Rewolucje krok po kroku

Warto zastanowić się dłużej nad tym zagadnieniem, choćby po to, aby określić jego wpływ na procesy produkcyjne, zmiany społeczne, a w szczególności koszty jego wprowadzenia – koszty nie tylko finansowe. Od dziesiątek lat przemysł ulega ewolucji. Jest ona powolna, lecz ciągła. Dotychczasowe rewolucje przemysłowe były kojarzone z przełomowymi odkryciami: ideą maszyny, elektrycznością czy komputerami. Czwarta rewolucja ściśle związana jest z automatyzacją, Internetem Rzeczy (IoT – Internet of Things) i robotyką. To, co łączy ją z poprzednimi rewolucjami, to fakt, że jej pojawienie się nie ogranicza się wyłącznie do hal produkcyjnych, a skutkuje zmianami na rynku pracy i życiu codziennym wielu z nas.

Rewolucja i jej charakterystyka

Rewolucja jako definicja w rzeczywistości oznacza jedno – zmiany. Podstawowymi parametrami tych zmian są tempo i generowane koszty. Bardzo często zmiany trwają długo (czyli ewoluują) i nie jesteśmy w stanie jednoznacznie wskazać punku początkowego. Czasami można określić jedynie, jakie zdarzenia wywołały szybki postęp, ale generalnie nie jest to proste zagadnienie. Można natomiast próbować wskazać czynniki lub rozwiązania, które są podstawowym generatorem progresu. Również warto pomyśleć o rewolucji w nieco szerszym kontekście – mianowicie w ujęciu obszarów i dziedzin, w których zmiany powodują kolejny skok w rozwoju. Analizując poprzednie i obecną rewolucję można wymienić trzy podstawowe takie obszary:

• wytwarzanie (produkcja, nowe materiały, urządzenia),
• transport (fizyczny i cyfrowy, w tym mobilność),
• zmiany społeczne (urbanizacja, relacje międzyludzkie, badania).

Wszystkie te zagadnienia możemy sprowadzić do wspólnego mianownika: stopniowe zastępowanie człowieka przez maszynę w celu ułatwienia pracy. Jednak przedstawione obszary i pojawiające się w nich nowinki nie zawsze są motorem zmian. W szczególności widać to w przypadku rewolucji czwartej, która w gruncie rzeczy jest wynikiem głębokich przemian społecznych w ujęciu globalnym (m.in. wynalezienia internetu). Aby zrozumieć przyczyny obecnej transformacji przyjrzyjmy się trzem poprzednim rewolucjom nie tylko pod kątem przemysłowym, lecz także społecznym.

Pierwsza rewolucja przemysłowa to pierwsze maszyny

Jest to okres, przypadający od końca XVIII do drugiej połowy XIX wieku, ale warto mieć świadomość, że z dobrodziejstw tych zmian korzystamy nadal. Pierwszy krok, który przyczynił się do pierwszej rewolucji, nie jest jednoznaczny. Z jednej strony mówi się, że było to odkrycie właściwości energetycznych – a nie tylko cieplnych – węgla, z następnym etapem, czyli wynalezieniem maszyny parowej. Natomiast z drugiej strony bardzo często wymienia się stworzenie maszyny przędzalniczej, umożliwiającej produkcję przędzy na skalę przemysłową. Dokładając do tego równania pojawienie się maszyny tkackiej można powiedzieć, że trzy elementy (maszyna przędzalnicza, parowa i tkacka) uruchomiły pierwszą rewolucję przemysłową. Tak naprawdę wspomniane odkrycia oraz ich kompilacje umożliwiły po raz pierwszy wysokowydajną produkcję w formie gniazda / stanowiska roboczego. W rozwiązaniu tym człowiek był punktem odniesienia prawidłowego działania systemu. To on nadawał rytm maszynie, a maszyna zwiększała jego zdolności produkcyjne. Pierwsza rewolucja przyniosła dynamiczny rozwój obszaru wytwarzania – zwiększania zdolności wytwórczych oraz obniżania kosztów stworzenia produktu. To właśnie wtedy po raz pierwszy pojawiła się definicja produkcji seryjnej.

Warto tutaj wspomnieć, że użycie węgla na skalę przemysłową spowodowało także rozkwit górnictwa, a potrzeba pozyskiwania stali do produkcji maszyn – hutnictwa. Następnym obszarem, podlegającym zmianom był transport, którego rozwój napędzała konieczność przewożenia dóbr, produkowanych na coraz większą skalę. Dzięki dostępowi do nowych wynalazków (maszyna parowa) i tańszego surowca (stal) oraz silnej potrzeby pozyskania nowych rynków zbytu, wynaleziono kolej, transport szynowy oraz statki z napędem parowym.

Zmiany w obszarze technologii były niewątpliwie najważniejszym aspektem pierwszej rewolucji. Należy dodać, iż za jej prekursora postrzega się Anglię, w której to ówcześnie zachodzą bardzo głębokie zmiany społeczne – zniesienie panów feudalnych i pojawienie się dużej nadwyżki siły roboczej bez środków do utrzymania oraz rozwój ośrodków miejskich – urbanizacja. Zjawiska te z pewnością były bodźcem do szeroko zakrojonych przemian w sferze przemysłowej.

Druga rewolucja przemysłowa i jej bohaterowie

Tak jak podczas pierwszej rewolucji przemysłowej węgiel był podstawowym surowcem generującym postęp, tak w przypadku drugiej miano to zyskuje ropa naftowa. To ropa i jej pierwsze destylaty spowodowały przeobrażenia w całym przemyśle (nie należy zapominać o Ignacym Łukasiewiczu i jego wkładzie w zainicjowanie rozwoju). Dzięki ułatwieniom w transporcie tego surowca oraz jego wysokiej kaloryczności, maszyny zyskały nowe możliwości, a węgiel był powoli wypierany z rejonów produkcji przemysłowej. Druga rewolucja jest uważana za najważniejszą, ponieważ w głównej mierze opierała się na edukacji i dydaktyce, powołując do życia wiele gałęzi naukowych, które są aktualne do dziś. Można powiedzieć, że kolejne wynalazki, takie jak elektryczność czy cały przemysł chemiczny, są następstwem rozwoju takich dziedzin jak fizyka czy chemia. W ówczesnym czasie po raz pierwszy wyłania się pojęcie specjalizacji nie tylko w nauce, lecz również w przemyśle czy ekonomii.

Oczywiście wprowadzenie elektryczności było kolejnym czynnikiem generującym transformację, jednak to ropa naftowa pociągnęła za sobą rozrost przemysłu chemicznego, motoryzacyjnego czy całego transportu, już nie tylko szynowego, ale coraz popularniejszego i ogólnie dostępnego kołowego. W tym czasie niezwykle ważnym czynnikiem staje się doskonalenie rozwiązań, a precyzja i jakość wykonania nabierają coraz większego znaczenia.

Należy pamiętać również o przemianach społecznych, z których na czoło wysuwają się industrializacja społeczeństwa i upowszechnienie się edukacji. To przekładało się na większą dostępność coraz lepiej wykwalifikowanej kadry pracowniczej i budowę coraz bardziej skomplikowanych maszyn produkcyjnych. Wykształca się określenie linii produkcyjnej, na końcu której otrzymywany jest bardzo złożony produkt. Sztandarowym przykładem wcielenia tych idei w życie jest produkcja ikony motoryzacji – modelu Forda T.

Druga rewolucja zależna była od pomysłowości człowieka i podobnie jak pierwsza (w odróżnieniu od trzeciej i czwartej), ściśle powiązana z łatwością dostępu do surowców. Lokalizacja surowca silnie oddziaływała na urbanizację danych obszarów. To odkrycia nowych surowców w dużej mierze przyczyniły się do zmian w otaczającym świecie.

Skazani na trzecią rewolucję naukowo – techniczną

Druga rewolucja dała mocne podwaliny do budowy coraz bardziej skomplikowanych maszyn wytwarzanych przez inżynierów o coraz wyższych kompetencjach. W tym kontekście naturalnym kierunkiem do rozwoju okazały się urządzenia techniczne. Jako podstawowy „surowiec” do napędu kolejnej, trzeciej rewolucji, wymienia się układ półprzewodnikowy, układ scalony. Wyłania się pojęcie techniczne „high-tech”, oznaczające specjalistyczną technologię. Oczywiście nie bez znaczenia jest silny rozwój innych dziedzin, jak na przykład atomistyki, informatyki, ale one służą przede wszystkim pozyskiwaniu zasobów z określonych źródeł energii, informacji, danych itp.

Innowacją trzeciej rewolucji jest formowanie się wielu specjalistycznych doktryn naukowych, takich jak bio- i nanotechnologia, komputeryzacja, teleinformatyka, genetyka, specjalizacje medyczne czy bardzo zaawansowana ekonomia w ujęciu mikro i makro. Gałęzie te wspierane są przez rozwiązania oparte głównie na wiedzy, specjalistycznych kompetencjach i kolejnych odkryciach wspomaganych już przez inne urządzenia techniczne. Podczas trzeciej rewolucji położenie surowców czy źródeł energii nie ma już tak dużego znaczenia, a kluczem do postępu staje się lokalizacja ośrodków naukowych i technologicznych. Szczególnie, że łączenie w takich ośrodkach dziedzin z pozoru od siebie odległych daje bardzo dobre wyniki zarówno w sferze naukowej, jak i przemysłowej oraz finansowej. Nowinki techniczne pozwalają na tworzenie nowoczesnych automatycznych linii produkcyjnych, które w mniejszym stopniu wymagają obsługi operatorskiej. Jako przykładem posłużmy się tutaj branżą hutniczą (rys. 1), gdzie w ostatnich 20 latach nastąpiły duże zmiany – przy zachowaniu produkcji na podobnym poziomie ilość zatrudnionych jest siedmiokrotnie niższa, a zyski znacząco wyższe.

Trzecia rewolucja w wymiarze społecznym to, oprócz upowszechnienia się edukacji, pojawienie się tzw. technopolii – okręgów przemysłowych, w których podstawowym budulcem jest wiedza i innowacyjność. To tam tworzone są podwaliny kolejnej, czwartej rewolucji. Technopolie zyskują na znaczeniu, ponieważ są to obszary o dużej rentowności. Ilustracją niech będzie wyliczenie, porównujące czołowych potentatów trzeciego i czwartego przełomu przemysłowego (rys. 2.)

Następny krok – Czwarta Rewolucja Przemysłowa

Poprzednie rewolucje objawiały się głównie w procesie produkcji czy w zarządzaniu łańcuchem dostaw. Przyczyniały się do zmian społecznych, lecz w nieco inny, nie tak jednoznaczny sposób, jak w przypadku czwartej rewolucji. Dotychczasowe przewroty przemysłowe były wywoływane przez określone kraje lub organizacje, a następnie migrowane do innych, w wyniku czego powstawały zasadnicze rozbieżności w stopniu rozwoju niektórych krajów czy przedsiębiorstw. Znamienitym przykładem są przedsiębiorstwa, w których część linii produkcyjnych prezentuje poziom z czasów drugiej rewolucji.

U źródeł Przemysłu 4.0 leżą wiedza i transformacje w społeczeństwie. Przemysł ten jest odpowiedzią na największe wyzwania początku XXI wieku – bardzo wysokie koszty pracy połączone z załamaniem demograficznym oraz zjawiskiem migracji ludności.

W tym miejscu warto nawiązać do wydanej w 2016 książki – The Fourth Industrial Revolution, Klaus Schwab, w której autor obecną rewolucję definiuje jako trendy technologiczne podzielone na trzy podstawowe klastry: fizyczny, cyfrowy oraz biologiczny. Trendów tych nie można podzielić i wprost przyporządkować do trzech tradycyjnych dziedzin definiujących rewolucje (wytwarzanie, transport, zmiany społeczne), ponieważ każdy z klastrów przenika przez wszystkie te obszary.

Klaster fizyczny to nowoczesne materiały (np. grafen) oraz technologie, takie jak wytwarzanie addytywne, urządzenia autonomiczne (drony, systemy samojezdne), ale także zaawansowane roboty, współpracujące z człowiekiem na linii produkcyjnej (cobot – collaborative robot) czy opiekujące się osobami starszymi lub zwalniające nas z codziennych obowiązków – roboty klasy HSR (HSR – Human Support Robot).

Klaster cyfrowy można traktować jako podstawowy motor napędowy czwartej rewolucji. To powszechny dostęp do internetu oraz możliwość przechowywania, wymiany i przetwarzania nieograniczonych ilości danych. W tym klastrze znajdują się zarówno mobilne urządzenia użytku codziennego, jak i internet rzeczy (inteligentne maszyny, czujniki) czy też systemy tworzenia nowych, niezależnych modeli biznesowych (czego skrajnym przypadkiem jest tworzenie kryptowalut). Cyfryzacja to możliwość bezpośredniego wpływu klienta na oczekiwany produkt, metodykę jego wytworzenia oraz dostawy. To w rzeczywistości początek ścisłej integracji człowieka z maszyną.

Klaster biologiczny to specjalistyczne badania skupiające się nad poznaniem naszego kodu DNA, a docelowo możliwości jego modyfikacji. To także dziedzina umożliwiająca przeprowadzenie szczegółowych analiz parametrów pracy naszych organów wewnętrznych, oraz gromadzenie tych informacji przez lata i określenie dalszego postepowania w przypadku potrzeby przeprowadzenia leczenia.

Każdy z wymienionych klastrów ma swoje korzenie w oczekiwaniach i zmianach społecznych. Można pokusić się o stwierdzenie, że Czwarta Rewolucja Przemysłowa jest odpowiedzią na coraz wyższe oczekiwania ludzi, a nasza wiedza napędem, umożliwiającym wprowadzenie tych zmian.

Poza wskazanymi powyżej względami, nowy etap transformacji w przemyśle różni się od poprzednich jeszcze pod innymi, zasadniczymi względami. Po pierwsze, innowacje mogą być rozwijane i szerzone w szybszym tempie niż kiedykolwiek dotąd. Po drugie, obniżka końcowych kosztów produkcji i powstawanie platform, które łączą i skupiają różne formy działalności w wielu sektorach, zwiększa skalę zysków. Po trzecie, ta globalna rewolucja nie ma jednego, centralnego ośrodka geograficznego, a realizowana jest przez wiele państw i organizacji. Już możemy przewidywać lub obserwować, jak duży wpływ będzie mieć na wiele sfer naszego życia, począwszy od uformowania wielu nowych miejsc pracy oraz zawodów o bardzo wysokiej, lecz wąskiej specjalizacji. Część z tych zawodów nie jest nam dziś jeszcze znana!

Kilka słów na koniec a może dopiero początek

Wszelkie rewolucje i przemiany to procesy trwające wiele lat, a efekty poszczególnych transformacji nakładają się na siebie. Dlatego mówiąc, że jesteśmy na etapie czwartej rewolucji przemysłowej nie oznacza, że rozwiązania z trzeciej, drugiej czy nawet pierwszej już nie istnieją. Każdy przełom wprowadził nowe rozwiązania techniczne oraz zmiany społeczne. Warty zauważenia jest fakt, iż każda kolejna rewolucja dotyka coraz większą liczbę ludności w coraz krótszym czasie, obecnie ma globalny zasięg. Cóż, może w niedługim czasie będziemy mówić o piątej rewolucji? Na tą chwilę warto dokładniej przyjrzeć się tej obecnie trwającej i poznać jej kluczowe aspekty, zwłaszcza że w moim odczuciu wciąż korzystamy jedynie z ułamka jej wielkiego potencjału.

O tym w kolejnej części.