2017. július: jegyzet, bioinformatika, portré, lézer, építés, tudomány, agykutatás, logisztika, it, innováció, fenntarthatóság, hulladékgazdálkodás, zöldkörnyezet, energiagazdálkodás, kiállítás/konferencia, megújuló energia
2017. július 4.

Szerző:
Bogdán Zoltán

Logisztika 4.0 – és ami mögötte van

Ma már egyre gyakrabban nem modern vagy 21. századi logisztikáról beszélünk, hiszen a „Logisztika 4.0” igazi erőt, dinamizmust sugalló kifejezés, amely ráadásul szinte elválaszthatatlanul összekapcsolódik a nagy karriert befutó Ipar 4.0-val. Mögöttük pedig felsejlik a negyedik ipari forradalom világformáló, kissé fenyegető árnya. A logisztika globális és hazai jövőjéről Kádár Botonddal, az MTA Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet (SZTAKI) tudományos főmunkatársával, illetve Bóna Krisztiánnal, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Anyagmozgatási és Logisztikai Rendszerek Tanszék vezetőjével beszélgettünk.


Ahhoz képest, hogy az Ipar 4.0 (Industrie 4.0) ki­fejezést alig öt évvel ezelőtt találták ki Németországban, viharos gyorsasággal söpört végig a kontinensen, és ma már széles körben az ultra­modern (digitális, hálózatos) ipar szinonimájaként használják. Nem sokkal utána megjelent és hozzátapadt a Logisztika 4.0 kifejezés is, ami szinte magától értetődik, hiszen sem a gyárkapun belüli ipari termelés, sem a gyárkapun kívüli ellátási láncok nem képzelhetők el hasonló fejlettségű logisztika nélkül. A szakemberek persze tudják, hogy ez így van már évtizedek óta, csak abban az időben még nem nevezték 2.0-nak vagy 3.0-nak az akkori legfejlettebb ipari és logisztikai megoldásokat. A nagyközönség viszont szereti a látványosan leegyszerűsített üzeneteket, mint amilyen ez a 4.0-s címke, így az polgárjogot nyert, legalábbis az Európai Unióban. Az Egyesült Államokban inkább a „kiber-fizikai rendszerek” (Cyber-Physical Systems) elnevezést használják, Kínában viszont nem címkéznek, hanem szakadatlanul gyártanak és fejlesztenek, mert tudják, hogy ez az európai „visszaiparosítás” tulajdonképpen az ő bőrükre megy.

A digitalizált, automatizált, robotizált üzemcsarnokokban drónok röpködnek majd a dolgozók feje fölött – ha lesz még szükség emberekre.

Anélkül, hogy belemennénk a „hány ipari forradalom volt eddig?” című vitába, annyit leszögezhetünk, hogy a 21. században valóban forradalmi változások történnek a termelés világában, amit most már közmegegyezéssel negyedik ipari forradalomnak hívunk. Ez leginkább arról szól, hogy a gépek és eszközök összekapcsolódnak, a gazdaság hamarosan egyetlen hatalmas, intelligens információs rendszerbe integrálódik.

Alapfogalmak
Már a „hagyományos” logisztika is sokkal több, mint egyszerű szállítás és raktározás. Bizonyos esetekben már az alapanyag kitermelésének a megszervezése is ide tartozik, ezenkívül a cégek közötti külső, valamint a komplett belső áruszállítást, anyagmozgatást, raktározást, rakodást, anyagellátást, áruelosztást és hulladékkezelést is magában foglalja. Ezekre épül rá a Logisztika 4.0. A 21. századi logisztikusoknak tehát egyaránt érteniük kell a logisztikai, áruszállítási, informatikai és vállalatirányítási rendszerekhez, a raktártechnológiához, az anyagmozgató gépekhez, eszközökhöz, berendezésekhez, magától értetődően az ellátási hálózatokhoz, és legújabban már az úgynevezett „zöld” logisztikához is.

Az Ipar 4.0 egy olyan német/európai koncepció, amely e forradalom kihívásaira ad erőteljes válaszokat, mégpedig elsősorban az ipari folyamatok teljes digitalizációjával és hálózatosodásával, az információs technológia és az automatizálás egyre szorosabb összefonódásával. Közvetlen cél, hogy megállítsák az európai ipari gyártás leépülését, illetve elmozduljanak a magasabb hozzáadott értékű termelés felé. A logisztika meg, mondhatni sziámi ikerként követi az ipart ezen az izgalmas, bár egyelőre felderítetlen és beláthatatlan úton – miközben neki a gyárkapukon kívül is rendkívül fontos szerepe van. Merthogy az Ipar 4.0 nem egy elméleti konstrukció, legfontosabb feladata a termékek költséghatékony gyártása, ezeket a cikkeket aztán valamilyen úton-módon el is kell juttatni a felhasználókhoz, a fogyasztókhoz. Ennek az útnak és módnak a kitalálása jelenleg a logisztika legfontosabb feladata.

Kutatásban jók vagyunk

Noha a magyar ipar és logisztika nem arról híres, hogy high-tech eszközökkel és berendezésekkel árasztja el a világpiacot, van egy olyan szegmens, ahol komoly tényezőként tartanak számon bennünket, és ez a kutatás. A legendás „magyar mérnökagy” némi túlzással egy közepes teljesítményű számítógéppel képes olyan eredményeket produkálni, amelyre vevők a világ legfejlettebb cégei is.

Az MTA SZTAKI egyik legnagyobb, legproduktívabb egysége a 45 fős Mérnöki és Üzleti Intelligencia Kutatólaboratórium, ahol gyártási és logisztikai (Logisztika 4.0-s) problémák megoldásával foglalkoznak a mérnökök, matematikusok és informatikusok. Kádár Botond tudományos főmunkatárs osztja meg velünk, hogyan is látszik erről a helyről a logisztika világszintű átalakulása.
Az természetesen senkit nem lephet meg, hogy a megrendelőik jelentős része nagy külföldi (esetleg Magyarországon termelő) cég, elsősorban nekik van ugyanis stabil igényük (és pénzük) azokra az alkalmazott kutatási eredményekre, amelyeket a labor produkál. Rajtuk kívül erős középvállalatoktól is kapnak feladatokat, sőt feltörekvő, teljesen magyar tulajdonú cég is jelentkezett már náluk. A kimagasló szellemi teljesítmény mellett értelemszerűen a szolgáltatás kiemelkedő ár-érték aránya (magyarul viszonylagos olcsósága) is sokat nyom a latban, viszont rossz munkát a logisztikában is csak egyszer lehet eladni.
Ami a konkrét megbízási projekteket illeti, általános tapasztalatuk, hogy egyre kevesebb a „rutinfeladat”, és egyre több köthető az Ipar vagy a Logisztika 4.0-hoz. Csak a csoport egy kisebb része foglalkozik a „klasszikus”, gyáron kívüli, hálózatos logisztikával, a fő erősségük a gyárkapun belüli logisztikai problémák megoldása.
A hálózatos kutatás-fejlesztési projekt megrendelője általában egy olyan nagyobb, dinamikusan erősödő cég, amelynek logisztikai problémái keletkeznek, mondjuk, a beszállítóival. A labor munkatársai digitálisan leírják és modellezik a hálózatot, a gyártási és logisztikai folyamatokat, majd a végén megoldási javaslatot tesznek, hogyan kell átalakítani az egész rendszert, milyen fejlesztéseket kell elvégezni, hogy az alapanyag vagy az alkatrész megfelelő minőségben és kellő időben mindig megérkezzen. Ennek egy variációja, amikor a tervezőknek konkrétan ki kell számítaniuk, hogy egy adott beszállító cég percre pontosan mikor, milyen bontásban és mennyiségben tegye le a gyár „kapujába” az adott alkatrészt, hogy a gyártósor a hét minden napján 24 órában működőképes legyen, és ne fordulhasson elő milliós károkat okozó leállás. Ilyenkor egy hálózatba kötött, okos (a későbbiek során esetleg majd vezető nélküli) kamion is jó szolgálatot tesz: összeveti a közleke­dési helyzetről szóló információkat a menetrenddel, majd nem előbb és nem utóbb érkezik a gyárba az előírtnál, mert mind a kettő gondot okozna.

Egy adatchippel ellátott alkatrész rácsatlakozhat a lokális hálózatra, így önmagát viszi tovább információként, adatként a következő munkaállomásra.

Mindezt leírni sokkal könnyebb, mint megvalósítani – és ez fokozottan igaz fő tevékenységi körükre, a gyáron belüli logisztikára, amely manapság már szinte elválaszthatatlanul összeforr az Ipar 4.0 problémakörével. Tulajdonképpen csak erőszakkal lehetne szétválogatni a különböző gyártástervezési, gyártásirányítási, gyártásoptimalizálási, ütemezési és szállítási folyamatokat, melyikben mennyi a gyártás és mennyi a logisztika. Az megkérdőjelezhetetlen, hogy termékeket, anyagokat, félkészárukat az egyre inkább automatizált, robotizált, digitalizált gyáron belül is el kell juttatni A-ból B pontba, elő kell készíteni egy munkaállomásra. Természetesen minél gyorsabban, hatékonyabban és olcsóbban, fennakadás nélkül. Mindehhez megfelelő információval kell rendelkezni, amelyet a keletkező hatalmas mennyiségű adatból kell kiszűrni. A kutatók feladata itt is egy olyan rendszermodell kialakítása, amely zökkenőmentessé teszi ezt a belső logisztikát.
Ez már az Ipar 4.0 előtt is így volt, de a robotizáció, az IoT (Inter­net of Things) eszközök, a hálózatok, az okos szenzorok, a felhő alapú adatok, a Big Data, az M2M (Machine-to-Machine) kommunikáció mindezt lényegesen magasabb szintre emeli. A jövőben egyre jellemzőbbé válik, hogy azokkal a tárolási kapacitásokkal, kommunikációs technológiákkal, amelyekkel egy Ipar 4.0-s üzem rendelkezik, sokkal részletesebben és pontosabban végig lehet követni valamilyen termék útját a gyártási és logisztikai láncban. Egy adatchippel ellátott alkatrész, amely majd valamibe beépül, miután rácsatlakozott a lokális hálózatra, mintegy önmagát viszi tovább információként, adatként a következő munkaállomásra. Gyakorlatilag „el tudja mondani”, mikor, hol, mi történt vele. Ennek ma még kissé utópisztikus oldalága, hogy az alkatrész az első gépi művelet után önmaga dönti el, hogy egy robottargoncával melyik munkaállomáshoz megy tovább, és rugalmasan változtat, ha netán egyik vagy másik gép kiesik.
A szűken vett gyártási logisztikában is jóval több döntési pont jöhet létre: valamivel gyorsan álljanak le, mert arra már nincs megrendelés, esetleg tegyék félre, mert befutott valami fontosabb. Régebben, ha elindítottak egy munkafolyamatot, a termék mindenképpen elkészült, utána raktározták, ami tetemes idő- és pénzveszteséget jelentett.

A gyártási logisztikában egy adatchippel rendelkező alkatrész az első gépi művelet után önmaga dönti el, hogy egy robottargoncával melyik munkaállomáshoz megy tovább, és rugalmasan változtat, ha netán egyik vagy másik gép kiesik.

Talán hangsúlyozni sem kell, hogy e folyamatok során hatalmas mennyiségű adat (Big Data) keletkezik, amelynek feldolgozása, értékelése, majd modellezése, a megfelelő algoritmus megtalálása nagyon komoly fejlesztői, kutatói feladat. Olyannyira, hogy ezen alkalmazott kutatási feladatok mögé (elé) gyakran kife­jezett alapkutatás szükségeltetik, mondjuk, egy olyan matematikai modell vagy bizonyítás, amely korábban még nem létezett. Az említett feladatokból származtatható, kutatást is igénylő feladatok igen fontosak a labor számára, hiszen ezekből a problémamegoldásokból születnek meg azok a tudományos cikkek, amelyekre majd hivatkozni lehet, illetve az esetleg még hiányzó PhD-k. Hiszen egy akadémiai kutatóintézetben a munkatársakat a kutatási eredményeik és nem az intézetnek szerzett árbevétel alapján értékelik.

Globális megatrendek

A BME logisztikai tanszéke az egyik legjobb helyszín arra, hogy a Logisztika 4.0-ról, illetve a logisztikai „megatrendekről” tudjunk meg újdonságokat. Nemcsak azért, mert évtizedes felhalmozott tudásra építhetnek, nemzetközi kapcsolatokkal, saját kutatólaborral és hamarosan egy kiválósági központtal is rendelkeznek, hanem mert naponta szembesülnek azzal az égető kérdéssel: mit is tanítsanak a jövő logisztikai mérnökeinek, amit még öt, tíz vagy éppen húsz év múlva is használni tudnak.

Logisztika 2050-ben
Nem konkrét, lineáris jövőképet, hanem öt lehetséges forgatókönyvet vázol fel a Deutsche Post DHL által kidolgozott, Logisztika 2050-ben című tanulmány, amelyet a szakmában a legjobbnak, legátfogóbbnak tartanak. 1. Elszabadult gazdaság – az összeomlás veszélye; 2. Megahatékony megavárosok; 3. Testre szabott megoldások; 4. Bénító protekcionizmus; 5. Globális rugalmasság – lokális alkalmazkodás.
A fő kérdés, hogy a következő évtizedekben képes lesz-e az embe­riség egy fenntartható, együttműködő világgazdaság megterem­tésére vagy éppen ellenkezőleg: jön a klímakatasztrófa, a bezár-kó­zás, a széttagoltság? Biztató hír lehet a szakmának, hogy a logisztikai szolgáltatások iránti igény szinte mindegyik forgatókönyv szerint jelentős mértékben nőni fog – bár alapvetően más és más kihívásoknak kell majd megfelelniük.

Bóna Krisztián tanszékvezető ez utóbbi kérdésre frappáns választ ad: „A hallgatókkal természetesen megismertetjük az alap­vető rendszereket, technológiákat és hálózatokat, de tulajdonképpen leginkább arra kell felkészíteni őket, hogy a jövőben bármilyen körülményhez rugalmasan alkalmazkodjanak. Harminc éve még nem volt internet vagy mobiltelefon, ma egy komplett, hálózatra kötött számítógépet hordunk a zsebünkben. Ezek az eszközök, mint tapasztaljuk, tökéletesen megváltoztatták a világot és benne a logisztikát – a három évtizeddel ezelőtt végzett kollégák pedig még ma is dolgoznak közöttünk. Pedig az elmúlt időszakban csak egy »normális« fejlődést tapasztalhattunk, a negyedik ipari forradalomban a technológia fejlődése lineárisból exponenciálisba csap át, még csak nem is sejtjük, milyen irányokban és milyen következményekkel. Az viszont erősen valószínűsíthető, hogy a jövő logisztikai mérnöke majdhogynem informatikus lesz – igaz, részben már ma is az.”
A rutinos oktató javasolja, hogy szűkítsük le a megatrendekről szóló kérdéskört, hiszen a logisztika szinte észrevétlenül annyira átszövi már a mindennapi életünket, hogy csak a főbb szegmensek jellemzése is átláthatatlanná tenné a cikket. Az Ipar 4.0-val legközelebbi kapcsolatban lévő gyártási hálózat például jóformán egy külön világ, ráadásul a beszállítók is külön gyárak, külön hálózattal. Azután a gyár és a vevő között ott van még egy bonyolult és kifinomult értékesítési hálózat is. Így alakul ki a hálózatok fizikai és virtuális hálózata.
A terméket mindenképpen tárolni, mozgatni kell, különböző logisztikai csomópontokra eljuttatni, hogy megérkezzen a boltba, majd hozzám, a fogyasztóhoz. Közkeletű tévedés, hogy a logisztikai hálózatot a közlekedési hálózattal azonosítják. A logisztika sokkal több annál a szállítóeszköznél, amely az árut az egyik raktárból a másikba viszi. A virtuális logisztikai hálózaton belül hihetetlen mennyiségű adat áramlik, amelyek feldolgozása és értékelése után realizálódik csak a fizikai valóságban is a termék A pontból B-be juttatása. Ez már részben ma is így van, de a jövőben sokszorosan „ígyebb” lesz: a hálózatba kötött IoT eszközök, a robotika-kobotika, a virtuális valóság, a mesterséges intelligencia, a 3D nyomtatás, a drónok stb., az Ipar 4.0-val összefüggésben a logisztika területét is meghódítják és átalakítják.
Ha nem gyártói, hanem fogyasztói szemszögből nézzük a glo­bá­lis logisztikát, a legnagyobb kihívás egyértelműen az e-kereskedelem (e-commerce) robbanásszerű fejlődése. A különböző web­áruházak és shopok forgalma már évek óta exponenciálisan nő, és szemlátomást még csak a folyamat elején járunk. A fogyasztót természetesen nem a háttérben sistergő technika érdekli, csak az, hogy ha az oldalon kiválasztotta, megrendelte, majd kifizette az árut, egy héten belül kapja meg a megadott címre a csomagot. (Az áruszállító drónok bizonyos jogszabályi akadályok miatt egyelőre még az Egyesült Államokban is leke­rültek a napirendről.) A fogyasztó döntését a legkevésbé sem befolyásolja, hogy ezt az árut egy Ipar 4.0-s európai üzem, egy 3D-s nyomtató vagy Kínában egy félautomata rendszer gyártotta le, robottargonca szállította-e az autonóm kamionhoz vagy kézzel csomagolták, hogyan került be az adata a Big Data hálózatba, a kütyüje pedig az európai raktárba. Csak az a lényeges, hogy a jó minőségű és olcsó áru minél gyorsabban eljusson hozzá.

A virtuális logisztikai hálózaton belül hatalmas mennyiségű adat áramlik, amelyek feldolgozása és értékelése után realizálódik csak a fizikai valóságban is a termék A pontból B-be juttatása.

Az sem izgatja, hogy az ingyenes („free shipping”) szállítást ennyi idő alatt csak méregdrága repülővel lehetne teljesíteni Kínából, hiszen szemlátomást megoldják valahogy. A Távol-Keleten ugyanis már a gyakorlatban alkalmazzák a Logisztika 3.0-t vagy 4.0-t: a webáruházakból az üzemekbe kerül a megrendelés (adat), onnan a csomagolóba, majd a helyi raktárakba az áru (anyagáram), óriási konténerhajók szállítják az európai vagy amerikai kikötőkben létrehozott logisztika hálózati csomópontokba (gateway-ek) az árut, hogy elhelyezzék a készleteket a gigantikus raktárakban. Innen érkezik azután meg Budapestre másfél hónap helyett néhány nap alatt a költséghatékony kínai áru. Kipróbált és jól működő globális gyártási és logisztikai hálózat ez, amely mögött intelligens megoldások és hatalmas hierarchikus szolgáltatói rendszerek vannak. Bizony, nagyon össze kell szedni magát az EU-nak, ha vissza akarja szerezni a pozícióit.

A Távol-Keleten már a gyakorlatban alkalmazzák a Logisztika 3.0-t vagy 4.0-t. A webáruházakból az üzemekbe kerül a megrendelés, onnan az áru a csomagolóba, majd a helyi raktárakba, utána óriási konténerhajók szállítják az európai vagy amerikai kikötőkben létrehozott logisztika hálózati csomópontokba, hogy elhelyezzék a készleteket a gigantikus raktárakban. Innen érkezik másfél hónap helyett néhány nap alatt a költséghatékony kínai áru a vevőhöz.

A tanszékvezető szerint a logisztikai „megatrendek” között talán fölösleges is külön megemlíteni a hálózatosodást, hiszen minden erről szól, minden efelé mutat. Több kérdést vet fel a fenntarthatóság és a környezetvédelem, amely főleg a fosszilis energiahordozókat használó szállítóeszközöket érinti. Az úgynevezett city logisztikában öt-tíz éven belül valószínűleg átveszik a hatalmat az elektromos furgonok és teherautók, de már nincs messze az az idő, amikor megjelennek az első elektromos kamionok és szállítóhajók, illetve ezek autonóm (vezető nélküli) formái.

Nincs messze az az idő, amikor megjelennek az első elektromos kamionok és szállítóhajók, és ezek vezető nélküli formái melyek környezetkímélő ódon szállítják majd az árukat

Különös figyelmet kell fordítani a 3D-s nyomtatásra és a drónokra is, mert minden bizonnyal meg fogják változtatni a világunkat, csak még nem tudjuk, pontosan hogyan. A 3D-s nyomtatók elterjedése valószínűleg gyökeresen át fogja alakítani az eddig megszokott anyagáramlási rendszereket, több alapanyagra lesz szükség, viszont kevesebb készterméket kell szállítani. A drónokat nem csak, illetve nem elsősorban csomagszállításra fogjuk használni, némi technológiai fejlesztés (és jogalkotói segítség) után hihetetlen módon el fognak terjedni a világban, nem lenne meglepő, ha tíz év múlva a gyárban is drónok röpködnének a dolgozók feje fölött. Feltéve, hogy az akkorra már tökéletesen digitalizált, automatizált, robotizált üzemcsarnokokban szükség lesz még emberekre…

Példakép a szomszédban

Magyarország a Logisztika 4.0 terén nincs reménytelen helyzetben. Bár a hazai nagyvállalatok meg a kis- és középvállalkozások egyelőre még csak ismerkednek az új ipari forradalom és az Ipar 4.0 által generált kihívásokkal és azok pénzügyi következményeivel, a megoldás bizonyos értelemben kézzel fogható közelségben van. A magyarországi hipermodern német autó- és egyéb gyárak már ma is a legmagasabb szintet képviselik a gyártási és a hálózati logisztika terén, és a vihargyors digitális átalakulásuk folyamatos. Ez pedig ugyanígy igaz a kiterjedt (részben magyar) beszállítói körre is. Egyebek mellett innen lehet és kell példát venni, vagy éppen csatlakozni a beszállítói programokhoz, mert az ipari forradalom és az Ipar 4.0 igen nagy valószínűséggel nem fog megállni az ország­határnál.•

 
Innotéka