Na návštěvě ve Výzkumném a vývojovém centru BMW v Mnichově jsme měli možnost nahlédnout do budoucnosti zefektivňování a větší flexibility při výrobě automobilů. Hlavní slovo má samozřejmě digitalizace, a to ve formě digitálních dvojčat, inteligentních robotů a takzvané fyzické umělé inteligence (AI).
Zpočátku bylo těžké pochopit, co se nám BMW vlastně snaží ukázat. Jak roboti nahradí na výrobních linkách lidi? Viděli jsme totiž reálná videa z pilotních projektů, jak humanoidní roboti nahrazují dělníky na montážní lince továrny v americkém Spartanburgu. Jak svařují karoserie nebo nasazují kola. Až později jsme zjistili, že cílem bylo pootevřít nám dveře do budoucnosti výroby automobilů v obecné rovině a ukázat, na čem se aktuálně pracuje a přeneseně jaké změny celý výrobní průmysl čekají.
Automobilka ukázala, jak posouvá digitalizaci výroby do další fáze. Po letech optimalizace a digitalizace jednotlivých procesů se nyní přechází k integraci dat, umělé inteligence a robotiky do jednoho funkčního celku. Výsledkem je koncept „fyzické AI“, tedy propojení digitálních algoritmů s reálnými stroji, které jsou schopny reagovat na proměnlivé podmínky výroby. Robotika v tomto pojetí není izolovanou inovací, ale součástí širší strategie, jíž BMW označuje jako iFactory. Ta stojí na čtyřech pilířích: na digitalizaci, štíhlé výrobě, udržitelnosti a na lidském faktoru.
Základem je schopnost se přizpůsobovat
Klíčovou roli hraje schopnost pružně reagovat na poptávku a kombinovat různé typy pohonů i modelů na jedné výrobní lince. To je strategie, která se BMW v minulých letech, kdy do jedné karoserie integrovala spalovací i elektrifikované pohony, jednoznačně vyplatila.
Zásadním předpokladem pro nový přístup je jednotná datová infrastruktura. BMW transformovala dříve oddělené systémy do jedné cloudové platformy, kde jsou data standardizovaná a dostupná v reálném čase. To umožňuje nasazení tzv. digitálních agentů, kteří se dokážou autonomně rozhodovat a optimalizovat výrobní procesy. Tento krok je důležitější než samotná robotika, protože bez konzistentních dat by nebylo možné AI efektivně nasadit ani škálovat napříč výrobní sítí.
Klasická průmyslová robotika je založena na pevně definovaných sekvencích. Funguje spolehlivě v přesně daném prostředí, ale selhává při odchylkách. Fyzická AI tento princip mění, protože robot už nemusí být omezený na předem naprogramovaný scénář a dokáže reagovat i na nepředvídatelné situace.
Typickým příkladem je manipulace s díly. Zatímco tradiční robot vyžaduje přesnou polohu a orientaci, systém s fyzickou AI zvládne variabilitu vstupu a adaptuje své chování. To otevírá cestu k nasazení v oblastech, které byly dosud výhradní doménou člověka. Z pohledu výroby jde o posun od deterministického řízení k pravděpodobnostnímu rozhodování. Výsledkem není absolutní přesnost za všech okolností, ale vyšší robustnost celého systému.
Nejde o plnou náhradu člověka
BMW vnímá humanoidní roboty jako doplnění stávající automatizace, nikoliv jako její náhradu. Největší přínos mají v úlohách, které jsou monotónní, ergonomicky náročné nebo bezpečnostně problematické.
Pilotní projekty ukazují, že robot může převzít přesné opakující se operace s milimetrovou přesností, například manipulaci s plechovými díly před svařováním. V americkém závodě Spartanburg tak robot Figure 02 během 10 měsíců participoval na výrobě více než 30 000 vozů BMW X3 a manipuloval s desítkami tisíc komponent.
Současně se ale potvrzuje, že člověk zůstává nenahraditelný v úkolech vyžadujících jemnou motoriku, rychlou adaptaci a komplexní rozhodování v krátkém čase. Typickým příkladem je montáž dílů do pohybujícího se vozu.
Evropským pilotním projektem v této oblasti je nasazení humanoidního robota Aeon od švýcarské společnosti Hexagon Robotics v továrně v Lipsku. Robot je koncipován jako univerzální platforma s možností výměny koncových nástrojů, což umožňuje jeho nasazení v různých výrobních operacích. Testování se zaměřuje především na výrobu vysokonapěťových akumulátorů a komponent. Právě zde dává humanoidní koncepce smysl, protože pracovní prostor je navržen pro člověka a robot se mu může přizpůsobit bez nutnosti zásadních úprav infrastruktury.
Změny promyšlenými kroky
Důležitý je i samotný proces zavádění. BMW postupuje ve fázích od laboratorního testování přes pilotní nasazení až po případnou industrializaci. Klíčovým kritériem není technologická demonstrace, ale schopnost dlouhodobého stabilního provozu v reálných podmínkách.
Zásadní změnou je také způsob vývoje robotických aplikací. Namísto klasického programování se prosazuje tzv. imitation learning. Operátor pomocí teleoperace předvede požadovaný úkon a systém jej následně generalizuje. Výpočetní výkon je navíc částečně přesunut přímo do robotů (edge AI), což umožňuje okamžité rozhodování bez závislosti na vzdálených serverech. To je klíčové zejména v prostředí výroby, kde latence může znamenat ztrátu synchronizace s výrobním taktem.
Z praktického hlediska je zásadní integrace robotů do existující infrastruktury. BMW využívá standardizovaná rozhraní v rámci systému Smart Robotics, což umožňuje propojení s logistikou, výrobním řízením i bezpečnostními systémy.
Zkušenosti z pilotních projektů ukazují, že technologická stránka je pouze částí celého procesu. Stejně důležité jsou adaptace bezpečnostních standardů, zajištění konektivity (například prostřednictvím 5G) a také přijetí technologie ze strany zaměstnanců. V tomto ohledu se ukázalo, že transparentní komunikace a postupné zavádění vedou k relativně rychlé akceptaci robotů jako běžné součásti pracovního prostředí.
Zástupci BMW odhadují, že v horizontu několika let může počet inteligentních robotů ve výrobě výrazně narůst. Nejde však o nahrazení lidí, ale o změnu struktury práce. Fyzická AI umožňuje přesunout část činností ze statických robotických pracovišť do flexibilních, adaptivních systémů. To je důležité zejména v kontextu rostoucí variability produktu a tlaku na efektivitu.
Z dlouhodobého pohledu tak robotika přestává být jen nástrojem automatizace a stává se součástí širšího ekosystému řízeného daty. Výroba se tím posouvá od optimalizace jednotlivých operací k optimalizaci celku, a to v reálném čase a napříč celou výrobní sítí.
| Hexagon Aeon |
| Humanoidní robot Aeon od společnosti Hexagon Robotics je koncipován jako víceúčelová platforma pro průmyslové nasazení. Při výšce 1,65 m a hmotnosti 60 kg disponuje 34 stupni volnosti a pohybuje se na kolovém podvozku, který umožňuje rychlý přesun rychlostí až 2,5 m/s. Vybaven je více než 22 senzory, včetně kamer se simultánní lokalizací a mapováním (SLA M) mikrofonního pole [prostorově uspořádaná sestava více mikrofonů propojených do systému, kde kombinací a porovnáním zvukových signálů dokáže systém určit směr, odkud zvuk přichází — pozn. red.] a dalších vizuálních, tepelných i akustických prvků, jež zajišťují vnímání okolí v reálném čase. Flexibilní ruce s vyměnitelnými uchopovacími nástroji a integrované skenery rozšiřují jeho využití od manipulace přes inspekci až po tvorbu digitálních dvojčat. Robot využívá dvojici jednotek Nvidia Jetson pro lokální AI a je plně autonomní. Zajímavostí je mechanismus samostatné výměny baterií, která trvá přibližně 23 s. |
Foto: BMW a autor