Na konci ledna 2018 se konal v Brně již 2. ročník mezinárodní B2B konference s názvem „Brno Industry 4.0“. Pořadatelem akce byla opět regionální Hospodářská komora Brno ve spolupráci s Industry Cluster 4.0. Ing. Radomír Zbožínek, ředitel výzkumného centra INTEMAC, na této konferenci představil reálnou Výrobní buňku 4.0, která nejen zde vyvolala velký ohlas. Během konference se našel i čas na krátký rozhovor pro Technický týdeník.
Dr. Rainer Stetter ze společnosti ITQ GmbH ve svém příspěvku představil koncept návrhu pracoviště ve formátu 4.0., které je založeno na tom, že vychází z koncových požadavků a postupuje se de facto „proti proudu“. Na začátku je složitý software funkcí a až pak návrh stroje. To celé vyžaduje vyhodnocení obrovského množství dat sesbíraných z provozu strojů a ze záznamů jejich závad. Vaše prezentace byla blíže realitě – vycházela z předpokladu, že výrobce má starší stroj s dobrými parametry, který rozhodně nemůže a ani nechce prodat a začít znovu od nuly, byť podle moderního konceptu. Nejsou tyto odlišné přístupy v rozporu s cílem?
Od začátku si neklademe otázku, zdali je Průmysl 4.0 evoluce, nebo revoluce. Snažíme se zachytit trendy technického pokroku a využívat je v konkrétní podobě. Hledáme, jak na ně navázat v našem prostředí. Koncept Průmyslu 4.0 je dlouhodobým procesem a jeho výsledky můžeme očekávat až v průběhu příštích let. Uvědomujeme si také, že ne všechny podniky mohou začít na zelené louce. Naopak se očekává, že benefity konceptu Průmyslu 4.0 přijdou, aniž bychom odložili stávající vybavení. Jedinou cestou proto je implementovat nové technologie s vazbou na stávající zařízení, ale s výhledem, že poskytnou výhody, které přináší vývoj v rámci Průmyslu 4.0. To je ve stručnosti náš přístup, který ukazujeme na našem pracovišti Výrobní buňky 4.0. Snažíme se pochopit, co nového technologie 4.0 přinášejí, testujeme je a poznatky získané z provozu výrobní buňky předáváme dál.
Jste odborníkem na obráběcí stroje a rozumíte jejich využití. Buňka, kterou jste zde představil, má za cíl přiblížit ceny kusové výroby cenám výroby sériové. Představte si ale situaci, kdy má konstruktér za úkol navrhnout nový obráběcí stroj a zeptá se vás: Co mohu použít z vašich poznatků v konstrukci, abych dospěl k řešení na úrovni Průmyslu 4.0?
Modernost bude například obsažena v konektivitě nebo využívání dat z provozu strojů. Jinými slovy: mám daný stroj plně pod kontrolou a mohu zpracovaná data vracet zpět do chodu stroje a procesu výroby. Dám příklad: ve výrobní buňce je integrovaný proces měření a v případě zjištění případných nepřesností se stroj sám okamžitě přenastaví tak, aby opět vyráběl s větší přesností a bez zásahu obsluhy.
Na jaký další poznatek by měl konstruktér myslet?
Dalším tématem je propojení všech strojů na podnikové úrovni. Dnes je zapotřebí, aby stroj komunikoval s podnikovými informačními systémy, ideálně i se systémy výrobce stroje. To je samozřejmě velmi náročné na zpracování objemů dat. S implementací těchto systémů by měl dnes konstruktér nového stroje a jeho periférií již automaticky počítat.
Jistě si vzpomenete na koncept společnosti Yamazaki Mazak, představený zde v Brně a prezentovaný vývojovým střediskem Mazaku v britském Birminghamu, kde šlo o bezkabelové propojení strojů se systémem CAD/CAM. Ale pokud mluvíme o konceptu 4.0, jde zřejmě o hlubší propojení konstrukčních a výrobních poznatků?
Koncept 4.0 umí postihnout celý životní cyklus výrobku – od návrhu přes optimalizaci výroby, samotnou výrobu až po provoz. Řada předních výrobců představuje svůj vlastní koncept řešení.
Jaká byla interakce mezi partnery výrobní buňky s vámi? Jsou to všechno samozřejmě specializovaní výrobci zařízení zvyklí plnit přání objednavatele, nicméně měli třeba zájem o výstupy z reálného provozu výrobní buňky?
Musím říci, že jsem byl nadšený z přístupu všech partnerů a jejich zájmu o projekt. Díky němu a výborné spolupráci všech vzniklo několik ověřených řešení. Například integrační platforma, která je dnes všeobecně využitelná pro snadné propojování nových, ale i stávajících výrobní zařízeních. Partnerům a dalším zájemcům je pracoviště k dispozici pro potřeby testování jejich technologií nebo řešení.
Samozřejmě se nabízí otázka, jak rychlé následování vašeho příkladu předpokládáte.
Jak už jsem zmínil, zavedení nového pojetí výroby bude jistě dlouhodobá záležitost. Všichni sledují výsledný přínos, který je určující pro postupné zavádění jednotlivých prvků digitalizace do výroby. Naše pracoviště ukazuje cestu, jak toho dosáhnout.
Cílem výrobní buňky 4.0 je demonstrace základních principů a ověření dílčích řešení na bázi digitálních technologií v rámci konceptu Průmysl 4.0. Její hlavní předností je možnost plně využít možností automatizace i v malosériové výrobě a přiblížit ceny kusové výroby cenám výroby masové.
Buňka tvoří funkční výrobní celek propojující obráběcí stroj, robot a měřicí stanici. Všechny části buňky spolu nepřetržitě komunikují, navenek ale funguje jako otevřený systém, který umožňuje snadnou implementaci do různých prostředí, ale především rychlou a jednoduchou rekonfiguraci. Ta je v případě malosériové výroby klíčová.
Základem výrobní buňky zůstává tzv. adaptivní proces výroby – měřicí stanice v buňce po dokončení obrábění kontroluje kvalitu každého obrobku. Při zjištění odchylky mimo toleranci je obrobek včetně potřebných korekcí poslán zpět do stroje na opravu. Stroj navíc při výrobě dalších kusů pracuje výrazně přesněji. Podstatně se tak snižuje nutnost zasahovat do nastavení stroje během procesu výroby ze strany operátora.
Dále je na pracoviště implementovaná technologie lokalizace pro pohyb osob a materiálu v buňce a jejím okolí, cloudová výpočetní platforma a rozšířená realita (Augmented Reality, AR). Díky systému Edge Controller je buňka schopna řídit technologické procesy mezi dalšími buňkami a komunikovat s podnikovými systémy.
Buňka byla vyvinuta a zprovozněna společností INTEMAC ve spolupráci s partnery: TAJMAC-ZPS, B + R automatizace, Renishaw, Comau, Sewio, SMC, Unicorn, Schunk a Iscar.