Nároky firem na nové stroje a zařízení neustále rostou. Nyní požadují řešení na míru, ale za cenu sériové výroby. Proto průmysl na celém světě hledá odpověď, jak uspokojit individuální požadavky sériovou výrobou.
Řešení nachází v digitalizaci sériové výroby, při které se stroje a výrobky mezi sebou „domlouvají“ na organizaci produkce bez zásahu lidí. Díky tomu na výrobní lince vznikají individuální řešení, kdy dva výrobky na pásu jsou běžně odlišné. Takovou produkci mezi prvními zvládl automobilový průmysl, který pochopitelně potřeboval inovovat řízení produkce.
My jsme navštívili jednu z mála továren na světě, ve které stroje s lehkou nadsázkou vyrábí samy sebe. Závod EWA najdete v německém Amberku, tedy nedaleko od českých hranic. V současnosti se zde vyrábí více než 1000 variant řídicích systémů Simatic.
Stejné a podobné systémy pro řízení produkce, které továrna vyrábí, řídí vlastně celou zdejší továrnu a nejen produkci. Simatic se dokáže starat i o palubní systémy výletních lodí.
Místní nejsou troškaři, během 24 hodin jsou k dispozici výrobky pro 60 tisíc zákazníků po celém světě. V třísměnném provozu osadí stroje a zaměstnanci za rok dvě miliardy modulů. Pro představu velikosti roční produkce: každou sekundu opustí linky jeden výrobek, který je složen z několik modulů. Za rok zde vyrobí 15 milionů zařízení.
Jak se vyrábí zařízení, která řídí svou vlastní výrobu
Pouze na začátku výroby se lidská ruka dotýká první součástky, prázdné desky plošných spojů, když zaměstnanec pokládá desku na výrobní linku. Od tohoto okamžiku je celý proces řízen strojem. Výroba funguje z velké části automatizovaně, tři čtvrtiny výrobního řetězce zvládají samostatně stroje a počítače, čtvrtinu práce odvádí zaměstnanci.
Jednotlivé produkty mají čárové kódy a QR kódy, které slouží ke komunikaci výrobků se stroji. Kódy, které jsou připevněny ke každému polotovaru, tak v sobě obsahují informace o výrobku i o potřebných krocích, kterými výrobek musí projít, aby se z něj stal hotový produkt.
Slovy laika tak každý stroj na produkční lince pozná, co má udělat. Předtím řídící jednotky zajistily přísun potřebných součástek a naplánovaly optimální čas výroby na celé výrobní lince. Plánování výroby stroji není jednoduché, jen doprava potřebného materiálu ze skladu k výrobnímu zařízení plně automatizovaným dopravním systémem trvá 15 minut.
Při této komunikaci řídících jednotek strojů a výrobků technika v Amberku „namluví“ pět terabajtů dat denně. Sériová produkce personalizovaných produktů se díky tomu stala flexibilnější a efektivnější.
Výměna dat probíhá také se stroji a informačními systémy subdodavatelů po internetu. Ten však svou kapacitou a rychlostí přestává stačit. Odborníci odhadují, že současnou kapacitu internetu bude nutné minimálně zdvojnásobit, neboť paralelně s Technowebem (internet výroby a strojů) vzniká také Internet věcí (IoT). Pokud se stávající datová infrastruktura nerozšíří, může se sofistikovaná výroba přesunout do asijských zemí, které potřebnou kapacitu internetu budují, myslí si Siemens.
Klid, pohoda, čistota, nízká zmetkovitost
Výrobní prostory továrny Siemens EWA nás zaujaly klidem a tichem. Všude panovala čistota a atmosféra v hale připomínala klid malého města v neděli odpoledne.
Továrna je doslova prošpikována dopravníky v různých výškových úrovních. Na nich se pohybují desky plošných spojů s elektronikou, které projíždí jednotlivými stroji.
Po každé operaci následuje kontrola. Většinu kontrol prováděly stroje. Ty ovšem některé výrobky poslaly k zaměstnancům, kteří nezávisle na automatech kontrolovali kvalitu. To souvisí s nízkou zmetkovitostí produkce. Dosahuje necelých dvou desítek kusů na milion vyprodukovaných jednotek.
Značení výrobků optickými kódy neslouží jen ke komunikaci mezi vznikajícím polotovarem a stroji. Slouží také k přesné identifikaci konkrétního produktu a to doslova do posledního šroubku. Díky tomu mají technici informace, které umožňují rychle identifikovat případné problémy s kvalitou.
Přestože známe německou důkladnost a smysl pro pořádek, překvapilo nás například řešení uložení svačin a nápojů zaměstnanců. Ty jsme viděli v samostatných místnostech v policích. Každý zaměstnanec měl v polici uloženou očíslovanou modrou misku se svou svačinou a lahev. K dispozici byly nápojové automaty. Čistotou a pořádkem připomínaly svačinové i výrobní místnosti operační sál.
Provázanost výroby a vývoje
Odborníci společnosti Siemens také použili propojení výroby a vývoje. Pro vývoj slouží podobná zařízení, jako pro výrobu. Výhodou je jejich vzájemná provázanost. Slovy odborníků provedli horizontální a vertikální integraci výroby.
Konstruktéři nejprve v systému vyvinou nový výrobek a otestují ho, aniž by byl fyzicky vyroben. Díky přímému propojení z výrobou mohou poté zadat výrobu prototypu na výrobní lince. Tím se zkracuje řetězec od vývoje po výrobu, neboť stroje již při vývoji plánují organizaci výroby. Díky tomu se dosáhne zvýšení produktivity.
Jak jsme již zmínili, v Česku tyto systémy již využívá automobilový průmysl, zejména Škoda Mladá Boleslav. Při návrhu aut např. odpadá část crashtestů, neboť je systém dokáže modelovat a nemusí se provést fyzicky.
Průmyslové revoluce v kostcePrvní průmyslová revoluce na konci 18. století a v prvních desetiletích 19. století znamenala nahrazení lidské práce mechanickou. Došlo k přechodu od ruční výroby v manufakturách ke strojní velkovýrobě s využitím vodního a parního pohonu. Tento trend přišel zejména z Velké Británie, kde byl vynalezen parní stroj. Při druhé průmyslové revoluci se od počátku dvacátého století rozšířila dělba práce a masová výroba s pomocí elektrické energie. Třetí revoluci, k níž došlo v 60. letech 20. století, charakterizují elektronizace a robotizace výroby a zavádění řídicích systémů na softwarové bázi. Toto období vytvořilo podmínky pro nástup nové éry pod vlivem digitalizace a internetu, kterou dnes označujeme za čtvrtou průmyslovou revoluci. Průmyslová revoluce 4.0 |
