Průmysl 4.0 aneb Dobrý sluha a zlý pán?

Každý rok se na trhu objevují nové technologie, aplikace, počítačové nástroje, programy, které více či méně ovlivňují naše životy. Koncept průmyslu 4.0 je postaven na celkové automatizaci a digitalizaci. Technologie nám usnadňují život a my jsme jim vděční za rychlou dopravu, vyhledávání informací, propojení s lidmi kteří žijí na druhé straně zeměkoule, jednoduché nakupování a další. Svět se zrychluje a my s ním.

Zdroj: Canva.com

Co je to průmysl 4.0?

Průmysl 4.0 představuje další etapu v evoluci průmyslu. Samozřejmě navazuje na třetí průmyslovou revoluci, která na scénu přichází v 70. letech 20. století. V té době se začaly do výroby zavádět počítače pomocí niž bylo možné provádět částečnou automatizaci. Koncept čtvrté průmyslové revoluce byl představen na veletrhu v německém Hannoveru v roce 2013. Lze jej definovat jako vzrůstající tendenci digitalizace průmyslového odvětví. Jedná se především o plnou automatizaci a robotizaci. Předpokladem je proměna trhu práce, stavebnictví, dopravy i obchodu.[1]

Studie v kontextu moderního průmyslu

Existuje mnoho studií zabývající se čtvrtou průmyslovou revolucí. Všechny jsou v něčem jedinečné, ale shodují se, že na průmysl 4.0 lze nahlížet z různých úhlů. Studie z roku 2020 od Martina M. Baloga a Světlany E. Demidové s názvem Human Capital Development in the Context of the Fourth Industrial Revolution řeší rozvoj čtvrté průmyslové revoluce ve všech odvětvích obchodu. Převážně se zaměřují na digitalizaci a s ní spojené větší nároky na zaměstnance. Překotný rozvoj, který nastává klade nároky na kvalifikaci zaměstnanců. Zaměstnavatel může zaměstnancům zařídit rekvalifikační kurzy, avšak nelze rekvalifikovat každého. Jako velkou výhodu zmiňují lepší dostupnost zdravotnictví a možnosti sebevzdělání, která je zajištěna velkou dostupností e-learningových kurzů. Velmi oblíbenou se stala možnost práce z domu tedy homeoffice, který se masivně rozšířil v důsledku covidové pandemie.[2]

Dalším zajímavým výzkumem je práce s názvem Global value chains, technological progress, and environmental pollution: Inequality towards developing countries od Shuhong Wang, Yuqing He a Malin Song. Studie nahlíží na technologický pokrok ze širší perspektivy. Průmysl 4.0 konkrétně nezmiňují, ale zaměřují se na prvky moderní společnosti mezi které patří i rychle se rozšiřující digitalizace, modernizace a robotizace. Dle konceptu by měl být průmysl 4.0 prospěšný i životnímu prostředí. Výroba by se měla stát více efektivní s menším procentem odpadu, který by měl být z velké části recyklovaný. Nástup nového průmyslu byl z hlediska některých států příliš rychlý. Rychlá proměna sebou přinesla i nové materiály a potřebu jejich účelné likvidace či recyklace. Práce se zaměřuje především na rozvojové státy, kde je největší problém s vyprodukovaným odpadem. V těchto zemích je nutné zavést novou zelenou politiku a vytvořit zásady pro ochranu přírody. Vědci se zaměřili na pět rozvojových zemí jako je Rusko, Brazílie, Indie, Čína a Mexiko. Některé z těchto zemí nepatří ke klasickým zástupcům rozvojových zemí, avšak velká část jejich obyvatelstva žije v chudobě. Výsledky porovnávacích testů ukázaly, že v těchto zemích existuje jistá prahová hodnota. Pokud je míra účasti na výrobě nižší, než prahová hodnota, může vést průmysl 4.0 ke zvýšení znečištění životního prostředí. V opačném případě lze pomocí modernizace snížit emise. Velké firmy pocházející především z vyspělého západu budují v rozvojových zemích svá výrobní střediska. Především se jedná o firmy zaměřené na oblečení a spotřební elektroniku. Firmy sice poskytují místním lidem pracovní místa, ale s velmi nízkou mzdou. Ovlivňují také vlastní rozvoj těchto zemí, který je velmi zastíněn investicemi bohatých zemí. Zlepšení situace lze očekávat po celkové modernizaci samotné výroby i změny nastavené politiky.[3]

Výzkum Do We Need Synchronization of the Human and Robotics to Make Industry 5.0 a Success Story? od Mary Doyle Kent a Petra Kopáčka z roku 2020 je zaměřen na otázku budoucnosti. Ve své práci se snaží nalézt odpovědi na otázky ze tří kategoriích:

1) Vzdělání a dovednosti: Můžeme zajistit pracovní místo lidem na vysoce automatizovaném pracovišti v budoucí fázi průmyslu 5.0 a může zaměstnavatel zajistit rekvalifikaci?

2) Pracovní prostředí: Jak pro zaměstnance zajistit zajímavý, naplňující a bezpečný pracovní post?

3) Zajištění používání nejlepších technologií: Jak zajistit, aby se lidé nestávali v práci nadbyteční?

Výsledkem by se měla stát optimalizace a příprava průmyslu 4.0. Systematická analýza pracovního prostředí lidí a moderních technologií hledá kompromis, aby obě strany fungovaly efektivně. Výsledkem studie jsou navržené praktické pokyny zaměřené na změny v prostředí malých a středních podniků.[4]

Pozitiva průmyslu 4.0

Průmysl 4.0 je cesta pokroku. Zvyšuje se nabídka i poptávka, a dokonce až o 30 % se zvyšuje produkce. Továrny směřují k tomu, aby se z nich staly tzv. “chytré továrny”, které jsou klíčovým prvkem přechodu k digitalizovanému a automatizovanému podnikání.[5] V chytrých továrnách spolu komunikují lidé se stroji a stroje s lidmi a následně musí všichni komunikovat se zdroji. Výsledkem je rychlejší, efektivnější a inovativnější postup výroby. Od zaměstnanců se očekává větší zapojení do chodu podniku hlavně svojí aktivitou a vloženou kreativitou. Výhodou je také časté testování produktu, které dokáže odhalit chyby výrobku ještě v zárodku. Skrze jednu společnou platformu firmy lze sledovat proces výroby a kontrolovat navržený design, aby odpovídal funkčním požadavkům.[6]

Dalším nečekaným pozitivem jsou nové pracovní příležitosti například podle organizace International Federation of Robotics vytvoří v letech 2017 až 2020 jen v potravinářském průmyslu 70 000–90 000 nových pracovních míst. Samozřejmě s průmyslem 4.0 přichází i propouštění, to se týká zejména osob, které provádí práci s opakujícími úkony, takovou práci dokážou zastat roboti. Velké mezinárodní firmy se pokoušejí o tzv. firmu bez světel, která by byla plně automatizovaná. K tomuto cíli se blíží například firma Philips, jenž provozuje v Nizozemí továrnu jen s 9 specialisty výstupní kontroly.[7]

K nedílné součásti průmyslu 4.0 patří internet věcí (IoT). Jedná se o fyzickou síť, která je propojená senzory a softwarem s dalšími technologiemi. Po připojení k internetu jsou schopny všechny propojené komponenty spolu komunikovat a vyměňovat si data v reálném čase. S využitím cloudových úložišť je možný přístup k datům odkudkoliv a je možné operace optimalizovat na základě poznatků z jiných zařízení. Tento systém tedy šetří čas i peníze. [8]

Problémy průmyslu 4.0

S rychlou, ač efektivní výrobou, přicházejí i negativní stránky tohoto pokroku. Naprosto očividným problémem je zvyšující se nezaměstnanost lidí, kteří se nedokážou přizpůsobit novým nárokům na práci. Nástup nových technologií přeje hlavně mladším lidem nebo lidem, kteří jsou ochotni se učit nové věci.[9] Je zde velká pravděpodobnost zvětšování sociální nerovnosti. Zvyšují se nároky na měkké kompetence a celkovou profesní provázanost. Prioritou by se měla stát ochrana citlivých dat. Data se stávají cennou surovinou a přístup k nim by měl být chráněný. Firmy by měly dbát na ochranu všech osobních údajů. Osobní údaje by měly být zašifrované a přístupné jen pro vedení firmy. Firmám, ale i státním podnikům a výrobnám hrozí cílené hackerské útoky.[10] Mezi datové problémy patří i obrovský nárůst dat, který je nutné zpracovat. Data jsou generována z více zařízení a rostou větším tempem v různých formátech. Je tedy nutné chápat a rozumět algoritmům, které slouží k jejich třídění, aby bylo možné data kombinovat a porovnávat. Další problém je interoperabilita. Nedostatečné oddělování protokolů, komponent a systémů vede ke zpomalování inovací ve společnosti.[11] A v neposlední řadě nesmíme zapomenout na selhání lidského faktoru. Lidé mají v průmyslu 4.0 stále své místo, i když hodně pozměněné. Chytré továrny jsou závislé na správném zadávání a ovládání výroby. I malá chyba může znamenat velký problém.[12]

Průmysl 4.0 ve vzdělávání

Čtvrtá průmyslová revoluce progresivně proměňuje trh práce. Dnešní děti budou pravděpodobně pracovat na pozicích, které ještě neexistují. Vzdělávací reforma je proto nevyhnutelná. Začíná se mluvit o tzv. vzdělávání 4.0, které zatím není jasně definováno. Vichian Puncreobutr o něm mluví v článku Education 4.0: New Challange of Learning jako o nové inovativní éře, ve které krom rozvíjení dovedností pro 21. století musíme také rozvíjet dovednosti pro budování inteligentního národa skrze inteligentní lidi, kteří mají kritické myšlení, informační a mediální gramotnost, kariérní a vzdělávací dovednosti, a především dokážou být kreativní a inovativní.[13]

Vzdělávání 4.0 pracuje s myšlenkou převedení běžné výuky do e-learningových kurzů a online hodin. Bylo by tedy možné studovat kdekoliv a kdykoliv. Pandemie koronaviru tuto vizi otestovala a potvrdila, že online výuka může fungovat, zároveň ale ukázala, jak je na tuto situaci školství nepřipravené. Další vizí vzdělávání 4.0 je personalizované učení v závislosti na schopnosti studenta. Pro každého studenta by existoval vlastní studijní plán, kterým by procházel vlastním tempem. Učitelům by tento plán pomohl identifikovat silné a slabé stránky studenta. Tento princip individuálního vzdělávání již částečně aplikují různé soukromé školy. Vzdělávání 4.0 se samozřejmě neobejde bez využití technologií. Vzdělávací nástroje by studenti využívali ve všech předmětech. Studenti by si sami vybírali, které nástroje využijí. Se vzděláváním 4.0 je nutné změnit nejen osnovy, ale i celkovou metodologii výuky. Jedním z prvních kroků k modernímu vzdělávání je nutnost aktualizovat výuku informačních technologií, rozšířit a zvýšit hodinovou dotaci těchto hodin a provázat ji s dalšími předměty. Zároveň je ale třeba redukovat učivo v jiných oblastech vzdělávání. Za posledních několik let se zvedl nárůst soukromých základních škol, které dokážou reagovat rychleji na požadavky moderní společnosti. Právě pomalu reagující vzdělávací systém, který momentálně nastává v oblasti strojírenství a průmyslu, může za nedostatek kvalifikovaných lidí.[14]

Průmysl 4.0 v Česku

V době Rakouska-Uherska se z Českých zemí stala průmyslová velmoc, až 70 % výroby probíhalo u nás. V současnosti tvoří průmysl přibližně 32 % HDP. Z technologického hlediska je na tom Česká republika velmi dobře, bohužel z hlediska personalistiky není situace nejrůžovější. Lidé nejsou systematicky připravování na nové kompetenční nároky. Průběh celé průmyslové revoluce je nutné vnímat jako celospolečenskou výzvu.[15]

V roce 2017 vznikla v České republice Aliance 4.0, jedná se o expertní skupinu, která se snazší o implementaci myšlenky průmyslu 4.0 do výrobních firem. Aliance 4.0 se nespoléhá na pomoc státu. Sami vytvářejí strategie na osvětu a pomoc manažerům různých firem, aby se snáze orientovali v moderních přístupech. Česko se dle průzkumu společnosti EY z roku 2017 nachází v počtu robotů nad světovým průměrem. Průměr Mezinárodní federace robotiky činí 69 robotů na 10 tisíc obyvatel. Česká republika má 93 robotů na 10 tisíc obyvatel. Většina této technologie je zastoupena v automobilovém průmyslu. Průmysl 4.0 není jen o robotech. Pro vytvoření přirozeného rozvoje je důležité vést firmy ke společnému sdílení, některých pracovních postupů a integrovat zahraniční inovace. V Česku je vhodné prosadit automatizaci hlavně ve farmacii, logistice, ve slévárenství a dalších podobných odvětvích. Jsme tedy na správné cestě, ale k cíli máme ještě daleko.[16]

Pokrok nebo zánik

Je jasné, že průmysl 4.0 a s ním spojený pokrok má mnoho výhod i úskalí. Jako největší problém vidím ochranu přírody. Některé slavné osobnosti se k pokroku vyjádřili takto:

„…Věda sama způsobila polovinu problémů, které se teď snaží vyřešit. „Pokrok“ je krajní zlomyslnost Matky Země…”[17]

- Dan Brown

„Rozumný člověk se přizpůsobuje světu kolem sebe. Nerozumný se vytrvale snaží přizpůsobovat svět sobě. Proto veškerý pokrok závisí na nerozumných lidech“[18]

- George Bernard Shaw

„Vlk by dneska žil stejně jak před tisíci lety, zatímco člověk ve svý podělaný aroganci říká škodám, který páchá, pokrok.“[19]

- Werner J. Egli

Nepoužívají stejná slova, ale myšlenka je stejná. Příroda by byla o mnoho zdravější, kdyby nebylo lidského pokroku nebo kdyby se lidé, alespoň v průběhu let více snažili žít s přírodou v míru. V posledních několika letech se napříč vyspělými zeměmi ozývají různá předsevzetí například: Německo chce dosáhnout neutrality skleníkových plynů do roku 2045.[20] Jak je možné, že jsou takové sliby a předsevzetí nutné?

Každá z průmyslových revolucí přinesla něco pozitivního i negativního. Mezi negativa jistě patří první továrny, které začaly s masivní produkcí skleníkových plynů. Za pozitivní by se dala označit zlepšující se kvalita života pro občany střední třídy. Bohužel, na úkor nejnižší pracující třídy, která byla nucena žít v bídných podmínkách s minimálním platem. Pro životní prostředí začala být problémová pásová výroba, která odstartovala rychle se rozvíjející výrobu. Začalo vznikat velké množství odpadu a oxidu uhličitého a dusného. Se světovými válkami přišla i velkovýroba zbraní a využívání toxických látek. Mezi největší katastrofy se řadí jaderné testy, nehody v jaderných elektrárnách, atomové výbuchy bomb a vesmírné programy.[21]

Nutností se musí stát ochrana klimatu a životního prostředí. V prosinci 2015 byla v Paříži přijata Rámcová úmluva OSN o změně klimatu, jedná se o novou mezinárodní dohodu. Od roku 2020 se od ní má odvíjet klimatická politika EU a dalších zemí světa. Tyto pokusy o ochranu životního prostředí odstartovaly v roce 1988 program OSN pro životní prostředí. Program v současné době sdružuje vědce ze 195 států. První oficiální hodnotící zprávu vydali v roce 1990. Velkým milníkem se následně stal „Summit Země” v roce 1992, kde se sešli zástupci 170 zemí světa. Oficiálně zde byla přiznána vážnost klimatických změn. Úmluva obsahuje pravidla pro udržení a snížení skleníkových plynů v ovzduší. Na dalším setkání smluvních stran byl přijat v roce 1997 tzv. Kjótský protokol, který poprvé stanovil závazné cíle. Zavazuje hlavně vyspělé státy ke snížení emisí skleníkových plynů. Česká republika se k tomuto protokolu připojila až v roce 2001.[22] Jednou z nejočekávanějších politických událostí roku 2015 se stala velmi diskutovaná konference v Paříži. Po několika týdenních jednání se členské země zavázaly dokonce století udržet globální oteplování pod hranicí 2 °C a pokusí se o ještě větší snížení na 1,5 °C. [23]

Závěr

Stále stojíme na počátku průmyslu 4.0 a je tedy brzo k posuzování výhod a nevýhod. Všechny pozitiva a negativa musíme nyní brát pouze jako předpokládanou budoucnost. Měli bychom se tedy zaměřit na to, co je teď. Momentálně bychom se měli nejvíce zaměřit na proměnu vzdělávání. Pokud se nezmění přístup ke vzdělávání, ani nejlepší technologie nám nepomohou k lepšímu životu. Jinak bychom měli přistupovat k životnímu prostředí a zdrojům, které z něj čerpáme. Všechny doly jednou zůstanou prázdné a pokud se nezačneme chovat jinak, bude pokrok naším koncem a průmysl 5.0 se nedočkáme.

[1] Jak rozumět konceptu Průmysl 4.0. Svaz průmyslu a dopravy České republiky: Hospodářská politika [online]. 19. 8. 2019 [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://www.spcr.cz/aktivity/z-hospodarske-politiky/12973-jak-rozumet-konceptu-prumysl-4-0

[2] BALOG, M M a S E DEMIDOVA. Human Capital Development in the Context of the Fourth Industrial Revolution. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science [online]. 2021, 666(6) [cit. 2021–5–17]. ISSN 1755–1307. Dostupné z: doi:10.1088/1755–1315/666/6/062120

[3] WANG, Shuhong, Yuqing HE a Malin SONG. Global value chains, technological progress, and environmental pollution: Inequality towards developing countries. Journal of Environmental Management [online]. 2021, 277 [cit. 2021–5–17]. ISSN 03014797. Dostupné z: doi:10.1016/j.jenvman.2020.110999

[4] DOYLE KENT, Mary a Peter KOPACEK. Do We Need Synchronization of the Human and Robotics to Make Industry 5.0 a Success Story? DURAKBASA, Numan M. a M. Güneş GENÇYILMAZ, ed. Digital Conversion on the Way to Industry 4.0 [online]. Cham: Springer International Publishing, 2021, 2021–10–26, s. 302–311 [cit. 2021–5–17]. Lecture Notes in Mechanical Engineering. ISBN 978–3–030–62783–6. Dostupné z: doi:10.1007/978–3–030–62784–3_25

[5] VALÁŠEK, Michael. Co může Průmysl 4.0 přinést průmyslu v Českých zemích? Technický týdeník [online]. Praha: Fakulta strojní ČVUT, 23. březen 2018 [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://www.technickytydenik.cz/rubriky/plasty/co-muze-prumysl-4-0-prinest-prumyslu-v-ceskych-zemich_43752.html

[6] Průmysl 4.0. Technodat [online]. 2018 [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://www.prumysl-4.cz/

[7] MUSÍLEK, Slavoj. Trend Průmysl 5.0 k továrnám bez lidí nesměřuje. Vše o průmyslu [online]. General Manager Universal Robots, leden 29, 2018 [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://www.vseoprumyslu.cz/robotizace/kooperativni-roboty/trend-prumysl-5-0-k-tovarnam-bez-lidi-nesmeruje.html

[8] MARR, Bernard. What is Industry 4.0? Here’s A Super Easy Explanation For Anyone. Forbes [online]. Sep 2, 2018 [cit. 2021–5–25]. Dostupné z: https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2018/09/02/what-is-industry-4-0-heres-a-super-easy-explanation-for-anyone/?sh=4f3702779788

[9] Jak rozumět konceptu Průmysl 4.0. Svaz průmyslu a dopravy České republiky: Hospodářská politika [online]. 19. 8. 2019 [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://www.spcr.cz/aktivity/z-hospodarske-politiky/12973-jak-rozumet-konceptu-prumysl-4-0

[10] Známky toho, že počítač byl napaden hackery. Norton [online]. 05. 03. 2021 [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://support.norton.com/sp/cs/cz/home/current/solutions/v109569350

[11] The Fourth Industrial Revolution: Industry 4.0 Challenges and Opportunities for Your Business. Stefanini Group [online]. January 05, 2021 [cit. 2021–5–25]. Dostupné z: https://stefanini.com/en/trends/news/the-fourth-industrial-revolution-industry-4-0-challenges-and-opp

[12] Utajené problémy Průmyslu 4.0. Computer world: Deník pro IT profesionály [online]. 08. 04. 2018 [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://computerworld.cz/technologie/utajene-problemy-prumyslu-4-0-54606

[13] PUNCREOBUTR, Vichian. Education 4.0: New Challenge of Learning. St. Theresa Journal of Humanities and Social Sciences [online]. 2016, July-December 2016, 2(2), 92–97 [cit. 2021–5–25]. Dostupné z: file:///Users/alenabulvova/Desktop/96–439–1-PB.pdf

[14] What is Education 4.0? How you can adapt to this learning environment? Future Ready Education: The landscape of Education 4.0 [online]. April 8, 2019 [cit. 2021–5–25]. Dostupné z: https://www.futurereadyedu.com/what-is-education-4-0-how-you-can-adapt-this-in-the-learning-environment/

[15] KAŠPAROVÁ, Jana, ed. Průmysl 4.0, Vzdělávání 4.0, Práce 4.0 a Společnost 4.0: učební text. Praha: Sondy, 2017. ISBN 978–80–86809–23–6.

[16] KAŠPAROVÁ, Jana, ed. Průmysl 4.0, Vzdělávání 4.0, Práce 4.0 a Společnost 4.0: učební text. Praha: Sondy, 2017. ISBN 978–80–86809–23–6.

[17] BROWN, Dan. Andělé a démoni. Vydání v tomto překladu čtvrté. Přeložil Michala MARKOVÁ. Praha: Argo, 2016. ISBN 978–80–257–1707–3.

[18] SHAW, Bernard. Man and superman: a comedy and a philosophy. Copyright edition. Leipzig: Bernhard Tauchnitz, 1913. Collection of British authors.

[19] EGLI, Werner J. Volání vlka. Přeložil Jiří STACH, ilustroval Jiří PETRÁČEK. Praha: Amulet, 2001. Eldorádo. ISBN 80–86299–80–5.

[20] Německo plánuje dojít k uhlíkové neutralitě do roku 2045. Irozhlas.cz [online]. Berlín, 5. května 2021 [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://www.irozhlas.cz/zpravy-svet/nemecko-uhlikova-neutralita-emise-olaf-scholz-sklenikove-plyny-ekologie-evropska_2105052152_dok

[21] CEJNAROVÁ, Andrea. Od 1. průmyslové revoluce ke 4. Technický týdeník [online]. 4. červen 2015 [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://www.technickytydenik.cz/rubriky/ekonomika-byznys/od-1-prumyslove-revoluce-ke-4_31001.html

[22] Historický přehled klimatických jednání. Evropská komise: Zastoupení v České republice [online]. [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://ec.europa.eu/czech-republic/news/focus/ochrana_klimatu_cop21/historicky_prehled_jednani_o_klimatu_cs

[23] 7. d Paris Agreement. United Nations: Treaty Collection [online]. Paris, 12 December 2015 [cit. 2021–5–17]. Dostupné z: https://treaties.un.org/pages/ViewDetails.aspx?src=TREATY&mtdsg_no=XXVII-7-d&chapter=27&clang=_en