Czeka nas cyfrowa przyszłość

Gospodarka to system, czyli zbiór reguł współpracy o ramach określonych przez prawo. Jest oparta na pisanych i niepisanych zasadach postępowania, organizacji współżycia i kulturze. To umowa, w ramach której ludzie pracują i współdziałają, by zapewnić sobie jak najlepsze warunki życia. Do XVIII w. gospodarka rozwijała się tak wolno, że jej wzrost był zbliżony do wzrostu liczby ludności, a więc uniemożliwiał istotne podnoszenie jakości życia. Dopiero przejście na gospodarkę przemysłową (XVIII w.) zmieniło sytuację. Dało ono początek świadomego, przyspieszonego doskonalenia narzędzi pracy, ale przede wszystkim umowy społecznej, jaką jest gospodarka. Obecnie tempo wzrostu naszego dobrobytu zależy od tego, jak dobrze umiemy użyć zasobów, którymi dysponujemy, oraz jak efektywnie wykorzystujemy swój czas pracy.
Wielkim wyzwaniem współczesności jest to, że weszliśmy w epokę coraz szybszych zmian. Dzisiejsze systemy gospodarcze są coraz większe, bardziej skomplikowane. Trzeba znacznie więcej pracy, by na czas zaplanować reformy odpowiadające na przewidywane zmiany. Wydłużający się czas pomiędzy działaniem a jego efektem powoduje, że podejmowane aktywności są obarczone większym ryzykiem błędu, a społeczeństwom słabiej wykształconym i mniej świadomym rzeczywistości, w której żyją, trudniej jest zaakceptować decyzje wymagające podjęcia wysiłku, zwłaszcza gdy spodziewane efekty odczuwane będą za wiele lat.
Z historii i doświadczenia wiemy, że każdy etap rozwoju gospodarki miał swój dominujący wynalazek. W pierwszym etapie tym wynalazkiem była maszyna cieplna. Drugi etap otworzyło wynalezienie silnika i sieci elektrycznej. Etap trzeci to czas wykorzystania komputera i sieci komputerowych. Od kilku lat gospodarka jest na kolejnym, czwartym etapie, który będzie przebiegał pod wpływem rozwoju następnego wielkiego wynalazku – sztucznej inteligencji (SI). W całej dotychczasowej historii jedynym inteligentnym elementem gospodarki był człowiek. SI to wynalazek, który zmienia cały sposób pracy i organizacji gospodarki.
Będziemy rozwijać sztuczną inteligencję, by ułatwić sobie pracę w administracji i we wszystkich usługach, łącznie z opieką zdrowotną, transportem, nauką, edukacją czy służbą zdrowia. Zmieni się nawet działalność artystyczna (obraz namalowany przez SI sprzedano w jednym z wielkich domów aukcyjnych za 432 tys. dolarów). Dlatego coraz częściej pod pojęciem budowy przemysłu 4.0 rozumiemy budowę gospodarki 4.0. Tak jak dla rozwoju zielonej energii, elektrowni i urządzeń elektrycznych kluczową infrastrukturą są inteligentne sieci elektroenergetyczne (nazywane smart grids), tak dla rozwoju urządzeń przemysłowych i powszechnego użytku wyposażonych w SI będą sieci komunikacji elektronicznej następnej generacji, nazywane sieciami 5G.

O co chodzi z przemysłem 4.0

Transformacja cyfrowa, którą nazywamy budową przemysłu 4.0, polega na równoległym rozwoju i zmianie cyfrowej wielu równocześnie przebiegających procesów, jakie mają miejsce w zakładach przemysłowych. Aby system produkcji cyfrowej mógł ujawnić całą swą efektywność, większość zakładów działających na dużym rynku musi być w całości w sieci nazywanej popularnie przemysłowym Internetem rzeczy (ang. Industrial Internet of Things – IIoT). Wymagania stawiane sieciom przez IIoT są znacznie wyższe od tych, jakie są niezbędne do działania konsumenckiego Internetu rzeczy (IoT), funkcjonującego na rynku powszechnego użytku. Technologia IIoT potrzebuje wyższej jakości sieci komunikacji elektronicznej, czyli sieci 5G. Tylko nowa klasa sieci pozwoli w czasie rzeczywistym korzystać z danych spływających z urządzeń pomiarowych, sensorów i maszyn produkcyjnych. Warto zauważyć, że bardzo dużo urządzeń i maszyn podczas pracy znajduje się w ruchu. Aby mogły realizować swą inteligencję, muszą mieć możliwość komunikowania się z innymi maszynami. Ta komunikacja musi być niezawodna i odpowiedniej jakości.
Maszyny muszą zbierać z otoczenia duże ilości danych (np. obrazów), a następnie dzielić się nimi z innymi maszynami. Dlatego przemysłowe i profesjonalne sieci komunikacyjne muszą mieć podobne przepływności w komunikacji bezprzewodowej, jak i przewodowej (światłowodowej). Systemy potrzebują sieci wolnych od zakłóceń, które będą sterować całością procesów produkcyjnych, łącznie z przewidywaniem awarii i zapobieganiem im. Zakład, w którym wszystkie maszyny, urządzenia i oprogramowanie współpracują i działają w ramach jednej fabrycznej sieci transmisji danych, nazywamy zakładem zintegrowanym pionowo (wertykalnie). Mówimy wtedy, że fabryka staje się systemem cyberfizycznym (ang. cyber-physical system – CPS).
Dzięki pełnemu wdrożeniu technologii produkcji cyfrowej (czyli przeprowadzeniu integracji pionowej zakładów produkcyjnych) możliwe jest wprowadzenie bardziej skomplikowanej i głębszej współpracy pomiędzy zakładami. Polega ona na współpracy pomiędzy maszynami i liniami technologicznymi działającymi w różnych zakładach. Powstaje możliwość powierzenia poszczególnym maszynom lub ciągom produkcyjnym zadania zawierania transakcji, których istotą będzie lepsze wykorzystanie dostępnych mocy produkcyjnych maszyn, ludzi i zasobów magazynowych. To nowa rzeczywistość, która nie była możliwa bez sztucznej inteligencji. O grupie zakładów, w której maszyny z różnych fabryk współpracują ze sobą, tworząc sieć produkcyjną, mówimy, że została zintegrowana poziomo albo że pracuje zgodnie z metodą przemysłu 4.0. Tego typu współpraca pomiędzy maszynami czy systemami znajdującymi się w różnych fabrykach jest już wykorzystywana wewnątrz nowoczesnych korporacji. W przypadku zakładów niezależnych takie współdziałanie jest trudniejsze, bo może się odbywać tylko dzięki wcześniej uzgodnionym i umownie ustalonym warunkom wspólnej produkcji.
W przemyśle elektronicznym integracje pionowa i pozioma doprowadziły do powstania systemów fabryk wytwarzających już ponad 50 proc. światowej produkcji elektronicznej. Prowadzone przez całą obecną dekadę badania pozwalają stwierdzić jednoznacznie, że jest to nieunikniony kierunek rozwoju całego przemysłu. Przewidują również, że do 2024 r. powinno utrzymać się średnioroczne tempo wzrostu przemysłu 4.0 na poziomie ok. 15 proc. To oznacza, że warunkiem niezbędnym do utrzymania się w głównym nurcie rozwoju przemysłowego jest niezwłoczne przystąpienie do budowy sieci 5G. Zauważmy, że całkowicie zautomatyzowana i cyfrowa fabryka (czyli zintegrowana pionowo), sterowana z wykorzystaniem robotów, komputerów i sztucznej inteligencji, może być już dzisiaj całkowicie bezobsługowa. Taką produkcję nazywamy w pełni cyfrową. Natomiast istotą fabryki przemysłu 4.0 jest to, że maszyny z różnych fabryk komunikują się ze sobą, wykorzystując w ten sposób w pełni swe możliwości produkcyjne, umiejętności, zasoby magazynu, zatrudnionych ludzi itd. Fabryka przemysłu 4.0 może być bezobsługowa, czyli w pełni cyfrowa, ale też może zatrudniać bardzo wielu ludzi. Tak najprościej można wytłumaczyć różnicę pomiędzy produkcją cyfrową (ang. digital manufacturing) a produkcją w ramach przemysłu 4.0.

 

Kto na tym skorzysta

W zakładach, które są w trakcie przechodzenia na produkcję cyfrową, produktywność technologiczna rośnie średnio o 5 proc. rocznie. Należy spodziewać się, że w ciągu 20–30 lat większość produkcji będzie mogła być realizowana w trybie 24-godzinnym przez siedem dni w tygodniu. Prowadzi to bezpośrednio do radykalnego wzrostu efektywności maszyn, systemów i zasobów, jak również zarządzania produkcją, jej rozwojem, planowaniem zmian technologicznych itd. Korzyści, jakie możemy uzyskać z przejścia do gospodarki 4.0, mogą być większe niż tylko możliwość wielokrotnie tańszej i lepszej jakościowo produkcji (przemysłowej i rolnej). Rozwój przemysłu 4.0 zwiększy popyt na tańszy niż obecnie przewóz towarów pomiędzy zakładami przemysłowymi. Wzrośnie nacisk przemysłu na rozwój tańszego transportu towarowego, co w konsekwencji zwiększy presję na rozwój autonomicznych ciężarówek elektrycznych.
Eksploatacja pilotowa takich ciężarówek w rzeczywistych warunkach drogowych rozpoczęła się już w Europie, Japonii i USA. To z kolei będzie wymagało przyspieszenia budowy sieci 5G, zdolnej do zarządzania ruchem autonomicznych samochodów. I znów trzeba podkreślić, że bez sztucznej inteligencji ani autonomiczne samochody, ani sieci 5G działać nie mogą. Już teraz wchodzą do użytku pierwsze autonomiczne maszyny rolnicze. Ich efektywność również wymaga sieci 5G, by wszystko mogło być koordynowane i zarządzane. Stąd wniosek, że sztuczna inteligencja bezpośrednio napędza rozwój wszystkich sektorów gospodarki, a rozwój jednej dziedziny pociąga za sobą rozwój pozostałych.
To wielkie koło postępu już się toczy i będzie przyspieszać. Nie widać żadnego powodu, dla którego miałoby zmienić kierunek. Kraje, które nie włączą się w ten wyścig, skazują się na długotrwałe spowolnienie gospodarcze.
Mamy możliwości wprowadzenia reform, w wyniku których dzieci urodzone po 2010 r. będą pracować w gospodarce 4.0. Na większości przyszłych stanowisk pracy będą potrzebne ludzkie uczucia, myślenie, wyobraźnia i empatia. Nie ma żadnych racjonalnych przesłanek do obaw, że maszyny kiedykolwiek wyprą ludzi, bo nie są i nigdy nie będą ludźmi. Natomiast prawdą jest, że będzie można uwolnić ludzi od prac nudnych i męczących, zabierających nam czas, który będziemy mogli wykorzystać w sposób bardziej satysfakcjonujący.
Już teraz możliwości techniczne pozwalają na przejście na tzw. gospodarkę obiegu zamkniętego (ang. circular economy). Posiadamy techniczny potencjał produkcji praktycznie nieograniczonych ilości energii ze źródeł odnawialnych. Mamy technikę informatyczną pozwalającą na gospodarowanie wszystkimi materiałami zużytymi. Możemy więc każdy materiał odzyskać i ponownie go użyć. To jest realne i może być opłacalne, co oznacza, że w wyniku rozwoju nauki i techniki po raz pierwszy w historii, tak jak natura, będziemy mogli ciągle korzystać z tych samych zasobów. Jeśli liczba ludzi nie przekroczy pojemności ekologicznej Ziemi, mamy możliwość zapewnienia powszechnego dobrobytu. Opisane korzyści są w zasięgu wchodzącego w życie pokolenia, jeśli będzie ono potrafiło wykorzystać istniejące możliwości dla swojego dobra. Jedno jest pewne: technika i technologia osiągnęły już taki poziom rozwoju, że wszyscy ludzie mogliby żyć dostatnio, wygodnie, bezpiecznie i zdrowo. Jednak to, czy posiadane opcje wykorzystamy, zależy już nie od inteligencji maszyn, tylko od inteligencji ludzi podejmujących decyzje i inteligencji społeczeństw, które dają tym ludziom możliwość podejmowania decyzji.

Społeczeństwo w dobie przemysłu 4.0, czyli społeczeństwo 5.0

Aby społeczeństwo aktywnie wspierało dalszy rozwój przemysłu, musi go rozumieć. Ludzie muszą wiedzieć, że to droga do wzrostu jakości życia przeciętnego człowieka. Większość osób nie ma dostępu do informacji, jak wygląda współczesny zakład przemysłowy, bo w nim już dzisiaj praktycznie nie ma ludzi. W tej sytuacji opowieść o bezludnych fabrykach musi wzbudzać strach o miejsca pracy i niechęć do tak widzianego postępu. Trudno wytłumaczyć, że taka sytuacja nie stanowi żadnego zagrożenia. Tylko nieliczni wiedzą, że w miarę wzrostu wydajności rolnictwa i produkcji spada zatrudnienie w tym sektorze, ale spada również bezrobocie. Dzieje się tak dlatego, że gdy społeczeństwo ma zapewniony byt materialny, budzi się naturalna ludzka kreatywność i fantazja, co rodzi nieograniczoną liczbę usług (nowych stanowisk pracy), jakie możemy sobie wzajemnie świadczyć. Warto zauważyć, że w ciągu ostatnich 50 lat zwiększyliśmy wydajność pracy maszyn dziesiątki razy i nie tylko nie zabrakło pracy, ale pracujemy coraz dłużej i intensywniej. Wystarczy podać przykład Polski.
W 1950 r. w polskim rolnictwie pracowało ok. 58 proc. wszystkich zatrudnionych, w przemyśle – 19 proc., a w usługach i administracji – 23proc. Trzydzieści lat później (1980 r.) było to odpowiednio 30 proc., 30 proc. i 40 proc. Po kolejnych 35 latach (2015 r.) w rolnictwie pracuje już tylko 12 proc. zatrudnionych, w przemyśle – 30 proc., a w usługach – 58 proc. W tym czasie kolosalnie wzrosła jakość życia. Mimo to wydajność rolnictwa i przemysłu jest za niska, byśmy mogli zapewnić odpowiednie zatrudnienie np. w służbie zdrowia, opiece społecznej, w szkołach, w obsłudze nauki itd. Już dzisiaj mamy uświadomioną potrzebę zatrudnienia w usługach ponad 90 proc. ludzi i znaczne zwiększenie ich wydajności. Zatem przy prawidłowo zreformowanym systemie społeczno-gospodarczym nawet najbardziej „wyludnione” rolnictwo i przemysł nie będą źródłem bezrobocia. W Niemczech – kraju bardziej rozwiniętym niż Polska – w rolnictwie pracuje tylko ok. 2 proc. aktywnych zawodowo, w przemyśle – 30 proc., a w usługach – 68 proc. Mimo większej liczby ludzi zatrudnionych w usługach nadal brakuje pracowników w służbie zdrowia, opiece społecznej, edukacji itd. Zatem bardzo prawdopodobne, że w 2050 r. w krajach wysokorozwiniętych dla zapewnienia obfitości żywności i dóbr materialnych wystarczy praca kilku procent pracowników. Natomiast ponad 90 proc. miejsc pracy będzie w sektorze usług i nadal będziemy odczuwać dotkliwe braki, co będzie napędzać rozwój cyfryzacji usług. To oznacza, że nie tylko nie powinniśmy się bać bezrobocia, ale w perspektywie 30 lat nie możemy liczyć na przykład na zmniejszenie dziennego czasu pracy i wygospodarowanie większej ilości czasu na odpoczynek. Dopiero powszechne wdrożenie sztucznej inteligencji w sektorze usług może pozwolić na stopniowe skracanie czasu pracy.

 

Polskie problemy, japońskie rozwiązania

Przed polską gospodarką, a szczególnie przed polskim społeczeństwem, stoi szereg strukturalnych i długofalowych wyzwań i problemów. Do najważniejszych z nich można zaliczyć: rosnące zapotrzebowanie na energię w związku ze zwiększoną produkcją, konsumpcją, rozwojem gospodarki obiegu zamkniętego oraz chęcią podniesienia jakości życia; rosnące zapotrzebowanie na zdrową żywność o właściwej jakości i przy akceptowalnych powszechnie cenach; wydłużający się czas życia i starzejące się społeczeństwo z jednej strony i migracja z drugiej (Polska wraz z regionem Europy Środkowo-Wschodniej należy do najbardziej wyludniających się regionów na świecie); brak pracowników w wielu branżach; rosnącą konkurencję międzynarodową utrudniającą zbudowanie narodowych czempionów w wybranych gałęziach gospodarki; zmiany klimatu.
Żaden z wyżej wymienionych problemów nie może obecnie zostać skutecznie rozwiązany przy zachowaniu obecnego poziomu życia bez wykorzystania nowoczesnych technik i technologii. Wielu uważa przy tym, że współczesne społeczeństwa osiągnęły swój limit rozwoju. Potrzebna jest zatem swoista reforma społeczna. Jej prekursorem są Japończycy, którzy opracowali i wcielają w życie nowy model stosunków społecznych, zwiększający poczucie bezpieczeństwa. Nazwali go społeczeństwem 5.0, a definiują jako model stosunków międzyludzkich skoncentrowany na człowieku (ang. human-centric society). Wykorzystuje on postęp gospodarczy do rozwiązania problemów społecznych za pomocą systemu i technologii, które silnie integrują cyberprzestrzeń z przestrzenią fizyczną, realną. Mówimy więc tu o społeczeństwie, które cechuje wyższy poziom integracji, przenikania się obu rzeczywistości – cyfrowej z realną. Takie społeczeństwo może być określone mianem superinteligentnego lub kreatywnego. To kolejne społeczeństwo, po społeczeństwie myśliwskim (ang. hunting society), agrarnym, przemysłowym czy w końcu informacyjnym, które mamy obecnie.
Rząd japoński dokonał analiz i na tej podstawie opracował „Piąty plan bazowy nauki i technologii”, który został przyjęty w styczniu 2016 r. Plan zakłada przejście od przemysłu 4.0 do społeczeństwa 5.0, w którym wszystkie aspekty społeczeństwa, w tym pracę w przemyśle, kształtują najnowsze techniki i technologie. Japonia musiała opracować nowy model, gdyż doświadcza problemów związanych z brakami energii i jej importem z zagranicy, ograniczonymi zasobami naturalnymi oraz starzejącym się społeczeństwem. W ich rozwiązaniu ma pomóc sztuczna inteligencja.
Rząd Japonii opracował również „Strategię rewitalizacji Japonii” (2015) i „Strategię wzrostu gospodarczego” (2017), wskazujące sposób, w jaki będzie działał na rzecz wspierania wzrostu gospodarczego w kluczowych obszarach gospodarki. Nowy wzrost gospodarczy nastąpi m.in. poprzez rozwój sztucznej inteligencji oraz dalszą robotyzację społeczeństwa i automatyzację przemysłu wspierane przez superszybką komunikację. To właśnie w zaawansowanych technikach i technologiach rząd japoński pokłada największe nadzieje na rozwój, licząc na dalszy wzrost produktywności i dobrostanu społeczeństwa. Podkreślono przy tym rolę oprogramowania, które należy rozwijać równolegle z rozwojem sprzętu i robotyki. W związku ze starzeniem się społeczeństwa to właśnie SI i robotyka mają odegrać znaczącą rolę w poprawie opieki medycznej, jak również wesprzeć lokalne firmy z sektora transportu borykające się z niedoborem pracowników.
W japońskiej strategii rewitalizacji społeczeństwa i gospodarki skoncentrowano się na pięciu obszarach, które zakładają: uzyskanie długiego życia mieszkańców poprzez znaczne wykorzystanie zrobotyzowanej i skomputeryzowanej opieki medycznej lub opieki pielęgniarskiej, obniżenie kosztów transportu oraz zapewnienie mobilności pracowników i rodzin na terenie całej Japonii poprzez wykorzystanie autonomicznych pojazdów i dronów, stworzenie łańcuchów dostaw poprzez usprawnienia oparte na oprogramowaniu oraz promocji tzw. inteligentnych fabryk, zapewnienie komfortowej infrastruktury i inteligentnych miast w związku z migracją ludzi ze wsi do miast (ang. smart city), wdrażanie innowacji w finansach (fintech), które łączą najnowsze technologie finansowe i informatyczne.
Japonia chce być wzorem nowego społeczeństwa, w którym można rozwiązać różne problemy społeczne, realizując wizję przemysłu 4.0 (np. IoT, big data, sztuczna inteligencja, robotyzacja i gospodarka obiegu zamkniętego) w każdej branży i dziedzinie życie społecznego. W ten sposób w społeczeństwie przyszłości nowe wartości i usługi będą stale tworzone, czyniąc życie ludzi wygodniejszym i zapewniając przy tym zrównoważony i trwały rozwój.

Zamiast podsumowania

Cyfryzacja od dziesięcioleci jest źródłem ponad 60 proc. wszystkich innowacji i stanowi istotę technologiczną trzeciego etapu rozwoju przemysłowego. Jej zwieńczeniem jest przygotowanie środków technicznych potrzebnych do komercjalizacji osiągnięć w dziedzinie sztucznej inteligencji. 
Dziś nie ulega wątpliwości, że istotą cyfryzacji produkcji będzie usieciowienie i wykorzystanie algorytmów SI do przechodzenia na modele biznesowe tzw. przemysłu 4.0 (I4.0), a jej tempo rozwoju przesądzi o konkurencyjności gospodarki. Bez sieci 5G niemożliwy jest rozwój przemysłu 4.0, bo zachowanie konkurencyjności gospodarki wymaga włączania się firm w światowe cyfrowe sieci produkcyjno-usługowe. Dostęp do najnowszych technologii, w tym 5G, to warunek zaspokajania ambicji ekonomicznych i potrzeb społecznych, ponieważ jest niezbędny w służbie zdrowia, szkolnictwie, opiece socjalnej, ochronie środowiska i wielu innych sektorach odpowiedzialnych za jakość naszego życia.

Opracowanie: Kamil Broszko

 

Tekst jest wyborem fragmentów raportu pt. „Krótka opowieść o społeczeństwie 5.0, czyli jak żyć i funkcjonować w dobie gospodarki 4.0 i sieci 5G” opracowanego przez dra inż. Jarosława Tworóga i Piotra Mieczkowskiego. Raport powstał z inicjatywy Krajowej Izby Gospodarczej Elektroniki i Telekomunikacji oraz Fundacji Digital Poland.