Automatizace v logistice i ve výrobě

Automatizovaná řešení, která umožňují alespoň částečně snížit množství potřebné lidské pracovní síly, pronikají v podobě samoobslužných pokladen a systémů typu „scan&go“ nebo „scan&shop“ i do té části dodavatelsko-odběratelského řetězce,. kde probíhá přímý kontakt s koncovým zákazníkem. Své pevné místo už dávno mají ale i v těch částech řetězce, které mu předcházejí – ve výrobě i v logistice spojené s distribucí zboží.

Automatizované výrobní linky a systémy pro automatizaci skladů jsou však zatím stále jen začátkem. Podle britského experta na tématiku transformace byznysu Seana Culeyho bude automatizace a nahrazování lidské práce prací robotů a robotických systémů pokračovat. A není daleko doba, kdy technika z většiny činností, které se v rámci dodavatelsko-odběratelského řetězce odehrávají, lidi zcela vyřadí. „Nebude to samozřejmě absolutní a ve všech oborech výroby a ve všech navazujících činnostech, ale ten trend je jasný a prakticky nezvratitelný – v důsledku technologického vývoje. Ještě před pár desítkami let byly výkonnější počítače obrovské a neskutečně drahé stroje a pokud jste chtěl médium s kapacitou pro uložení jednoho megabajtu dat, znamenalo to investovat desítky tisíc dolarů. Dnes si pořídíte externí disk o kapacitě terabytu dat za pár stovek. Dříve tedy byla lidská práce v porovnání s daty a sofistikovanou technikou extrémně levná, dnes je to naopak, data jsou levná, výpočetní technika je levná, lidská práce je v porovnání s tím naopak extrémně drahá,“ vysvětluje Culey. Současné technické možnosti a digitalizace pak umožňují nahradit lidi i tam, kde by to vypadalo dříve nepředstavitelně. „V roce 2004 padlo prohlášení, že si lze jen obtížně představit, že by bylo možné vyvinout samořiditelná auta, která by mohla fungovat v běžném provozu, protože například odbočování vlevo s dáváním přednosti protijjedoucím je natolik složitou činností a řidič v tu chvíli musí být schopen vyhodnotit tolik různých faktorů, že to stroj nikdy nezvládne. Stačilo jen nějakých deset let – a samořiditelná auta už v provozu jezdí a s jeho zvládáním mají podstatně menší problémy, než auta s lidmi za volantem,“ přidává Culey úsměvný příklad toho, jak něco, co ještě dnes považujeme za nemožné, může být zítra docela dobře proveditelné.

Výroba řízená elektronickým mozkem

Čím dál více průmyslových provozů, od potravinářství po automobilový průmysl, se stále více automatizuje. Plně automatizované výrobní linky řízené sofistikovaným počítačovým systémem, kde stroje vykonávají rutinní činnost s přesností a rychlostí, jaké by člověk nikdy nedosáhl, jsou již dnes realitou.

Díky automatizaci mohou výrobní provozy zvládnout obrovské množství „muziky“ s minimem lidí. Automatizace proniká do všech oborů výroby – ať je to výroba aut nebo třeba piva. I ta je dnes z velké části v rukou informačních systémů. Přinejmenším ve velkých pivovarech. Tyto systémy zvládnou řídit celý proces výroby piva – od uvaření přes zrání v CKT tancích až po filtrování. Bez lidí to samozřejmě stále nejde. Ti ale už jsou v takto sofistikovaných provozech potřební přímo ve výrobě jen na dosypávání některých ingrediencí, které se nevyplatí dávkovat prostřednictvím automatiky. A pak je tu sládek, který na vše dohlíží od monitoru počítače, odkud ovládá celý výrobní proces. A může ho i ladit podle momentálních potřeb. Když chce třeba přidat více chmelu nebo zvýšit o pár stupňů teplotu, stačí mu jen kliknout myší, o realizaci už se postará automatika. Stejně tak stačí pár kliknutí ke změně receptury, podle které se zrovna vaří. Pivovar

tak během pár minut může přejít na stejném zařízení od výroby výčepního piva k výrobě silného pivního speciálu či ochuceného piva, což je při stále širším sortimentu, který pivovary nabízejí, obrovská výhoda. Další automatické systémy pak řídí plnění piva do lahví či do sudů. Nejde ale jen o řízení výroby za pomoci „elektronického mozku“ v podobě informačního systému. V některých provozech už se zkouší nasazení multifunkčních „humanoidních“ robotů, kteří pracují u výrobních linek spolu s lidskými pracovníky – robotů, kteří jsou schopni „dávat pozor“ na své okolí, aby nezranili člověka, který jim nedopatřením zkříží cestu.

Digitalizace na postupu

Ruku v ruce s automatizací výroby jde digitalizace. Ta je dalším trendem doby. Digitalizace výroby sice do jisté míry souvisí s automatizací, zároveň ale nutně neznamená plně automatizovaný provoz. Příkladem může být výrobní hala továrny Siemens Elektronikwerk Amberg (EWA), která je realizací vize jménem „digitální továrna“. Vyrábí se tu programovatelné logické automaty, které slouží k automatizaci a řízení výrobních procesů v nejrůznějších průmyslových odvětvích, od automobilového až po farmaceutický průmysl. A mají pod kontrolou výrobu i v továrně v Amberku. V celém výrobním řetězci, od začátku výrobního procesu až po okamžik expedice, je zapojeno přibližně 1000 takových zařízení – s trochou nadsázky se dá říct, že tu tyto jednotky řídí výrobu sebe sama. Neznamená to ale, že tu ve výrobě nepracují lidé.

Digitální továrna neznamená sci-fi provoz, kde je výroba plně automatizovaná, řízena plně autonomními stroji, které samy „přemýšlejí“ a kde veškerá výroba probíhá bez lidského dozoru a bez doteku lidské ruky. V závodě v Amberku pracuje přes tisíc lidí. Výroba je sice z velké míry automatizována, stroje a počítače obsluhují dvě třetiny činností v celém řetězci, lidé jsou ale nadále nepostradatelní. „Lidé budou vždy potřeba. Pochybuji, že dohledné budoucnosti budou k dispozici stroje, který budou samostatně uvažovat, a inteligentně vyrábět,“ míní vedoucí závodu EWA Karl-Heinz Büttner. Jak podotýká Wolfgang Weissler, ředitel průmyslových divizí Digital Factory & Process Industries and Drives v Siemensu: „Digitalizace není to samé, co automatizace – obvykle s ní souvisí, ale není jí nutně podmíněna. Týká se nejen výrobních firem,“ říká Weissler.

To, co odlišuje tento závod od jiných průmyslových podniků, je digitalizace všech kroků výrobního řetězce. „Místo aby designér, který navrhne součástku, řekl stroji, co má udělat, to říká stroji přímo díl určený k opracování,“ vysvětluje Wolfgang Weissler, ředitel průmyslových divizí Digital Factory & Process Industries and Drives v Siemensu. Tento posun v přístupu umožňuje i v sériové výrobě flexibilně reagovat na požadavky zákazníků. Zatímco dříve přišel designér s nákresem dílu a musel zadat do stroje kód, kterým ho naprogramoval, aby z něj vyráběl konkrétní součástku, nyní je díl vybaven QR kódem, který stroji, případně živému pracovníkovi sdělí, co z něj má vzniknout za součástku a co se s ním má v tomto daném výrobním kroku stát. Produkty tak řídí svou výrobu. Podmínkou fungování digitální továrny je digitalizace všech výrobních procesů. Každý stroj, každá součástka mají svůj přesný počítačový obraz. Stejně jako každý krok ve výrobě. Dá se říct, že v Amberku stojí kromě té viditelné ještě jedna neviditelná – její přesná digitální kopie skrytá v jejích informačních systémech. Produkty pak díky kódům samy komunikují s výrobními zařízeními, veškeré procesy řídí a optimalizují IT systémy s cílem zajistit maximální efektivitu výroby. Díky obousměrné komunikaci si výrobky samy řídí vlastní montáž, kdy své specifické požadavky předávají přímo strojním zařízením. Podobná sofistikovaná řešení, která zvyšují efektivitu výroby a zkracují dobu od návrhu produktu k jeho uvedení na trh, jsou ale už dnes realitou celé řady provozů.

Kouzlo digitálního testování

S digitalizací se mění i proces navrhování produktu, kdy si designéři mohou díky softwaru výrobek nejen navrhnout, ale i otestovat bez nutnosti výroby prototypu – pouze prostřednictvím digitálního modelu, který se chová ve virtuálním testovacím prostředí jako reálný prototyp. Což ušetří spousty peněz, které je nutné za výrobu prototypů a jejich testování utratit dříve, než spatří světlo světa odladěný, hotový produkt. Využití možností, které už dnes dává digitalizace, tak celý vývoj produktu výrazně zlevňuje, zefektivňuje a také zkracuje. Takové „virtuální“ testování se již používá například ve Formuli 1 k vyhodnocování a vylepšování činnosti jednotlivých komponent vozů.

V oblasti automobilového průmyslu se ale digitalizace a možnosti, které dává v oblasti návrhu a testování produktů, neuplatňuje jen ve sféře špičkových automobilových soutěží. Právě automobilový průmysl je sférou, která možnosti digitalizace již dnes hojně využívá. Třeba právě při vývoji nových modelů. V současnosti lze provádět virtuální simulace fungování jednotlivých komponent vozidla i jeho celkového provozu. Týká se to i crashtestů – i ty je dnes možné kompletně nasimulovat ve světě digitálních dat. Dříve musely automobilky v průběhu vývoje vyrobit a zničit v crashtestech desítky aut, než se odladily všechny nedostatky a potvrdilo se, že daný typ vozu bude splňovat požadavky kladené na jeho bezpečnost pro cestující. Dnes velká část těchto testů probíhá prostřednictvím digitální simulace – a až když je vše odladěno v digitálním prostředí a testy vychází dobře, je vyroben testovací prototyp, který je poslán v crashtestu proti zdi, aby si konstruktéři ověřili, že vše, co tak pěkně fungovalo ve virtuální realitě, bude fungovat i ve skutečnosti. Podobně lze dnes simulovat i testy v aerodynamickém tunelu.

Simulace se využívá i při návrhu výrobních procesů. Ve virtuálním prostoru je možné dnes napodobit a odladit nejen jednotlivé kroky výrobního procesu, ale práci celé výrobní linky. Správně navrhnout a zkonstruovat průmyslová zařízení, jako jsou např. výrobní linky, je velmi složitý úkol. Už od prvotních plánů zařízení se musí brát v potaz celá řada faktorů. A to, zda do sebe vše perfektně zapadne a bude fungovat podle představ, se naplno ukáže až při zkušebním provozu. S pomocí počítačové simulace lze ale řadu nedostatků odladit ještě dříve, než se začne zařízení fyzicky stavět. Všichni, kdo spolupracují na vývoji, si tak mohou prostřednictvím počítačového modelu vizualizovat budoucí proces a navrhnout vylepšení. A až pak – dokonale otestovanou a odladěnou – ji začít dávat fyzicky dohromady.

Dále čtěte v naší online či tištěné verzi Svět Obchodu Říjen-Listopad 2016