Priemysel 4.0 zautomatizuje zmenu

Priemysel 4.0 zautomatizuje zmenu

Funguje to tak, že dodávateľ priamo vybaví svoje výsledky čipmi. Tie mu umožnia, aby spotrebu na linke zákazníka sledoval na diaľku. Než začnú dochádzať, pošle systém elektronickú správu a dodávateľ pripraví ďalšiu dodávku. Ako systém ho v podobe pilotného projektu pred nejakým časom vyskúšala nemecká firma Bosch vo výrobe motorových dielcov v továrni v Homburgu.

Firma vybrala výrobu dieselových čerpadiel homburskej fabriky z jednoduchého dôvodu. Z tamojšej výroby vychádzajú dve stovky rôznych produktov, ktoré sa montujú z dvoch tisícok súčiastok. To si logicky vyžadovalo časté menenie výrobného programu priamo na výrobnej linke a produkovať v malých sériách. Komplikovalo celý výrobnú proces a dodatočné náklady produkciu predražovali, čo sa firme práve nevyplácalo. Digitálne prepojenie výrobných procesov zvýšilo pružnosť výroby a umožnilo meniť ho aj pri najmenších objednávkach odberateľa bez znižovanie produktivity.

Taká miera optimalizácie sériovej výroby množstva čerpadiel neostalo bez výsledku. Množstvo výrobkov na sklade kleslo o tridsať percent a produktivita narástla o desatinu. Zdroj úspory je jednoduchý, linka mení svoje nastavenia iba podľa zákazníckych objednávok, bez nutnosti zásahu človeka, čo náklady výrazne znížilo. Prevádzka tak vyrába efektívne aj v malých sériách. Aj tak sa do praxe dostávala novinka, ktorá by podľa štúdie Accenture mohla do roku 2030 zmeniť dve tretiny globálnej priemyselnej výroby a zvýšiť ju vyše štrnásť biliónov dolárov.

Ako vyvolať revolúciu

Vznik princípov Priemysel 4.0 sa už dlhšiu dobu označuje ako štvrtá priemyselná revolúcia. Dostala sa významom na úroveň využitia pary, pásovej výroby či automatizácie. Nie je náhoda, že do rôznych jazykov sa pojem Priemysel 4.0 prekladal z nemčiny a často sa používa v pôvodnom označení Industrie 4.0. Jeho vzniku pred rokom 2012 predchádzala požiadavka nemeckej vlády, ktorá sa skupiny vedcov a priemyselných manažérov pýtala ako čo najviac odstrihnúť konkurencieschopnosť ekonomiky od ceny práce. Na výrazný tlak na rezanie nákladov totiž firmy reagovali presunom výroby do krajín s nižšími personálnymi nákladmi.

Filozofiou konceptu Priemysel 4.0 sa stalo výrazné zvýšenie flexibility výroby s využitím automatizácie, komunikačných sietí a digitálnych riadiacich systémov. Pilotný projekt Boschu v Homburgu už využil jeho princípy. V príprave a testovaní nového konceptu v praxi sa okrem Boschu angažovali aj ďalšie „ťažké váhy“ nemeckého priemyslu formátu Siemensu, Volkswagenu či Schunku. Aj keď štvrtá priemyselná revolúcia ešte naplno nevypukla, stala sa podľa člena predstavenstva Boschu Uwe Raschke témou, o ktorej sa diskutuje naprieč strojárstvom v medzinárodnom meradle.

Potom, čo priemyselné giganty v dávnejšej minulosti začali naplno využívať úspory z výroby veľkých sérií totožných výrobkov, sa museli zamyslieť nad tým, ako podobným prístupom optimalizovať výrobu s podstatne pestrejším výrobným programom. Niežeby už neoceňovali benefity, ktoré im priniesla masová výroba. Museli sa však prispôsobiť tlaku trhu, na ktorom mohli ich marketingy, produktoví manažéri a obchodníci uspieť iba tak, že citeľne rozšírili ponuku zákazníkov o množstvo variácií produktov, ktoré navyše umožnili rôzne kombinovať.

To výrazne limituje úspory z produkcie velikánskych sérií bez nutnosti čokoľvek meniť na linkách. Po samotných produkčných procesoch sa tak cieľom zmien stali procesy prestavenia linky na iný typ výrobku. Priemysel totiž stratil luxus odstávok, počas ktorých mohol meniť nastavenia a testovať si nové na praktickej produkcii. Nutnosťou sa stala okamžitá zmena, akú dokážu vykonať len stroje.

Automatizovať zmenu

Využitie automatických zariadení v priemysle by ktokoľvek vydával za zmenu iba ťažko, symbolom priemyselnej veľkovýroby sú už tradične roboty. Po novom však nemajú bez priameho zásahu človeka bežať iba samotné výrobné operácie, ale aj proces ich obmieňania. Základom sa logicky stalo využitie moderných informačných a komunikačných technológií, aby bolo možné prepojiť zákaznícky dopyt na inú vlastnosť výrobok cez zmenu potrebného výrobného procesu.

Niet divu, že jedným zo základných pojmov, využívaných v rámci konceptu Priemyslu 4.0 sa stal priemyselný internet vecí. Teda nutnosť vytvoriť priame väzby vzájomné väzby medzi strojmi, produktmi, ktoré sa na nich vyrábajú, a okolitým prostredím. Súčasťou komunikácie je cez čip aj samotný výrobok, ktorý si vlastne sám určuje cestu cez rôzne pracoviská. No nie individuálne, ale v rámci rozsiahleho systému, ktorý siaha od rozhodnutia zákazníka o vlastnostiach cez objednávku, výrobu so zapojením celého dodávateľského reťazca, až po doručenie. Ani to nie je všetko, nové pilotné projekty začínajú automatizovať aj niektoré vývojové procesy.

Samozrejme, informačné pokrytie toľkých procesov si vyžaduje nepredstaviteľne rozsiahle prostredie, aké dokáže poskytnúť iba cloud. Algoritmy prepájajú milióny procesov, ktoré musia bežať synchronizovane. Informačným prostredím sa tak stáva priamo výrobná hala fabriky, ale nie izolovane, ale v prepojení s okolitým svetom – cez internet. Je jasné, že taký model fungovania priemyslu kladie obrovské nároky na fungovanie infokomunikačných technológií. Roboty a iné zariadenia musia cez senzory vnímať prostredie a vkladať o tom informácie do cloudu, ktoré na základe big data riadia ďalšie automatické systémy. To celé mimochodom drasticky mení požiadavky na kybernetickú bezpečnosť. Samozrejme, firmy nerobia také nákladné zmeny iba kvôli imidžu inovátorov. "V medzinárodnej konkurencii uspejú podniky, ktoré dokážu prepojiť stroje a informačné systémy rýchlejšie a inteligentnejšie,“ dodáva U. Raschke.

Ľudia v rozhodovaní a údržbe

Nielen filozofovia si pri týchto zmenách kladú otázku, čo budú v priemysle, aký bude fungovať natoľko automaticky, robiť ľudia. Priamo vo výrobe to budú dve základné skupiny činností. Prvá bude rozhodovanie. V tej budú musieť manažéri podnikov pracovať s tesnejšie prepojenými tímami priemyselných inžinierov a ich kolegov zo softvérového vývoja. Už to nebude jednoduché, tí boli totiž zvyknutí pracovať pomerne nezávisle.

V riadení priemyselných firiem však vzniknú celkom nové témy, napríklad o tom, akú časť informačného prostredia a riadiacich systémov má firma vlastniť a ktorú outsourcovať externe od špecializovaných firiem. To zmení aj modely financovania týchto investícií. Nielen preto, že náklady na riadiaci systém budú v pomere k „železu“ výrazne vyššie. „Môže sa dokonca stať, že časť financovania investičného projektu v priemyselnej výrobe nepôjde do továrne, ale napríklad IT firme, ktorá bude zabezpečovať infokomunikačné a cloudové zázemie pre riadenie vývoja a výroby, hovorí riaditeľ oddelenia veľkých korporátnych klientov UniCredit Bank pre slovenský trh Jaroslav Habo. Pružnejšie budú musieť podnikoví finančníci uvažovať napríklad aj pri nákupe samotných výrobných zariadení. „Zrejme sa budú viac využívať finančné nástroje ako je operačný lízing, s ktorým možno nasadzovať technológie pružnejšie. Ten sa tradične orientuje na zariadenia, ktoré možno znovu predať. Možno to budú napríklad aj univerzálne roboty,“ dodáva J. Habo.

Podľa U. Raschkeho sa však drvivá väčšina profesií v priemysle zmení v oblasti údržby. Tá bude hlavný bod, cez ktorý budú ľudia v priamom kontakte s továrňou a budú musieť zabezpečiť, aby fungovala bez prerušení. Pauzy na údržbu budú pritom kratšie a keďže stroj oznámia poruchu alebo nutnosť servisného zásahu ešte než nastane, výrazne, a to až na úroveň programovania, narastú požiadavky na údržbu a opravárov strojov. „Pre Priemysel 4.0 budeme síce potrebovať dokonalejšie roboty, ale rovnako aj výrazne kvalifikovanejších ľudí, aby ich obsluhovali,“ avizuje U. Raschke.

Foto Shutterstock

 

Digitálne oddelenia sú robotmi bielych golierov

Digitálne oddelenia sú robotmi bielych golierov

Veľtrhy prinášajú ľudský rozmer aj odbornosť

Veľtrhy prinášajú ľudský rozmer aj odbornosť