Využiť sci-fi v priemysle

Využiť sci-fi v priemysle

Odľahčená architektúra

Karosárska výrobná hala Volkswagen Slovakia niesla nádych výnimočnosti od prvých nepotvrdených informácií o jej výstavbe. Tie prišli koncom roku 2011. Netrvalo dlho a Volkswagen potvrdil, že najväčšia investícia do slovenskej dcéry bude realitou. Zaujala už výškou. Aj keby projekt za 600 miliónov eur nepatril historicky najväčšiemu investorovi v krajine, radil by sa ako jednotlivá investícia medzi najvyššie. Nemecká automobilka oficiálne odštartovala výstavbu v júli 2012.

Z vývoja produktových cyklov modelov skupiny rýchlo vyplynulo, že hlavný „nájomník“ karosárne bude po jej spustení druhá generácia luxusného SUV Audi Q7. Keďže už prvá generácia, ktorá bola na trhu takmer desať rokov, nemálo dvíhala nielen čísla bratislavskej továrne, ale aj celej ingolstadtskej značky, čakalo sa na nasledovníka s napätím. Technickým novinkám modelu, ktorý je pre Audi prémiový nielen pozíciou v ponuke, ale aj biznisovo, sa venujú početné novinárske testy. Jeden prináša na inom mieste aj toto číslo Revue priemyslu.

Jeden parameter stojí za zmienku. Najväčšie audi medzigeneračne zhodilo vyše tristo kilogramov, čo ani pri aute takej veľkosti nie je málo. Celkové číslo sa logicky líši podľa použitého motora, no jeden parameter diéty je konštantný – karoséria je ľahšia o vyše sedemdesiat kilogramov. Na to malé úpravy nestačia. „Toto auto má úplne novú architektúru,“ začína vedúci karosárne Jürgen Russer cestu po svojom kráľovstve. Volkswagen azda ešte viac než obvykle prepájal prácu vývojárov auta s odborníkmi, ktorí pripravovali jeho výrobu. Zníženie hmotnosti karosérie priniesla najmä zostava materiálov, z ktorých je vyrobená. Najväčší podiel má na tom vyše 40-percentné použitie hliníka. Jeho využitie v priamom kontakte s oceľovými plechmi a dielcami z vysokopevnostných ocelí však vytvorilo množstvo neľahkých technických zadaní. Pre vývojárov bolo kľúčové použiť v každej časti karosérie ten správny materiál tak, aby odľahčili karosériu, no neuhli z požiadaviek na bezpečnosť. Výrobári z bratislavskej fabriky spolu s odborníkmi z dvoch nemeckých nástrojární Audi museli postaviť výrobnú halu, ktorá takú karosériu dokáže vyrábať vo veľkých sériách. „S takou kombináciou technológií a kapacitou, aká predtým nefungovala nikde na svete,“ podotýka J. Russer. 

Spájanie napresno

Z celkovej plochy karosárne 111-tisíc štvorcových metrov zaberajú stotisíc početné hniezda robotov, zvyšok sú prevažne logistické plochy. Aby však nevznikol omyl, nejde o žiadne sklady, iba – z hľadiska objemu výroby – takpovediac príručné sklady. Dielce prichádzajú z vedľajšej priamo napojenej lisovne, ktorá lisuje veľkú časť oceľových aj hliníkových dielcov karosérie. Zvyšné sa vykladajú do medziskladu priamo z kamiónov. Prvou zastávkou hliníkových dielcov v karosárni je umyváreň, v ktorej sa na špeciálnych antikorových držiakoch očistia a odmastia. Odtiaľto už idú priamo do spájacieho procesu. Z dielcov od dodávateľov sa ako prvá zvára podlaha, súbežne sa pripravujú bočné časti, pripravuje sa strecha. Medzi zváraním a nitovaním dielcov do čoraz väčších modulov vyniká okamih, keď dostanú reálny trojdimenzionálny tvar. A síce – pri spojení podlahy a bočných dielcov do jedného celku, ku ktorému sa potom navarí strecha a musia pasovať aj všetky zvyšné časti. Toto spojenie sa udeje na zariadení zvanom framer, na ktorého technológiu je nemecký koncern podľa J. Russera obzvlášť hrdý. Je nastavený na absolútnu presnosť geometrie. „V tomto bode sa kontroluje celková presnosť rozmerov karosérie. Ak sa niektorý parameter ocitne mimo tolerancie, celé zariadenie sa zastaví a šablonári ho nastavia na správne hodnoty,“ dodáva šéf karosárne.

Inovatívne prvky vidno na každom kroku. Napríklad strechu k zvyšku karosérie podáva robot uchytenú prísavným zvonom. Využíva špeciálnu ľahkú konštrukciu a aj ľahšiu verziu robota, aby mohol zvonom ľahko manipulovať.

Po pospájaní prenesie hotovú karosériu dopravník v šesťmetrovej výške na záverečnú povrchovú úpravu a kontrolu. „Na konci každú karosériu skontrolujú kvalitári a až potom ju odovzdáme zákazníkovi, ktorým je v tomto prípade lakovňa,“ uzatvára J. Russer opis samotného vzniku karosérie.

Ostrovy kolegov

Keď bude karosáreň fungovať v trojzmennej prevádzke naplno, mala by byť schopná vyrobiť 870 karosérií pre veľké audiny denne. Podľa informácií Revue priemyslu, ktoré fabrika nechce a zrejme ani nemôže komentovať, by mohla v budúcnosti pribudnúť k výrobe Q7 aj jej sestra Q8. O výrobe Q8 zatiaľ automobilka neprezradila nič. Iba na jarnej výročnej tlačovej konferencii potvrdila, že veľké SUV so splývavou zadnou časťou v štýle kupé bude vyrábať zrejme od roku 2019. Dovtedy by sa však v Bratislave mala produkovať ešte jedna prominentná karoséria. Anglická prémiová značka Bentley, ktorá tróni na hornom konci ponuky skupiny Volkswagen, už potvrdila, že karosériu prvého SUV svojej histórie bude voziť zo Slovenska. I keď pôjde aj pri maximálnej výrobe zhruba len o dve desiatky karosérií denne, priradenie k veľkosériovej karosárni pre SUV Audi nároky na kvalitu ešte zvýšilo.

Takéto nároky na kapacitu a mnohokrát opakovanú kvalitu zvládajú podľa kritérií skupiny Volkswagen iba roboty. V novej karosárni ich automobilka nasadila takmer tisícku, čím dosiahla nielen rekord brandže v rámci jednej haly, ale najmä nebývalú, 90-percentnú mieru automatizácie výroby.

Roboty novej generácie, ktoré majú podľa J. Russera citeľne nižšiu spotrebu elektriny než predchádzajúca generácia, sú v karosárni usporiadané v ostrovných celkoch, v podobe hniezd s konkrétnymi operáciami.

„V nich naši kolegovia roboty zvárajú, lepia a nitujú mnohými novými metódami,“ opísal fungovanie predseda predstavenstva Volkswagen Slovakia Albrecht Reimold. Tým vlastne vysvetlil, prečo automobilka novú halu nikdy nenazývala kedysi bežným názvom zvarovňa. Karoséria Q7 sa totiž spája ôsmimi spôsobmi. Extra náročné je najmä spájanie hliníkových a oceľových dielcov, ktoré pre odlišné tavné teploty nejde klasicky zvárať. Preto využilo Audi pre nový model ako prvé na svete vo veľkom dve nové spájacie metódy. Ide o takzvané RES zváranie trením a FDS tepelné skrutkovanie. Okrem toho sa dielce karosérie, už klasickejšie, zvárajú odporovo aj laserom, nitujú, falcujú, lepia a spájajú pretláčaním.

Strojovo presná obsluha

Cestou pomedzi zástupy robotických hniezd človeku napadne, čo v takej prevádzke vlastne robia ľudia. Logistika, znie prvé vysvetlenie. Veď jeden z hlavných dôvodov usporiadania robotov do ostrovných zoskupení je plynulý tok veľkého objemu materiálu cez halu. Vtom sa spoza rohu vynorí vláčik zásobovacích vozíkov, ktorým hýbe žltý ťahač. Bez vodiča. Takže aj dovoz materiálu a odvoz hotových dielcov od zariadení je plne automatický. „Máme desať trás, po ktorých jazdia samohybné vozíky a prevážajú dielce, čo sa pripájajú na karosériu,“ hovorí J. Russer. Najnovšia generácia vozíkov už vďaka senzorom a automatickému riadeniu nielen funguje v podstate autonómne, ale sa aj sama chodí bezdotykovo nabíjať. Je potešujúce, že tento inovatívny prvok vyvíja a dodáva pre Volkswagen žilinský univerzitný spinoff CEIT. Keď sa popri ďalšom vozíku s dielcami objaví človek, návštevníkovi môže napadnúť, že tento ľudí potrebuje. „Aj toto je vozík bez vodiča, momentálne má operátora iba kvôli dnešným návštevám, pohybuje sa tu neobvykle veľa ľudí, aby sme mali istotu,“ uvádza vec s úsmevom na pravú mieru J. Russer.

Potom neostáva nič iné, len povedať nahlas otázku, ktorá sa vynára už dlhšie. Čo vlastne robia ľudskí kolegovia týchto robotov, ktorých má byť podľa oficiálnej informácie tisícka? „Sú to operátori zariadení, máme samostatnú vlastnú údržbu, ďalej kvalitári a finišéri, ktorí kontrolujú povrch a dopracujú detail, ak treba,“ objasňuje J. Russer. Pri takom vysokom počte automatických zariadení je jasné, že údržba sa robí denne, v podstate priebežne, a popri kontrole kvality sa zmeny robia ladením nastavení. Takže pri výrobe vlastne spolupracujú operátori a údržbári. Pohľad na zariadenia v karosárni však dáva aj pojmu údržba celkom iný význam, než si človek obvykle predstaví. „Keďže robíme s technikou, ktorá takto nie je nasadená ešte nikde inde vo svete, musia mať všetci ľudia v karosárni vedomosti na najvyššej úrovni,“ podčiarkuje J. Russer.

Foto Volkswagen Slovakia, Miro Nôta

Veľtrhy prinášajú ľudský rozmer aj odbornosť

Veľtrhy prinášajú ľudský rozmer aj odbornosť