Letošní ročník Hannoverského veletrhu se nesl ve znamení vize integrovaného průmyslu. Tato koncepce, nazývaná též Průmysl 4.0, definuje výrobní proces tak, že jsou v něm všechny jeho prvky softwarově propojeny a jsou tak schopny se vzájemně a bez lidských zásahů reflektovat a usměrňovat. Výsledkem by měla být rychlejší, kvalitnější, ekonomičtější a ekologicky šetrnější výroba. V souvislosti se zavedením této koncepce do praxe se hovoří o čtvrté průmyslové revoluci, zlomu, který by měl být srovnatelný s tím, jakým byl vynález parního stroje nebo zavedení pásové výroby. Koncepci masivně podporuje německá vláda i další významné německé organizace, jako je BITKOM (Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien), VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau) a ZVEI (Zentralverband der Elektroindustrie). Podle člena představenstva veletrhu Jochena Köcklera měl být právě letošní ročník jakýmsi iniciačním momentem a propagátorem čtvrté průmyslové revoluce. Rozhodně se podle něj nejednalo o pouhé téma jednoho veletrhu. „Jsme na prahu nové epochy a rozvíjíme to, co jsme se naučili během posledních 20 let, jakožto uživatelé mobilních a chytrých mobilních telefonů – to, že můžeme komunikovat za pohybu. Tento způsob myšlení nyní proniká i do výrobních procesů,“ uvedl Jochen Köckler. „V současné době procházíme revolučním obdobím,“ upozornila i německá kancléřka Angela Merkelová. Podle německé ministryně školství a výzkumu Johanny Wanky je pro Německo nezbytné, aby se na tomto vývoji co nejaktivněji podílelo a udrželo si tak svoji celosvětově přední pozici ve vývoji a výrobě špičkové techniky. Předseda představenstva společnosti ABB Peter Terwiesch se dokonce domnívá, že „díky integrovanému průmyslu lze dosáhnout zvýšení produktivity až o 30 procent.“ Řada firem na svých veletržních stáncích již naznačila, jak by výroba v porevolučním období měla fungovat: stroje budou schopny samy detekovat chyby či odchylky od výrobní normy a samy zjednají nápravu. Polotovar bude prostřednictvím interního kódu instruovat stroj o tom, jak má být zpracován do podoby finálního produktu. Celý výrobní proces by se tak měl zrychlit, zpřesnit a zlevnit. A že se nejedná o nijak vzdálenou budoucnost ani pouhé marketingové slogany, ale o zcela konkrétní realitu, dokázalo letos v Hannoveru hned několik firem.
SAP NÁPADEM K VÝKONU Na tiskové konferenci v rámci Hannoverského veletrhu společnost SAP oznámila uvolnění nových výrobních řešení a updatů již existujících řešení. Podle jejích představitelů celá výroba dnes dospěla k technologickému milníku. Stroje, výrobní provozy a skladovací systémy jsou schopny si samy vyměňovat informace, reagovat na nové situace a vzájemně se kontrolovat. Průmyslová výroba a nová generace IT se setkávají a společně vytvářejí novou kvalitu a efektivitu – to jsou hlavní principy nového Průmyslu 4.0. SAP přijala tyto principy v rámci vlastní iniciativy „Nápadem k výkonu“ (Idea to Performance). Reaguje na ně přístupem, který umožňuje plné řízení životního cyklu produktů, od jejich návrhu až po servisní služby. Tento přístup zahrnuje různé scénáře obsahující například i kontrolu kvality nebo zajištění shody s regulačními požadavky a vnitřními normami firmy. Díky tomu je možné rychle reagovat na aktuální situaci, mít k dispozici preventivní opatření, lépe předvídat další vývoj a zkrátit cyklus všech procesů. To samozřejmě znamená i efektivnější využití aktiv a podporu procesu dodávek, aby byly provedeny včas a v potřebné kvalitě. Podniky mají nyní k dispozici na in- -memory platformě HANA kompletní systém SAP Business Suite. Brzy se k němu přidá sada řešení Responsive Manufacturing, rovněž s podporou SAP HANA. Mezi ta patří například aplikace SAP Overall Equipment Effectiveness Management (SAP OEE Management), která bude shromažďovat data ze strojů prostřednictvím M2M komunikace (machine-to- -machine) a transformovat je do analytických přehledů. Řešení pro plánované požadavky na materiál urychlí až o 50 % rychlost operací a aplikace SAP Product Portfolio Management zase urychluje kritické aspekty řízení projektů. Představené inovace SAP pro podniky z oblasti výroby a zpracovatelského průmyslu přinesou firmám lepší kontrolu nad výrobními procesy, nové možnosti v řízení kvality a růst efektivity. Nabízejí se následující aplikace:
SAP OEE Management nabídne podporu pro HTML 5.0 a jednodušší grafické uživatelské rozhraní pro jednoduché využití tabletů při řízení výroby. Cílem řešení je poskytovat výrobní analýzy napříč celým podnikem.
Efektivnější řízení výroby a lepší kontrolu nad výrobními procesy umožní nové verze aplikací SAP Manufacturing Execution, SAP Manufacturing Integration and Intelligence (SAP MII) a SAP Plant Connectivity.
SAP Quality Issue Management (SAP QIM) je aplikace pro řízení kvality napříč celým řetězcem, doplňuje funkcionalitu sady SAP Business Suite.
Mobilní aplikace SAP ERP Quality Issue umožňuje zaměstnancům realizovat proces řízení kvality i z mobilních zařízení.
SAP Complex Manufacturing Accelerator je mobilní aplikace určená pro zefektivnění výroby, zahrnuje celý cyklus od identifikace problémových míst či procesů až po jejich napravení.
Aktualizace se týkají i řešení s označením Rapid Deployment Solutions, což jsou balíčky zahrnující předkonfigurovaný software a implementační služby, umožňující rychlé nasazení systému i podporu pro případné další rozšíření. Konkrétně jde o nové verze SAP Multiresource Scheduling, SAP Asset Data Quality a SAP Condition-Based Maintenance.
VELETRŽNÍ CENA HERMES PRO BOSCH REXROTH Cenu Hermes, jejíž udělení je tradiční součástí programu Hannoverského veletrhu, získal letos software Open Core Engineering společnosti Bosch Rexroth. Tento software, jenž propojuje dosud oddělené sféry PLC (programovatelných logických automatů) a IT, by podle zdůvodnění odborné poroty měl významnou měrou přispět k rozvoji integrovaného průmyslu. Jeho základními principy jsou otevřené standardy, softwarové nástroje i rozhraní. Tradiční PLC řízení tak lze nyní kombinovat s možnostmi, které skýtají vysokoúrovňové programovací jazyky. Interface Open Core Engineering umožňuje rovněž programovat vlastní aplikace pro externí zařízení, jako jsou smartphony či tablety. Díky speciálním aplikacím je možné jejich prostřednictvím nejen číst data z PLC, ale i je tam zapisovat. „Vítězné řešení urychlí vývoj směrem k sítí provázané průmyslové výrobě,“ vysvětlil člen představenstva veletrhu Jochen Köckler rozhodnutí poroty. Zástupce firmy Bosch Rexroth cenu Hermes převzal během slavnostního zahájení veletrhu z rukou předsedy odborné poroty Wolfganga Wahlstera a německé ministryně školství a výzkumu Johanny Wanky. Na cenu bylo nominováno celkem 5 firem, vedle Bosch Rexroth o ni usilovaly ještě společnosti ebm-papst, Hirschmann Automation and Control, KAESER Kompressoren a Schildknecht. Předseda představenstva společnosti Bosch Rexroth Karl Tragl komentoval ve svém prohlášení současnou situaci počínající „4. průmyslové revoluce“ takto: „Mnoho nápadů, které výrobci strojů získali na základě svých širokých a různorodých zkušeností, nešlo dosud realizovat. Důvodem byly tři hlavní překážky: zaprvé zde dosud existovala nepřeklenutelná propast mezi programovacími jazyky používanými ve světě automatizace a ve světě IT. Zadruhé, dodavatelé automatizace nedovolovali výrobcům strojů vstupovat do jádra řízení. A zatřetí, po dlouhou dobu obor strojního inženýrství nebyl ochoten změnit své myšlenkové vzorce a posunout se novým směrem, směrem k sítím. Filosofie společnosti Bosch Rexroth však byla odjakživa jiná. Open Core Engineering nabízí výrobcům strojů zcela nové stupně volnosti, poněvadž jim umožňuje implementovat do softwaru své vlastní know-how a zlepšení. Výměna dat mezi inteligentními systémy je stále více otázkou integrace nových IT technologií a vyšších systémů do strojů. S novým interfacem Open Core Engineering jsou nyní strojní designéři i vývojáři softwarů schopni psát strojní funkce, které zpřístupňují jádro řízení s pomocí libovolného vyššího programovacího jazyka ze světa IT. V současnosti neexistuje jiný řídicí systém, který by toto umožňoval. Podle našeho názoru však integrovaný průmysl vyžaduje více než jen otevřený interface a přístup k řídicímu centru. Je minimálně stejně důležité, aby koncoví zákazníci, výrobci strojů a dodavatelé automatizační techniky vzájemně sdíleli své poznatky a společně tak nacházeli nové cesty. Pokud výrobci strojů opravdu využijí výhody, které jim nabízejí tyto otevřené automatizační technologie, a budou se snažit o aktivní výměnu poznatků s dodavateli automatizace, mohou uplatnit své vlastní nové nápady tak, aby se směřování k integrovanému průmyslu stalo jejich vlastním příběhem o úspěchu.“
SIEMENS: INTEGRACE JE KLÍČEM K EFEKTIVITĚ Podle Dietera Wegenera ze společnosti Siemens není Průmysl 4.0 rozhodně žádný Velký třesk, ale spíše evoluce, která již začala. Již zhruba 10 let patří automatizace − dříve součást klasické strojní výroby − neodmyslitelně i do oblasti informatiky a komunikací. K tomuto nezadržitelnému vývoji se přidružují další trendy, jako je umělá inteligence nebo aditivní výroba. Podle některých skeptičtějších expertů se však Průmysl 4.0 stane výrobním standardem nejdříve v roce 2025.
To, co řada společností teprve objevuje, tedy integraci technologických postupů napříč výrobní praxí, má společnost Siemens ve své nabídce již delší dobu. Siemens v současnosti nabízí v podstatě úplné integrované portfolio sestávající z hardwaru, softwaru, služeb a kompletní průmyslové expertízy.
Siemens letos v Hannoveru představil nový koncept integrovaných systémů pohonů (IDS) – integrované portfolio na bázi TIA, které zahrnuje téměř všechny funkce elektrických pohonů. To umožňuje optimální konfiguraci pohonů pro každou specifickou aplikaci. Siemens v tomto ohledu zastává strategii třífázové integrace: zaprvé, implementace horizontální integrace pohonů. Ta zajišťuje bezproblémovou interakci a optimální škálování všech komponent – od měničů až po motory a převodovky nebo spojky. Zadruhé, z pohledu vertikální integrace jsou tyto systémy rovněž optimálně a chytře navrženy, konfigurovány a zesíťovány skrz TIA, a to až po úroveň řízení. A zatřetí, IDS obsahuje vhodná softwarová řešení pro integraci během životního cyklu aplikace (integrace životního cyklu). To je rozhodující pro zkrácení času vývoje výrobku a jeho udržitelný cenově příznivý provoz. V oboru automatizace představil Siemens v Hannoveru verzi 12 svého čelního produktu TIA Portal – inženýrské platformy, unikátní databázi dat, která umožňuje plnou integraci všech automatizačních procesů. Do nejnovější verze TIA portálu V12 je navíc implementován zatím poslední model řídicího systému SIMATIC S7-1500, který se vyznačuje především velmi rychlým zpracováním signálů (reakční čas je kratší než 100 μs), což znamená, že je asi 40krát rychlejší než jeho předchůdci. Vedle toho jsou u něj výrazně rozšířeny technologické funkce a vylepšeny funkce zabezpečení a ochrany dat. INTEGROVANÁ AUTOMATIZACE ZNAČKY FESTO V továrně 4.0 si budou stroje, instalace, obrobky a ostatní komponenty vyměňovat data v reálném čase. To je významný posun od rigidních, centralizovaných továrních řídicích systémů k decentralizovaným inteligentním řešením. Úkoly, které dosud stále řeší centrální řídicí počítač, převezmou komponenty. Ty budou mezi sebou inteligentně propojeny, lehce konfigurovatelné a na jednotlivé měnící se podmínky budou reagovat nezávisle a pružně. Realizací této vize je automatizační platforma CPX od společnosti Festo. Tento elektrický terminál pro ventilové terminály již nabízí víc než jen prostředek ke spojení polních a řídicích úrovní. Je již vybaven diagnostikou a funkcemi monitoringu podmínek. Jednotlivé moduly pak dovolují integraci řízení pneumatických válců přes modulární ventilové terminály MPA a VTSA spolu s řízením pohybu elektrických pohonů. Nabízí rovněž integrované bezpečnostní funkce. To umožňuje přístup k diagnostickým informacím, rychle odhalit poruchy a vyměňovat moduly. Příklady integrace funkcí rovněž zahrnují IT služby, jako jsou webové servery. CPX může rovněž integrovat normální BUS systém a průmyslový Ethernet. To znamená, že CPX je dobře vybaven pro budoucnost. Odborníci předpokládají, že Průmysl 4.0 bude znamenat konec současného chaosu v bezpočtu různých BUS systémů. Bude zde pouze jeden jediný, světový standardizovaný protokol – internetový protokol založený na WLAN nebo Ethernetu v reálném čase. Tento trend směrem k jednoduchosti vychází ze stejné filosofie jako nové adaptivní a inteligentní instalační platformy. Dosud, pokud bylo potřeba nějak změnit produkt, se musela změnit část instalace výroby. Tyto nové platformy se už umí přizpůsobovat samy, takže nebude docházet k žádným výrobním prostojům. V rámci Průmyslu 4.0 budou roboty aktivně spolupracovat s lidmi. S pomocí inteligentních senzorů budou schopny volit alternativní cesty, podobně jako lidé. Budou si uvědomovat vlastní okolí a řešit i složité situace. To znamená, že roboti už dále nebudou pro lidi nebezpeční a budou schopni pomáhat dělníkům v manuální práci jako jejich plnohodnotní asistenti. Oceněný bionický manipulační pomocník a ExoHand jsou současnými průkopníky tohoto směru. ROBOTICS AWARD 2013 LETOS PRO KUKA ROBOTER Vylepšená komunikace mezi stroji, jejich součástmi a zpracovávaným materiálem by měla znamenat i další výhody. Společnost KUKA například představila novou generaci mimořádně citlivě reagujících robotů. Každý jejich kloub je vybaven senzory a reaguje i na nejjemnější doteky. Jestliže umístíme před robotovu ruku sklenici vody, robot zastaví pohyb tak opatrně, že se nevylije ani kapka. „Dosud bylo nutné oddělovat lidi a roboty plotem. Nyní však lidé mohou s roboty spolupracovat velmi těsně,“ komentoval tento kvalitativní skok Johannes Kurth, který je ve společnosti KUKA zodpovědný za strategický vývoj. Během veletrhu byla udělena také cena Robotics Award 2013. Odborná porota u jednotlivých projektů posuzovala především míru technologické inovace, možnosti průmyslového využití, vliv na životní prostředí a společnost či hospodárnost provozu. Všechny tři firmy, které splnily tato kritéria a postoupily do finálového klání, splňovaly i hlavní požadavky, které klade současná průmyslová výroba: požadavky automatizace nahrazující manuální práci, robotické mobility na pracovišti a kooperace páru člověk-robot. Z finálové trojice vyšla vítězně společnost KUKA Roboter, za ní se umístila rakouská firma EEP Maschinenbau, následována Curyšskou vysokou školou (Zürcher Hochschule). Vítězi cenu předal ministr hospodářství Dolního Saska Olaf Lies, podle nějž finalisté velmi příkladně ukázali, jak mohou být roboti integrováni do každodenního pracovního života. V letošním roce bylo rozhodování o nejlepším robotickém zařízení obzvláště obtížné. „Z celé té přehršle průkopnických vynálezů musela porota vybrat jen jediného vítěze. Bylo to výrazně obtížnější než v předchozích letech,“ přiznal Jochen Köckler. Každý z účastníků soutěže byl dokladem toho, že robotika má před sebou velkou budoucnost a že tato budoucnost člověka nijak nevytlačuje, ale naopak si jej žádá. K přednostem vítězného projektu společnosti KUKA Roboter patří podle poroty flexibilita, kterou vytváří elektromobilní vozítko, na němž se průmyslový robot pohybuje. O navigaci jeho pohybu se stará soustava laserových scannerů. Díky tomuto robotickému systému mohou být pohodlněji zpracovávány a instalovány velké dílce, například při výrobě letadel, protože robot se může pohybovat v prostoru bez omezení kabely. S pomocí nově vyvinutého navigačního softwaru se robot navíc dokáže bez potíží pohybovat i ve stísněnějších prostorech. Díky laserové technologii dosahuje robot při práci velmi vysoké míry přesnosti. Robotika je nepochybně jednou z klíčových automatizačních technologií. Mezinárodní svaz robotiky (IFR) odhaduje, že v příštích třech letech dojde po celém světě k nárůstu využití průmyslových robotů zhruba o 5 procent ročně a v roce 2015 tak bude překonána hranice 200 000 provozovaných robotů. Stále oblíbenější budou podle prognóz také servisní roboti. Do roku 2015 by se jich mělo prodat kolem 93 800 v celkové ceně 16,3 miliardy USD. Na veletrhu byly zastoupeny vedle společnosti KUKA také mnozí další výrobci robotů, například Stäubli, Epson, Kawasaki, Comau, Grenzebach, KEBA, IBG, SAMPAS či Schunk.
Petr Jechort, Andrea Cejnarová Hannover