PRŮMYSL 4.0/PHARMA 4.0
DIGITALIZACE V CHEMICKÉM PRŮMYSLU: KDYŽ SE MENDĚLEJEV POTKÁVÁ S TURINGEM VESELÝ J. Teva Czech Industries, s.r.o., Associate Director, Project/Program Manager, Jiri.Vesely02@tevapharm.cz
Vážení kolegové z řad chemických technologů a vývojářů, připravte se na cestu, která by mohla připomínat křížence mezi „Blade Runnerem“ a „Báječnými roky v chemii“. Digitalizace a Průmysl 4.0 vtrhly do našeho odvětví jako nečekaný katalyzátor, slibující reakci, jejíž produkty by mohly překvapit i samotného Dmitrije Mendělejeva.
Nová periodická tabulka: Od atomů k bitům Představte si, že by Mendělejev dnes sestavoval svou periodickou tabulku. Místo prvků by možná organizoval vrstvy digitální architektury našeho průmyslu. Na místě vodíku, toho nejlehčího prvku, by se bezpochyby nacházely senzory a čidla – základní stavební kameny našeho nového digitálního světa. Tyto malé, ale mocné jednotky sbírají data z našich reaktorů, destilačních kolon a chromatografů s takovou vervou, že by jim i nejaktivnější alkalické kovy mohly závidět. O patro výš, tam, kde v klasické tabulce najdeme přechodné kovy, se rozprostírá říše PLC (Programovatelných logických automatů) a DCS (Distribuovaných řídicích systémů). Tyto systémy jsou jako katalyzátory našich procesů – urychlují reakce, kontrolují teploty a tlaky, a občas nám i zachrání kůži před nečekanou exotermickou katastrofou. Ve třetí periodě by se nacházel MES (Manufacturing Execution Sys- tem), systém pro řízení výroby. Představte si ho jako jakéhosi digitálního Mendela, který pečlivě zaznamenává každý „gen“ našeho výrobního procesu, sleduje jeho vývoj a zajišťuje, že naše „chemické potomstvo„ bude mít ty nejlepší vlastnosti. ERP (Enterprise Resource Planning) systém by obsadil místo vzácných plynů – je všudypřítomný, spojuje různé části podniku a přitom se snaží být co nejméně reaktivní (ačkoli každý z nás zažil situace, kdy ERP systém explodoval jako přehřátý autokláv). A na vrcholu naší nové periodické tabulky by trůnila Business Intelli- gence (BI) – nástroje pro analýzu dat a podporu rozhodování. Tyto nástroje jsou jako Einsteinova teorie relativity našeho průmyslu– kom- plikované, občas těžko pochopitelné, ale když jim porozumíte, otevřou vám zcela nový pohled na svět (nebo alespoň na vaše výrobní procesy). Alchymie 21. století: Transmutace dat na zlato Implementace této digitální architektury není jen o instalaci nového softwaru – je to alchymie 21. století. Snažíme se přeměnit surová data na zlato v podobě efektivity, kontroly a optimalizace procesů. A věřte mi, je to někdy stejně obtížné jako hledání kamene mudrců. Zvýšení efektivity je jako nalezení dokonalého katalyzátoru – najednou všechno běží hladce, rychle a s minimem vedlejších produktů. Zlepšení kontroly nám umožňuje sledovat naše procesy s takovou přesností, že by nám i Heisenberg záviděl (a tentokrát nemyslím toho z „Breaking Bad“, i když paralely s výrobou chemikálií tu určitě jsou). Transparentnost, kterou digitalizace přináší, je jako rentgenová struk- turní analýza aplikovaná na celý podnik. Najednou vidíme do každého „atomu“ našich procesů, což může být stejně fascinující jako děsivé (zvláště když zjistíte, co se skutečně děje v reaktoru číslo 3 o půlnoci). Od alchymie k vědě: Implementace digitalizace Implementace digitalizace vyžaduje stejnou míru preciznosti a trpělivosti jako vývoj nového léku. Nejdříve musíme standardizovat naše procesy – je to jako vytvoření přesného protokolu pro syntézu. Bez tohoto kroku by naše digitální transformace mohla skončit jako nepovedený pokus o transmutaci olova ve zlato. Sběr a analýza dat je dalším klíčovým krokem. Je to jako provádění tisíců titrací najednou, jen místo byrety používáme servery a místo barevného přechodu sledujeme grafy a dashboardy. Kontextualizace těchto dat je pak jako sestavování složité organické molekuly – každý
Obr. 1: Pětiúrovňová pyramida automatizace.
atom (nebo v tomto případě datový bod) musí být na správném místě, aby výsledná struktura dávala smysl. A nezapomeňme na nejdůležitější katalyzátor této rakce – naše zaměst- nance. Školení a rozvoj digitálních dovedností je klíčové. Je to jako učit staré psy novým kouskům, jen místo aportování učíme Ph.D. chemiky, jak používat Python (a věřte mi, někdy je to stejně obtížné). Kvantový skok: Automatizace a umělá inteligence S postupující digitalizací se dostáváme do říše, která by mohla připomí- nat kvantovou chemii – je složitá, trochu záhadná, ale nesmírně mocná. Statistické modely a učící se algoritmy jsou jako pokročilé výpočetní metody kvantové chemie aplikované na celý výrobní proces. Dokážou predikovat chování našich systémů s takovou přesností, že by to přivedlo k slzám i samotného Erwina Schrödingera (a jeho kočku by to možná dokonce přivedlo zpět k životu). Koncept digitálního dvojčete je pak jako vytvoření paralelního vesmíru pro naši továrnu. Můžeme v něm experimentovat, optimalizovat a ino- vovat bez rizika, že by nám skutečný reaktor vybouchl do vzduchu. Je to jako mít k dispozici nekonečné množství laboratorních krys, jen bez etických problémů a nutnosti krmení. Závěr: Brave new world Digitalizace v chemickém průmyslu není jen módním trendem – je to nová průmyslová revoluce, která by mohla změnit naše odvětví stejně dramaticky, jako objevy kvantové mechaniky změnily naše chápání atomů a molekul. Budoucnost našeho průmyslu leží na křižovatce mezi Mendělejevem a Turingem, mezi retortami a routery. Ti, kteří dokážou úspěšně spojit hluboké chemické znalosti s digitální gramotností, budou novými alchy- misty 21. století – schopnými přeměnit nejen prvky, ale celé podniky. Takže, milí kolegové, nasaďte si své ochranné brýle (a možná i 3D brýle pro virtuální realitu) a připravte se na vzrušující cestu do nového světa chemie. Možná zjistíte, že digitalizace je katalyzátor, který jste vždy hledali pro dokonalou reakci vašeho podniku. Koneckonců, jak řekl velký Arthur C. Clarke: „ Každá dostatečně pokročilá technologie je k nerozeznání od magie. “ A kdo by nechtěl být kouzelníkem v laboratoři 21. století?
8
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIV (2024)
Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online