitych konfiguratorów, z których mogą korzystać klienci (e-commerce product configurators), czy narzędzi do cyfrowego zarządzania cyklem życia produktu (product lifecycle management), łączących operacje projektowania, produkcji, sprzedaży, serwisu i zarządzania wersjami.

Wchodząc na jeszcze wyższy poziom innowacji, firmy mogą stawiać na rozbudowę ekosystemu, w którym działają: otworzyć się na nowych partnerów biznesowych wnoszących swoje know-how, kompetencje logistyczne czy dostęp do nowych rynków. Technologie cyfrowe pozwalające budować ten ekosystem zapewniają płynny przepływ informacji, pozwalający sprawnie organizować proces produkcji[4].

Wreszcie najbardziej odważne firmy wprowadzają radykalne innowacje w modelu biznesowym (radical business model innovation), czyli budują nowy, inteligentny produkt lub/i nowy model biznesowy, który natywnie korzysta z „cyfrowego kręgosłupa”. Naturalnym kierunkiem jest poszukiwanie modelu opartego na platformie cyfrowej[5], który dzięki skali pomaga redukować koszty działań lub poprawiać doświadczenie klienta.

Współczesne przedsiębiorstwa mogą też koncentrować się na budowie inteligentnego cyfrowego produktu, pracującego na styku różnych zastosowań technologii i równocześnie umożliwiającego tzw. radykalną indywidualizację (jako przykładowe rozwiązania tego rodzaju można wymienić AI Bin Picking stworzony przez firmę Photoneo, który umożliwia inteligentne rozpoznawanie obiektów na liniach pakujących dzięki sieciom neuronowym analizującym obraz z kamery, czy Generative Voice AI, który powstał w Eleven Labs itd.). Z tego nurtu technologicznego wywodzą się też rozwiązania e-commerce product configurators, które umożliwiają personalizację w zasadzie dowolnego produktu (od pierścionka, przez zegarek, rower, meble, aż do całego domu) łącznie z wyceną na koniec procesu konfiguracji.

Wszystkie te ścieżki w coraz większym stopniu wymagają zaangażowania inżynierów z potencjałem menedżerskim, bo coraz częściej kluczowe komponenty łańcuchów wartości mają wymiar technologiczny. Menedżerowie bez wiedzy technologicznej po prostu nie są w stanie zarządzać takimi łańcuchami wartości.

2. Rozwój cyfrowych kompetencji i przywództwa (digital leadership)

Zmiana w wymiarze biznesowym wymaga więc coraz częściej zdolności technologicznych, ale i mądrego przywództwa. W tym kontekście również kompetencje inżynierskie gwałtownie nabierają znaczenia. Aby zmiany mogły się dokonywać, konieczne jest bowiem przede wszystkim zrozumienie tego, jakie technologie mogą pomóc firmie się rozwijać. Dopiero taka wiedza pozwoli skutecznie budować wizję zmiany i zarządzać tą zmianą. Równie ważne jest w tym kontekście zbudowanie zdolności cyfrowych wśród pracowników. Do tego zadania potrzeba inżynierów, którzy chcą i potrafią dzielić się wiedzą i mają do tego talent. Inżynierowie, którzy poszerzają swoje kompetencje biznesowe i wiedzę, stają się nieocenionymi doradcami zarządu i uczestnikami procesu budowania strategii transformacji.

3. Wykorzystanie i integracja innowacyjnych technologii

Chodzi o implementację wielu różnych rozwiązań 4.0 i takie ich wykorzystanie, które pozwala skutecznie realizować przyjęte koncepcje biznesowe. To przestrzeń, w której inżynierowie czują się jak ryby w wodzie, choć wyzwaniami są dla nich konieczność zbudowania architektury rozwiązań składających się z co najmniej kilku kategorii technologii, a później komunikowanie się i współpraca z innymi zespołami inżynierskimi. Ta ostatnia jest jednak niezbędna ze względu na złożoność wprowadzanych zmian technologicznych.

Główne technologie zaliczane do kategorii 4.0 przechodzą ciągłą ewolucję. Początkowo, w kontekście transformacji przemysłu, mówiło się o dziewięciu. A były to: autonomiczne roboty, systemy symulacyjne, pozioma i pionowa integracja systemów, przemysłowy internet rzeczy, cyberbezpieczeństwo, chmura, wytwarzanie przyrostowe, rozszerzona rzeczywistość, analityka danych, w tym big data[6].

Następnie w latach 2014–2020 nastąpił rozkwit kilkudziesięciu nowych technologii 4.0, które przechodziły przez fazy prototypowania i testów rynkowych, co precyzyjnie monitorowała i raportowała firma Gartner w opracowaniach Hype Cycle dla sektora produkcyjnego[7]. Finalnie technologie 4.0, które przeszły przez testy i udowodniły swoją produktywność oraz dojrzałość, można przedstawić w dwóch ważnych wymiarach. Pierwszym z nich jest wymiar budowania architektury technologicznej. Inżynier, który się nim zajmuje, może korzystać z 13 technologii ułatwiających czy wręcz umożliwiających (enabling) transformację 4.0[8]:

- Rozszerzona rzeczywistość (Augmented Reality, AR), wirtualna rzeczywistość (Virtual Reality, VR), mieszana rzeczywistość (Mixed Reality, MR) to technologie, które rozszerzają naturalne zdolności percepcji o elementy świata wirtualnego, po to, by szybciej uczyć się nowego środowiska pracy bądź projektować nowe produkty i linie technologiczne, łącząc świat rzeczywisty i cyfrowy.

- Symulacja i modelowanie procesów oraz cyfrowe bliźniaki (Digital Twin) pozwalają na przeniesienie logiki procesów technologicznych i produkcyjnych do świata cyfrowego po to, by szukać optymalizacji oraz badać, jak zmiany złożonego procesu produkcyjnego (np. wprowadzanie robotów) będą wpływały na jego wydajność, jakość lub bezpieczeństwo. Dzięki cyfrowym bliźniakom takie zmiany możemy testować w środowisku cyfrowym.

- Chmura obliczeniowa i produkcja chmurowa (cloud computing, cloud manufacturing) daje możliwości przechowywania i przetwarzania dużych zbiorów danych, ale – co równie ważne – pozwala na szybkie budowania testowych systemów do zarządzania produkcją dla firm, które nie mają własnej infrastruktury IT.

- Cyberbezpieczeństwo technologii IT/OT (Information Technologies, Operational Technologies), obejmujące zarówno sferę budowania strategii i polityki cyberbezpieczeństwa obszarów IT oraz automatyzacji, jak i zaawansowane technologie w tych obszarach (np. narzędzia monitoringu sieci czy firewalle).

- Blockchain – wykorzystywany do zabezpieczeń w przesyłaniu informacji w łańcuchu wartości, a także w nadawaniu unikalnych cyfrowych numerów seryjnych produktów oraz systemów weryfikacji autentyczności produktów.

- Przemysłowy internet rzeczy (Industrial Internet of Things), składający się z inteligentnych czujników o niskim zapotrzebowaniu na energię, do różnych zastosowań (lokalizacja, temperatura, zużycie energii, drgania, wilgotność itd.), a także z nowej generacji urządzeń sieciowych dostosowanych do rozproszonej sieci czujników oraz nowych protokołów komunikacyjnych.

- Wytwarzanie przyrostowe i druk 3D – technologie umożliwiające zarówno szybkie prototypowanie nowych produktów, jak i szybkie drukowanie części zamiennych w produkcji, zyskujące coraz powszechniejsze zastosowanie w budownictwie modułowym (domy) oraz infrastrukturalnym (np. elementy konstrukcji mostów). Rozszerza się także gama materiałów stosowanych w druku 3D, gdzie początkowo były to głównie tworzywa sztuczne, a dzisiaj stosuje się filamenty z elementami włókna węglowego, stopów metali, drewna, poliwęglanów, nylonu czy cementu[9].

- Zaawansowana robotyzacja (Advanced Robotics) to roboty przemysłowe z elementami sztucznej inteligencji, czyli na przykład systemami wizyjnymi, umożliwiające budowanie elastycznych systemów automatyzacji z uczeniem maszynowym (kontrola jakości z asystą AI, inteligentny bin-picking), czujnikami siły (force sensors) pozwalającymi na delikatne przenoszenie komponentów elektronicznych bez ryzyka uszkodzenia. Do tej kategorii zalicza się także autonomiczne roboty mobilne (autonomous mobile robots), czyli nowszą generację robotów AGV (automatic guided vehicles), które samodzielnie wybierają optymalną drogę transportu towarów z punktu A do punktu B w hali produkcyjnej lub w magazynie.

- Roboty współpracujące (cobots) to nowa generacja robotów, które mogą pracować w bliskości człowieka bez rozbudowanego systemu bezpieczeństwa maszyny.

- Systemy zarządzania energią umożliwiające monitoring, analizę oraz optymalizację zużycia różnych nośników mediów (prądu, gazu, sprężonego powietrza, wody itd.) w procesie produkcji, pozwalające na bardziej ekologiczną i zrównoważoną produkcję.

- Semantyka (Semantics and Semantics Web Technologies), wprowadzająca standardy i reguły komunikacji między zintegrowanymi systemami.

- Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe (Artificial Intelligence, Machine Learning) to dziedzina zastosowań technologii, która umożliwia coraz większe przenoszenie ciężaru podejmowania decyzji z ludzi na algorytmy zarówno w procesach analizy jakości produktów, optymalizacji harmonogramów, predykcji awarii, jak i optymalizacji zamówień w zależności od sytuacji rynkowej. Od poziomu podstawowego, gdzie algorytm wykrywa wzorce i anomalie procesowe i informuje o tym człowieka, do poziomu zaawansowanego, gdzie oddelegowujemy do algorytmu podejmowanie decyzji, na przykład o jakości produktu. Ciekawym nowym trendem technologicznym są zastosowania cyfrowych asystentów w procesach produkcyjnych, tzw. co-pilot lub Industrial AI Assistants. Jest to związane z dynamicznym rozwojem technologii generatywnej sztucznej inteligencji, która stała się najbardziej powszechna dzięki modelom ChatGPT (firma OpenAI) oraz Gemini (firma Google). Jednym z jej celów jest uzupełnianie i rozszerzanie możliwości ludzkich dzięki asystowaniu w pracach analitycznych i twórczych. Wielka rewolucja, która odbywa się w tym obszarze, dotyczy także nowych procesów, które będą gotowe do obsługi modeli AI w czasie rzeczywistym (Blackwell – NVIDIA).

- Big data i analityka danych – systemy i narzędzia, często połączone z architekturą chmurową, umożliwiające przekształcanie danych z procesów produkcyjnych oraz sieci czujników w architekturę danych oraz informacji (hurtownie danych, jeziora danych) w powiązaniu z aktywami produkcyjnymi / produktami i późniejszą analizę z wykorzystaniem metod statystycznych oraz algorytmów sztucznej inteligencji.

Drugim wymiarem technologii 4.0, który jest istotny dla inżyniera lidera zmiany technologicznej, jest kontekst biznesowy i miejsce zastosowania technologii. Chodzi o to, jaki obszar firmy jesteśmy w stanie usprawnić, stosując dane rozwiązanie lub zintegrowany zestaw technologii. W ten sposób analizowane są latarnie przemysłu 4.0 w globalnej sieci World Economic Forum.

Pierwszym kontekstem będzie zastosowanie technologii do poprawy procesów wewnątrz fabryki. Mamy tutaj do dyspozycji następujące kategorie technologii:

- cyfrowy montaż, zaawansowane technologie produkcyjne, elastyczna automatyzacja,

- cyfrowe utrzymanie ruchu – systemy i narzędzia umożliwiające przejście od strategii „gaszenia pożarów” do zarządzania utrzymaniem ruchu na podstawie ryzyka biznesowego,

- cyfrowe zarządzanie wydajnością – narzędzia do analizy procesów i podejmowania decyzji,

- cyfrowe zarządzanie jakością,

- cyfrowe wsparcie zrównoważonego rozwoju (m.in. zarządzanie energią).

Drugim kontekstem będzie spojrzenie na cały łańcuch wartości (End--to-End value chain) firmy, gdzie istotne są następujące zastosowania:

- cyfrowa łączność z siecią dostawców (Supply Network Connectivity),

- zintegrowane projektowanie produktów (End2End product development),

- zintegrowane planowane (E2E planning),

- zintegrowane zarządzanie dostawami (E2E delivery),

- automatyczne zbieranie danych o produktach od klientów (customer connectivity).

Nowe technologie 4.0 są konsekwentnie rozwijane, dlatego warto monitorować i śledzić ich zastosowania, w szczególności w branży, w której aktualnie pracujesz.

[1] Roger Best, Chris Sataua, Pole Vault World Records and Sports Product Innovation, https://business.uoregon.edu/news/pole-vault-world-records [dostęp: 30.03.2025].

[2] Henning Kagerman, Wolfgang Wahlster, Johannes Helbig, Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0, https://en.acatech.de/publication/recommendations-for-implementing-the-strategic-initiative-industrie-4-0-final-report-of-the-industrie-4-0-working-group/ [dostęp: 30.03.2025].

[3] Dorleta Ibarra, Jaione Ganzarain, Juan Ignacio Igartua, Business model innovation through Industry 4.0. 11th International Conference Interdisciplinarity in Engineering, INTER-ENG, 5–6.10.2017, Tirgu-Mures, Rumunia. „Procedia Manufacturing”, 2018, vol. 22, s. 4–10, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351978918302968 [dostęp: 30.04.2025].

[4] Bernard Marr, The 7 Most Successful Business Models Of The Digital Era, „Forbes”, 14.03.2023, https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2023/03/14/the-7-most-successful-business-models-of-the-digital-era/ [dostęp: 25.03.2025].

[5] Michael Wade, A Conceptual Framework For Digital Business Transformation, Global Center for Digital Buisness Transformation, 2015.

[6] Michael Rüßmann, Markus Lorenz, Philipp Gerbert, Manuela Waldner, Pascal Engel, Michael Harnisch, Jan Justus, Industry 4.0: The Future of Productivity and Growth in Manufacturing Industries, Boston Consulting Group, kwiecień 2015, Industry 4.0: The Future of Productivity and Growth in Manufacturing Industries, https://www.bcg.com/publications/2015/engineered_products_project_business_industry_4_future_productivity_growth_manufacturing_industries [dostęp: 25.03.2025].

[7] https://operations1.com/en/blog/operations1-gartner-hype-cycle [dostęp: 25.03.2025].

[8] Daniele Battaglia, Francesco Galati, Margherita Molinaro, Elena Pessot, Full, hybrid and platform complementarity: Exploring the industry 4.0 technology-performance link, „International Journal of Production Economics”, czerwiec 2023, https://doi.org/10.1016/j.ijpe.2023.108949, [dostęp: 30.03.2025].

[9] Ultimate 3D Printing Materials Guide, www.simplify3d.com/resources/materials-guide/ [dostęp: 25.03.2025].