1. Resumé
Den fjerde industrielle revolution drives af konvergensen af en lang række teknologier. Det forventes, at udviklingen skaber basis for en række nye muligheder inden for global digital produktion. Et forskningssamarbejde med en integreret tilgang til automatisering, digitalisering og nye samarbejdsformer skal sikre, at danske virksomheder får den bedste platform for at skabe nye forretningsmuligheder og integrerede løsninger inden for global digital produktion.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Overalt i verden er der en stigende erkendelse af, at den teknologiske udvikling på en lang række områder konvergerer og skaber fundamentet for det, som benævnes den fjerde industrielle revolution. Dette var det centrale tema på det seneste topmøde i World Economic Forum i januar i år. Den fjerde industrielle revolution skaber en lang række muligheder, men også trusler, for virksomheder og for samfundet som helhed.
En lang række lande satser massivt på en digitaliseret og konkurrencedygtig produktion. Det er fx. Tyskland, England, Sverige og Finland. For Danmark betyder den fjerde industrielle revolution på den ene side, at vi får nye redskaber til at skabe vækst og velfærd samt til at løse store samfundsmæssige udfordringer. På den anden side er der en risiko for, at vores virksomheder mister konkurrenceevne i den globale konkurrence, og at vi mister arbejdspladser.
For at imødegå dette, er det centralt at fastholde og udvikle produktion i Danmark. Høj produktivitet er en væsentlig forudsætning for produktion i Danmark, og i fremtiden vil forudsætningen også omfatte evnen til at skabe nye datadrevne produkter og skalerbare services, som kan være forretningsskabende i hele produktets livscyklus og med en høj grad af ressourcebevidsthed. Derfor er det rettidigt at gøre en markant indsats for at styrke vores viden, beredskab og evne til at møde den omvæltning, som er i gang globalt, og som vil accelerere og blive endnu kraftigere de kommende år.
I Danmark har vi en række gode forudsætninger for at kunne sætte en dagsorden i forhold til at skabe integrerede datadrevne løsninger baseret på de nye muligheder. Vi har en lang række virksomheder, som er kundeorienterede og omstillingsparate. Vi har kompetente medarbejdere, som kan tage beslutninger uden omfattende governance stukturer og ledelseslag. Endelig har vi tradition for at skabe bæredygtige løsninger inden for stramme regulatoriske rammer, f.eks. inden for miljø, arbejdsmiljø eller fødevaresikkerhed. Der er derfor gode grunde til at sætte fokus på, hvordan der i Danmark kan skabes en unik dansk forskningsindsats og et samarbejde omkring fleksibel, kundeorienteret, medarbejderdrevet og videnbaseret digital produktion.
Dansk produktion finder i meget høj grad sted i små og mellemstore virksomheder med lave stykserier med stor værditilvækst. Automatisering af denne type produktion er i dag ofte meget omkostningstung at igangsætte. Det er derfor nødvendigt at fortsætte og udbygge den forskning og udvikling af de nødvendige teknologier rettet mod de specielle danske behov, herunder en automatiseret og fleksibel produktion, der nemt kan omstilles fra produkt til produkt. En essentiel basis for dette er at udnytte data langt bredere og bedre end nu, så man skaber datadrevne virksomheder, hvor handling baseres på data snarere end intuition. Dette gælder interne data fra virksomhederne, fra sensorer over produktionsdata til økonomi og planlægning. Desuden gælder det eksterne data som fx. åbne offentlige data, markedsdata, samt data fra leverandører og sociale medier mv. Disse data skal integreres, renses, forfines, kombineres og bruges til analyser, forudsigelser og optimeringer, med henblik på at skabe gennemsigtighed i hele værdikæden og styrke beslutninger på alle niveauer fra produktionsgulvet til ledelsesgangen. Det skaber så forudsætningen for udvikling af nye roller, organisering og samarbejdsformer i hele værdikæden, som f.eks. kunde og leverandørsamarbejder, som videre skaber forudsætningerne for nye innovative og globale forretningsmodeller.
3. Forskningsbehov
Der brug for at forstå de globale udviklingstrends, og hvordan der skabes bedre rammevilkår for industrien i Danmark. Det eksisterende FORSK2020 katalog rummer en række gode initiativer, men i lyset af den fjerde industrielle revolution er der et markant behov for en opskalering af den danske indsats inden for den tekniske forskning og nærtbeslægtede områder. De igangværende initiativer inden for materialeforskning, produktionsforskning og digitalisering af produktion bør styrkes og suppleres med tiltag inden for digitaliseringen af selve produkterne (Internet of Things), digitalisering af produktions processer, sensor teknologi, digital assistance værktøj (kollaborative robotter og augmented reality), digital (virtuel) produktudvikling, digitale forretningsmodeller og digitale servicesystemer.
Den brede digitale dagsorden bør understøttes af grundlæggende forskning i hvorledes man kan udnytte de enorme mængder af produktionsdata, tilbagemeldinger fra kunder, data som sammenkobler procesinput med procesresultat, data om tilgængelighed af komponenter osv. En integreret forskningsindsats inden for håndtering af data, supply chain styring, avanceret automatisering, og ageren på markedet, skal lede til at (ofte usikre) manuelle beslutninger inden for hvert af disse områder bliver understøttet af intelligente algoritmer, som udnytter tilgængeligheden af disse datamængder.
For at sikre Danmarks styrkeposition er det vigtigt med forskning i automatisering og digitalisering af få styktals produktion, herunder kosteffektive robotsystemer samt rekonfigurerbare og genbrugelige robotløsninger. Samtidig skal der forskes i sensorer der effektivt kan opsamle data i denne type fleksibel produktion, samt udnyttelse af data til at skabe en mere effektiv produktion.
Den digitale transformation medfører også en gennemsigtighed, der leder til markant ændret brugeradfærd; bæredygtighed og etisk adfærd vil ændres fra et tilvalg til en nødvendighed. Forskning i praktisk implementering af bæredygtighedsprincipper vil være nødvendig. Dette gælder ift. energi og ressourceforbrug; men også privatlivssikring og sikkerhed.
Brugere vil forvente intelligent interaktion med intelligente apparater, herunder digital viden om produktionsprocesser, tilgængeliggørelse af viden og data fra hele produktionsflowet, f.eks. fra både egne og 3 parts sensorer til alle relevante medarbejdere (empowerment of people). Nye paradigmer for brugerinteraktion skal udvikles.
Den digitale transformation vil yderligere accelerere mange aspekter af globaliseringen, og de danske virksomheder, især SMV’er, skal sættes i stand til ikke blot modstå, men omfavne den globale markedsplads. Dette vil være en væsentlig del af forskningen i digitale forretningsmodeller.
Nye virksomheder vil opstå, mens de eksisterende må transformeres for at overleve.
Der et behov for at skalere løsningerne, så de passer til de danske virksomheders udfordringer samt at adressere de kompetencemæssige barrierer for implementering af de nye løsninger i industrien, herunder viden om effektive metoder til løbende kompetenceudvikling af medarbejdere i industrien.
Endelig er der brug for viden til at forstå de globale udviklingstrends, og hvordan der skabes bedre rammevilkår for industrien i Danmark.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
Erfaringerne fra eksempelvis MADE viser, at et tæt samarbejde mellem universiteter, GTS’er og virksomheder skaber gode forudsætninger for prioritering af en forskningsindsats. Her er virksomhederne meget tæt inde over forskningsindsatsen og retningen i projekterne, hvilket er en stor styrke i forhold til at få implementeret nye løsninger i virksomhederne og dermed skabe effekt for samfundet.
Et særligt kendetegn ved digitale teknologier er, at udviklingen sker eksponentielt. Det betyder, at der vil være udfordringer forbundet med en langsigtet fastlæggelse af forskningstemaerne, og der skal derfor kunne foretages justeringer af indsatsen løbende. En central erfaring fra tidligere industrielle paradigmeskift er, at effekten af at indføre nye teknologier i første omgang ikke står mål med potentialet, da de løsninger, som udvikles i første omgang, adresserer problemer, som følger af en lineær tænkning (”paving the cow path”). Men da de nye løsninger ofte ikke kendes, er der et behov for en eksperimentel og lærende tilgang til løsningsudvikling. Vi har en udfordring med at skabe en tilstrækkelig innovationshøjde, samtidig med at vi skaber sunde forretningsmuligheder på kort sigt.
Det er en vigtig erkendelse, at mange af de udfordringer, der peges på, går på tværs af eksisterende institutioner og organisationer. Derfor må vi yderligere være åbne for nye måder at skabe og dele viden på. Viden i fremtiden vil blive skabt mange andre steder end gennem den traditionelle forskningspipeline. Et af de centrale virkemidler er at fokusere på at skabe stærke innovative og kompetente økosystemer omkring virksomhederne. Det understøttes selvfølgelig af en stærk forskningsindsats, men også af at indsatsen målrettet vil blive anvendt i uddannelserne. De forskningsbaserede uddannelser skal udgøre den hurtigste måde at få den nye viden sat i spil gennem eksperimenter og innovationsprojekter, der involverer såvel studerende som forskere og virksomheder.
En vigtig pointe er at fokusere ikke kun på specifikke teknologier, men også på, hvordan de omsættes til forretningsprocesser og helhedsorienterede løsninger. Herunder bør der være et særligt fokus på understøttelse af små og mellemstore virksomheder, som vil blive udfordret på både at opbygge tilstrækkelig kompetencer og tiltrække kvalificerede medarbejdere.
5. Danske forudsætninger
De Danske forudsætninger for at udvikle værdiskabende forskning inden for global digital produktion er gode. Danske virksomheder har generelt en fordel i at have en flad organisation og i at kunne agere agilt. Der er en gennemgribende samarbejdskultur i de fleste danske virksomheder, og endelig er der en omfattende digitalisering af de danske samfund. Dette er centrale forudsætninger for succesfuld global digital produktion.
Danmark har en række veletablerede, store virksomheder, som allerede står stærkt internationalt. Disse skal naturligvis videreudvikles. Men de fleste danske virksomheder er mindre eller små virksomheder, hvoraf mange er leverandører til de store virksomheder. Der er flere analyser, som peger på et stort uudnyttet potentiale i at løfte disse virksomheder og skabe et nyt vækstlag i dansk industri. Global digital produktion åbner mulighederne for, at små og mellemstore virksomheder kan konkurrere globalt, og mod langt større spillere.
Endvidere har Danmark veletablerede, internationalt stærke datalogiske miljøer på universiteterne blandt andet inden for kognitive systemer, cybersikkerhed, big data analytics, cyber-physical systems, virtual reality og computer vision. Digital læringsteknologi bliver centralt ikke blot som undervisningsredskab i grundskole, ungdomsuddannelser og videregående uddannelser; men også i efter- og videreuddannelse og i instruktion af brugere af nye digital produkter og medarbejdere i den digitale produktionsindustri.
Der skal sættes fokus på, hvordan der i Danmark kan etableres en specielt dansk forskningsindsats og et samarbejde omkring fleksibel, medarbejderinddragende og viden-baseret global digital produktion. Manufacturing Academy of Denmark, MADE, bidrager allerede til dette. I MADE arbejder store og små virksomheder samt GTS’er og universiteter sammen i klynger om at skabe og dele ny viden inden for områder som anvendelse af 3D print og nye produktionsprocesser, fleksibel automatisering, livslang produkttilpasning, sensorer og kvalitetskontrol. Den indsats og samarbejdet skal udbygges til at omfatte global digital produktion.
Men der er også en række udfordringer. Danske virksomheders parathed til den nye industrielle revolution svinger meget. Ser man på automatiserings- og digitaliseringsniveauet ligger Danmark generelt på et basis-moderat niveau i forhold til andre europæiske lande. Der er store forskelle fra sektor til sektor og mellem virksomhedsstørrelse. 1 ud af 20 danske virksomheder kan regnes for digital ”champion”, karakteriseret ved, at de i stort omfang bruger it og digitale teknologier. I den anden ende er 38 % af de danske virksomheder ”digitale novicer” (GTS, 2015). Kun hver tredje danske virksomhed efterspørger it-løsninger, der kan understøtte deres udviklingsproces for nye produkter og services (IT-Branchen, 2016).
6. Mål, effekt og perspektiver
Global digital produktion skal føre til udvikling af eksisterende virksomheder, så vi fastholder og udvikler jobs i centrale erhverv i alle dele af landet, og skaber grundlag for nye virksomheder. Det skal føre til udvikling af nye produkter, processer og services, som afsættes globalt. Ved at prioritere indsatsen sikres, at dansk forskning er med på forkanten af den globale udvikling, men også at resultaterne omsættes til forretning i det danske økosystem og i virksomhederne.
Sikring af danske arbejdspladser i fremtiden skal ske ved at udvikle ny viden om fundamentet for vores arbejdspladser. En forskningsindsats bør derfor også fokusere på hvilke teknologier og hvilke samfundsbehov, der i fremtiden vil skabe nye arbejdspladser for på den måde at understøtte den bevægelse. Dette skal gøre ved at forske i globale markedsøkonomiske transformationer og ved at sammenholde resultaterne og de socioøkonomiske behov både globalt og lokalt. Fremtidens forbruger vil i stigende omfang søge værdi i emner som bæredygtighed, miljø og velfærd. I fremtiden vil vi i højere grad skulle fokusere på samspil mellem teknologier og menneskelige værdier som også visionen industri 4.0 lægger op til.
Der er undersøgelser (Danish Manufacturing – winning in the next decade, 2016), som peger på, at der i 2025 kan skabes 23 mia. i eksport og 10.000 nye job, hvis blot de bedste forretningspraksisser implementeres i de eksisterende produktionsvirksomheder. Hvis forskningen kan understøtte optimering af eksisterende virksomheder og skabelsen af nye virksomheder, vil gevinsten være mange gange større.
Effekten er også i 2016 kortlagt af Erhvervs- og Vækstministeriet, som viser, at arbejdskraftsproduktiviteten i de mest automatiserede virksomheder er 41 pct. højere end i de mindst automatiserede virksomheder. Forskellen holder efter kontrol af virksomhedsstørrelse. Samtidig viser analysen, at 85 pct. af de virksomheder, som planlægger at investere i automation i 2014 eller 2015, forventer, at det vil sænke virksomhedens omkostninger med mindst 5 pct. 55 pct. af virksomhederne forventer, at det vil mindske deres omkostninger med mindst 10 pct.
Angående vækstpotentialet viser en analyse foretaget af IDA (Ingeniørforeningen) i 2015, at automatisering af den danske industri under ét kan bidrage med 41-55 mia. kr. En tysk analyse foretaget af PWC i 2015 viser, at fremstillingsvirksomheder med en høj grad af digitalisering har oplevet en meget kraftigere vækst de sidste tre år sammenlignet med virksomheder med en lav grad af digitalisering. Det er forventeligt, at den samme forskel er gældende i en dansk kontekst.
Digitalisering af produktion giver muligheder for at bevare og skabe ny produktion i Danmark. IDA’s analyse viste, at 20 pct. af de virksomheder, som investerede i automation, ville have rykket deres produktion ud af Danmark, hvis de ikke havde foretaget investeringen. Investering i automation er således en måde, hvorpå outsourcing kan undgås, og arbejdspladser kan bevares i Danmark.
7. Kontaktperson
TI: Anders Billesø Bech Teamleder, M.Sc.EE, Ph.d., Robotteknologi, Produktion,
Mobil +45 72 20 23 32, anbb@teknologisk.dk
DTU: Professor Rasmus Larsen, DTU Compute, rlar@dtu.dk, 22153943
Grundfos: Poul Toft Frederiksen, Principal Scientist, Research, Tlf: +45 2325 5050,
E-mail: ptfrederiksen@grundfos.com
MADE: Managing Director Nigel Edmondson, Ph.D. MEng., nfedmonson@made.dk
+45 2143 4678
Ingeniørforeningen: René Højmark, Chefkonsulent, rth@ida.dk, mobil 2434 1547
Aalborg Universitet: Professor Charles Møller, M.Sc.EE, Ph.D, charles@business.aau.dk,
+45 61677786. Ansv.