skok Priemysel 4.0 a Slovensko Pripravuje sa technologický Slovenská stratégia bude známa v polovici marca. Inšpiráciu hľadá v Nemecku a Česku

Priemysel 4.0

Február 2016

a Slovensko

Slovenská stratégia bude známa v polovici marca. Inšpiráciu hľadá v Nemecku a Česku

Viaceré nástroje a aplikácie pre Priemysel 4.0 sú už k dispozícii, prispeli aj slovenské firmy

Uplatnenie Priemyslu 4.0 vyžaduje v prvom rade poriadok v informáciách a všetkých procesoch

str. 56

str. 58

str. 61

Pripravuje sa technologický

skok

TREND + priemysel 4.0 a Slovensko

Prístup štátu

Priemysel sa chystá na technologický skok

Slovenská stratégia Priemyslu 4.0 bude známa v polovici marca. Inšpiráciu hľadá v Nemecku a Česku Ľubomír Jurina / [email protected]

Ú

spešné naplnenie konceptu Priemysel 4.0 umožní zvýšiť efektívnosť a produktivitu o 30 až 50 percent, hovorí minister hospodárstva SR Vazil Hudák.

Jednou z iniciatív ministerstva je aj pracovná skupina s lídrami priemyslu, ktorá pripravuje návrh stratégie, ako posunúť Slovensko k Priemyslu 4.0.

Skupina je dôležitý poradný orgán pri tvorbe zásadných oblastí a konkrétnych opatrení, aby sme dokázali úspešne implementovať koncept Smart Industry – poňatie konceptu Priemyslu 4.0 v slovenskej ekonomike. Jej výstupy priblíži konferencia Smart Industry v polovici marca v Bratislave.

Analytici upozorňujú na hrozbu „primitivizácie“ slovenského priemyslu. Až 90 percent prostriedkov určených na technický rozvoj vynakladajú firmy na dovoz technológií zo zahraničia.

Zahraničné firmy tvoria na Slovensku podstatnú časť priemyselnej výroby, je preto prirodzené, že miera dovozu technológií je vysoká. Slovensko sa dokonca radí na prvé miesto v stredoa východoeurópskom regióne v prenose technológií na domáce územie. Na jednej strane je pozitívne, že zahraničné firmy investujú do technológií, ale na strane druhej treba zvýšiť vlastnú inovačnú výkonnosť firiem. Je to dôležité pre tvorbu pridanej hodnoty a dlhodobú konkurencieschopnosť krajiny.

Vlastné inovácie, výskum a vývoj sú pre firmy finančne náročné a predstavujú aj určitý stupeň rizika.

Štát môže a musí pomôcť. Vlani sme zaviedli možnosť 25-percentného odpočtu výdavkov na výskum a vývoj. Veľ kou motiváciou pre firmy budú výzvy na zriadenie výskumných centier a výskumné projekty financované z Operačného programu Výskum a inovácie.

56

11. FEB R Uá r a 2016

hráč, či už je to ministerstvo hospodárstva, školstva alebo jedna veľ ká firma. Musíme sa všetci spojiť. Štát sa musí naučiť spolupracovať so súkromným sektorom, súkromný sektor s univerzitami. Snažíme sa vtiahnuť súkromný sektor do prípravy strategických materiálov a vízií Slovenska. Za kľúčovú považujem aj mobilizáciu občianskej spoločnosti, ako napríklad iniciatívu Slovensko Digital, ktorá formuluje nároky na digitalizáciu verejnej správy.

Snažíme sa intenzívnejšie prepájať zahraničné firmy s domácim inovačným ekosystémom a naopak. Teší ma, že pribúdajú firmy, ktoré investujú do vlastných inovácií. Rozširuje sa aj počet zahraničných firiem, ktoré sa rozhodli využiť domáci inovačný potenciál a začali

spolupracovať so slovenskými start-upmi. 

Nevyžaduje situácia aj zmenu prístupu štátu a jeho inovatívnejšie postupy?

Potrebujeme jasnú víziu, kam sa chceme ako krajina dostať. Ak chce byť Slovensko krajinou inovácií, na to nestačí iba jeden

Cykly priemyselných revolúcií (a ich zrýchľovanie)  Prvá – príchod pary na konci 18. storočia. Prechod od ručnej výroby v manufaktúrach k strojnej výrobe, poháňanej vodou a parnými strojmi. Prvá revolúcia trvala vyše sto rokov.  Druhá – rozbeh pásovej výroby zo začiatku 20. storočia. Začiatok deľby práce a masovej výroby pomocou elektrickej energie. Cyklus trval osemdesiat rokov.  Tretia – automatizácia výroby začiatkom 70. rokov minulého storočia. Nástup elektronických systémov a informačných technológií, počítačom riadená výroba. Tretia etapa sa skrátila na päťdesiat rokov.  Štvrtá – vznik kyber-fyzických systémov po roku 2020. Inteligentné produkčné systémy novej generácie s robotmi a ďalšími technológiami s prvkami umelej inteligencie, prepojenými internetom vecí.

Prečo podporujete práve Priemysel 4.0?

Historicky priemyselné revolúcie priniesli zmenu nielen do ekonomiky, ale aj do usporiadania spoločnosti. Je nevyhnutné tieto zmeny predvídať a pripravovať sa na ne. Toto platí špeciálne pre krajiny ako Slovensko, v ktorých zohráva priemysel kľúčovú rolu. Pri formulovaní stratégie sme sa inšpirovali krajinami ako Nemecko a Česká republika. Výsledkom implementácie konceptu Priemyslu 4.0 bude technologický skok, ktorý zvýši efektívnosť a produktivitu o 30 až 50 percent. To, samozrejme, spôsobí hlboké, až revolučné zmeny: inteligentné robotické a logistické zariadenia prevezmú všetky manuálne a obslužné činnosti, riadiace systémy budú samy organizovať efektívny chod výroby. Priemysel 4.0 je veľ kou výzvou, ale zároveň príležitosťou, ako uspieť.   Foto – M a ň o Š t r au c h

TREND + priemysel 4.0 a Slovensko

Inteligentné fabriky

Renesancia výroby je realitou Ak Slovensko zvládne nástup štvrtej priemyselnej revolúcie, na mnoho desaťročí si udrží špičkový priemysel Ľubomír Jurina / [email protected]

P

riemysel 4.0 ponúka príležitosti na rozvoj kvalifikovanej a vysoko intelektuálnej práce, upozorňuje prof. Milan Gregor, spoluzakladateľ technologického inštitútu CEIT v Žiline.

Zdá sa, že dochádza k veľkolepej renesancii priemyslu.

Je to prirodzená reakcia na vývoj v posledných dvoch desaťročiach. Vysoká cena práce na Západe vyhnala výrobu do teritórií s lacnou pracovnou silou. To prinieslo postupnú deindustrializáciu vyspelých krajín. Jediné Nemecko si udržalo vlastnú industriálnu politiku a po vypuknutí finančnej krízy sa táto cesta ukázala ako správna. Koncept Priemyslu 4.0 vytvorila v roku 2011 skupina nemeckých vedcov a manažérov z priemyslu. Cieľom bolo zabrániť presunu výroby na technologickej úrovni, ktorá umožní konkurovať lacným krajinám.

Rozhýbal sa však doslova celý svet.

Podľa štúdie PwC bude nemecký priemysel investovať do roku 2020 do technológií Priemyslu 4.0 každoročne 40 miliárd eur. Okrem Nemecka sú lídrom Spojené štáty. Apple, Google či Intel už majú pripravené

reálne projekty inteligentných fabrík. Prekvapujúce správy prichádzajú aj z Číny – krajina ani náhodou nevidí svoju budúcnosť v lacnej pracovnej sile, naopak, intenzívne projektuje továrne, založené na princípoch Priemyslu 4.0.

Podľa štúdie PwC bude nemecký priemysel investovať do roku 2020 do technológií Priemyslu 4.0 každoročne 40 miliárd eur

Existuje konkrétna predstava, čo všetko zahŕňa pojem Priemysel 4.0?

Nie, koncept sa vyvíja v súlade s tým, ako napredujú jednotlivé technológie. Niektoré sú už k dispozícii, ďalšie ešte čakajú na svojich objaviteľov. Existuje však všeobecná idea, kam by to všetko malo smerovať. V inteligentnej fabrike dôjde k decentralizácii riadenia výroby a mnoho rozhodovacích činností preberie umelá inteligencia. Takisto stroje, roboty, vyrábané dielce aj hotové výrobky získajú

inteligenciu a cez internet vecí vytvoria vzájomné väzby, aby si samy sledovali výrobný proces. Výrobné systémy získajú úplne nové vlastnosti – budú schopné samy sa organizovať, rekonfigurovať i optimalizovať, učiť sa zo svojej minulej prevádzky a autonómne rozhodovať. Do týchto väzieb sa zapoja dodávatelia, partneri aj zákazníci.

Inteligentná fabrika sa podľa všetkého zaobíde bez ľudí. Už teraz sa šíri strach, že roboty zoberú ľuďom všetku prácu.

Je to zákonitý proces. Vývoj však nepôjde tak rýchlo, aby sme sa na zmeny nemohli pripraviť. Predpokladám, že k totálnej automatizácii výroby dôjde v priebehu nasledovných desiatich rokov. Máme teda dekádu, aby sme novým trendom prispôsobili vzdelávanie, podporili iné sektory ekonomiky, perspektívne je najmä zdravotníctvo. Priemysel 4.0 zlikviduje monotónnu a namáhavú prácu, ale zároveň ponúkne rozvoj kvalifikovaných a vysoko intelektuálnych činností. A navyše vysokou produktivitou vytvorí obrovské bohatstvo. Ak nezostane v rukách úzkej skupiny vlastníkov, môže sa stať zdrojom budúcej prosperity celého ľudstva.   

CEIT je stredoeurópsky líder v technológiách Priemyslu 4.0 Od roku 2000 rozvíja žilinský technologický inštitút ­CEIT koncept digitálneho podniku, ktorý umožňuje digitálne modelovať a virtuálne simulovať výrobné linky i celé fabriky. Jeho súčasťou je 3D jaskyňa – vo virtuálnej realite sa tu pracuje s digitálnymi modelmi ako s reálnymi produktmi v reálnych priestoroch fabriky. Riešenia digitálneho podniku okrem Volkswagenu či Škody Auto využili v Danfoss Power Solutions, Continentali Matador, J.P. Plast či ZŤS v Námestove.

Pod značkou ZIMS vyvíjajú v Žiline inteligentný výrobný systém, ktorý pohotovo reaguje na zmeny a je schopný rýchlej rekonfigurácie. V súčasnosti sa experimentuje so začlenením inteligentných robotov do tohto systému. Riešenia z CEIT-u mieria aj na internú logistiku. Zrejme najznámejším produktom je Inteligentný systém s mobilnými robotmi. Vo Volkswagene funguje už okolo dvesto robotických vozíkov a po skončení testov vo výrobnej hale H4 ich bude troj- až štvornásobne

viac. Bratislava bude unikátnou fabrikou vo svete aj vďaka riešeniam zo Žiliny. Okrem Volkswagenu sa vozíky uplatnili v Škode Auto, Audi a Continentali, záujem má Porsche i Jaguar. CEIT je priekopníkom viacerých technológií. Rozvojom 3D tlače položil základy aditívnej výroby na Slovensku. V súčasnosti intenzívne rieši otázky tzv. agentového riadenia a umelej inteligencie, ktoré sú základom výrobných systémov novej generácie. Riešenia pre Priemysel 4.0 aplikujú

Žilinčania aj v iných odvetviach, prekvapujúco napríklad v zdravotníctve. CEIT pripravuje digitálne modely nemocníc, kde sa optimalizujú procesy ich medicínskych i obslužných logistických častí. Uplatnením 3D skenovania a 3D tlače tiež vyvinul unikátnu metódu lebečných implantátov (z titánu), vďaka ktorej úspešne liečia pacientov chirurgovia v Košiciach, Žiline a Martine. Koncom minulého roka začal CEIT prenikať so svojimi riešeniami aj na trhy USA.

57

TREND + priemysel 4.0 a Slovensko

Rozvoj technológií

Priemysel 4.0 je spleť špičkových technológií Viaceré nástroje a aplikácie sú už dnes k dispozícii, na ich vývoji sa podieľali aj slovenské firmy Ľubomír Jurina / [email protected]

H

lavným ťahúňom rozvoja v priemysle sú od polovice 70. rokov minulého storočia informačné technológie a odhaduje sa, že až 80 percent všetkých inovácií pochádza z informatizácie. V ďalších dvoch dekádach sa k nej pridajú nové sektory – nanotechnológie a biotechnológie. V „inteligentnej fabrike“ dôjde k ich prepojeniu a synergia zmení priemyselnú výrobu na nepoznanie.

Fabrika ako počítačová hra

znatok je uložený a nabudúce viem, o čo ide. Jednotlivé informácie potom dokážem prehadzovať a kombinovať. Ide síce o zložité operácie, no od samostatného myslenia to má ďaleko. Dnešným hitom je Deep learning – nebiologická inteligencia sa pokúša napodobniť neuróny v mozgu. Vytvára umelé neurónové siete a trénuje ich, aby sa naučili hlbšiemu významu a kontextu. Rozpoznať, čo sa na fotografiách alebo videu skutočne deje, porozumieť vetám tak, aby neunikol žart či sarkazmus. Do vývoja Deep learningu sa pustili všetci hráči – od gigantov ako Google, Facebook, Badoo až po malé start-upy. Trénovanie neurónových sieti vyžaduje obrovsky výpočtový výkon, preto ďalší rozvoj AI by mohol brzdiť hardvér. Všeobecne však prevláda optimizmus a naďalej sa očakáva exponenciálny rast výkonu počítačov. Inovátor a vizionár Raymond Kurzweil predpovedá, že inteligenciu človeka by mohli stroje dosiahnuť okolo roku 2045.

Koncept Digitálny podnik združuje viacero hi-tech technológií: CAD systémy na projektovanie, ERP systémy, 3D skenovanie, 3D tlač, rozšírenú a virtuálnu realitu... Výsledkom je digitálny model celej fabriky – výrobných hál, konštrukcie nových produktov, výrobných liniek, logistických systémov, skladov, expedície až po následný servis a recykláciu produktov. V digitálnom modeli možno navrhovať konštrukciu výrobkov, simulovať i optimalizovať ich funkcionalitu, ako aj všetky výrobné a logistické systémy ešte predtým, ako sa spustí fyzická produkcia. Spolupráca s ľuďmi ide dnešným robotom len veľmi ťažko. Pohybujú Vo sfére digitálneho podniku dnes dominujú dve značky – Delmia sa z jednej pozície na druhú a dookola plnia rovnaké zadanie. Ak sa a Tecnomatix (PLM Software), ktoré rozvíjajú technologické giganty im do dráhy dostane človek, hrozí zranenie. Roboty novej generácie Dassault Systems z Francúzska a nebudú s ľuďmi bežne spolupracovať – mecký Siemens. To však neznameodtiaľ názov co-worker robot, skráná, že nezostal priestor pre ďalších tene cobot. Stroje si budú vedomé inovátorov. Na Slovensku je lídrom toho, že v ich blízkosti sa pohybutohto konceptu žilinský inštitút CEjú ľudia, budú s nimi komunikovať V posledných rokoch sa objavilo množstvo nových pojmov – IT a jeho riešenia využíva rad firiem gestami, hlasom, textami či grafikou. Industrie 4.0, Industry 4.0, Priemysel 4.0, Smart Industry, Smart Factory, Smart Manufacturing, Industry Internet of Things (IoT, zo stredoeurópskeho regiónu. Od roOdpadnú ochranné ploty a vzniknú priemysel internetu veci)... Majú rôzne „krajiny pôvodu“, ale ku 2011 vyvíja nástroje digitálneho úplne nové pracovné zóny. Coboty s malými odchýlkami zhodne označujú koncept inteligentnej podniku aj Matador Group. vybavené špeciálnou senzorikou sa fabriky, ktorá bude výsledkom novej priemyselnej revolúcie. Digitálny podnik dnes využívajú budú učiť od operátora – ukáže im najmä automobilky, ktoré akútne pohyby a roboty ich zopakujú. Nejpotrebujú flexibilitu, pružnú reakde však len o mechanické činnosti ciu na požiadavky zákazníkov, skracovať výrobné časy, vysokú kvali– inteligentné coboty môžu rozvrhnúť veľ ké zadanie na menšie krotu a efektivitu. Postupne preniká aj do ďalších odvetví spracovateľky a rozdeliť úlohy medzi stroj a človeka podľa toho, kto ich urobí ského priemyslu. rýchlejšie. Existuje niekoľ ko typov cobotov: humanoidný Baxter od firmy Rethink Robotics, Spitfire od ABB, firma Kuka vyvinula ľahký „jednoramenný“ chytrý robot LBR iiwa. Na nasadenie robotov novej generácie sa špecializuje technologický klaster AT+R, združujúci firmy ako Spinea, Procont, Elcom s inDnes sú už bežne dostupné niektoré aplikácie umelej inteligencie štitútmi ZŤS VVU, VUKOV Extra, CEIT a technickými univerzitami (AI) – metódy rozpoznávania reči, textu či obrazu. Vývoj ide ďalej v Košiciach a Žiline. Matador Group je stredoeurópskym integrátoa orientuje sa na strojové učenie, autonómne rozhodovanie, spracorom cobotov LBR iiwa. vanie a využívanie znalostí. Métou AI je naučiť počítače „rozmýšľať“ bez nutnosti explicitne ich naprogramovať. Prvým krokom bola technológia Machine learning (strojové učenie). Uplatňuje sa napríklad v prvej generácii autonómnych áut, no pracuje skôr na mechanickom princípe: vidím objekt, V každom stroji, súčiastke i senzore bude miniatúrny čip napojený v databáze zistím, že je to strom, smrek, ako sa ohýba vo vetre... Pona internet. Internet vecí umožní zosieťovať všetky inteligentné vý-

Coboty v tíme s ľuďmi

Viaceré názvy pre jednu ideu

AI začne riadiť továrne

Kybernetická nervová sústava

58

11. FEB R Uá r a 2016

robné zariadenia, aby vzájomne komunikovali a zdieľali informácie. Napríklad v prípade, že niektorý stroj bude potrebovať opravu, výrobná linka automaticky presmeruje výrobu na iné stroje. Po oprave sa systém sám plynulo resynchronizuje, takže výrobu vôbec netreba prerušiť. Riadenie fabriky prevezme akási kybernetická „nervová sústava“ s viacerými autonómnymi „mozgovými centrami“. Predpokladá sa, že podnikové siete budú uložené v super bezpečnom cloude. Aj bežný internet sa o pár rokov zmení na internet vecí. Vývoj ťažko odhadnúť, Cisco napríklad predpovedá do roku 2020 celkovo päťdesiat miliárd pripojených zariadení, Morgan Stanley sedemdesiatpäť. Miliardy strojov a senzorov budú online posielať dáta na ľubovoľné miesto, kde bude možné ich vyhodnotiť. To je veľ ká príležitosť aj pre inteligentnú továreň – môže sledovať osud svojich produktov od servisu až po recykláciu. Internet vecí tak umožní vytvoriť nové, produktívnejšie obchodné modely.

Smart Data – nová „zlatá baňa“ Biliardy senzorov a iných zariadení pripojených do internetu vecí vygenerujú obrovské kvantá dát. Spoločnosť IDC predpovedá, že ich počet vzrastie do roku 2020 v porovnaní s rokom 2013 desaťnásobne na hodnotu 40 zettabitov. Zetta je predpona pre číslo s 21 nulami. Obrovská hora digitálnych dát bude ďalším zdrojom inovácií a zvyšovania produktivity. Big Data sa postupne zmenia na Smart Data, schopné zvýšiť inteligenciu celému systému – v množstve dát identifikujú vzory a na ich základe budú riadiace systémy so strojovým učením či ešte rozvinutejšou formou AI predikovať vývoj a reagovať na zmeny. Foto – R e t h i n k R o b ot i c s

Už pri súčasnom stupni vývoja ukazuje technológia Smart Data netušené schopnosti. Urýchľovač LHC v CERN-e, jedno z najzložitejších automatizovaných zariadení na svete, prešiel nedávno komplexnou modernizáciou. Dostal tiež nový diagnostický softvér vyvinutý vedcami z CERN-u a Siemensu. Analyzuje dáta z vyše siedmich miliónov senzorov a učí sa porovnávať ich s problémovými situáciami z minulosti. Príčinu problémov odhalí vďaka tomu do polhodiny, kým predtým to trvalo dva týždne. Softvér je momentálne v skúšobnej prevádzke a v budúcnosti dokáže predikovať aj prípadné dôsledky porúch.

Aj skladníci budú automatickí Mzdové náklady už dnes nie sú hlavnou prioritou firiem – citlivým miestom sa stáva logistika, nielen vonkajšia, ale aj vnútropodniková. Automobilka, ktorá denne vyrobí tisíc vozidiel, potrebuje dodávky na minútu presne a na konkrétne miesto. Koncept Priemyslu 4.0 tak preniká aj do logistiky. „Vžíva sa pojem Logistika 4.0. Ide o prepojenie logistických a výrobných systémov. Logistický interface sa stará o komunikačné rozhranie medzi systémami na riadenie skladového hospodárstva a podnikovými ERP systémami. Logistika sa tak stáva neoddeliteľnou súčasťou inteligentnej fabriky,“ vysvetľuje Martin Urban, generálny riaditeľ Jungheinrichu. Skladové systémy sú schopné navigovať manipulačnú techniku. Žilinský inštitút CEIT vyvinul unikátne riešenie s mobilnými robotickými systémami (MRS). Vozíky, schopné uviezť tri i viac ton, dokážu komunikovať priamo s jednotlivými robotmi a flexibilne sa rozhodujú na základe „online stavu“ výroby.   

59

TREND + priemysel 4.0 a Slovensko

Úspešné inovácie

Matador sa mení na znalostný podnik Bývalí „gumári“ vyrástli na stredoeurópskeho lídra medzi dodávateľmi pre automotive Ľubomír Jurina / [email protected]

P

riemysel 4.0 všetko dramaticky zrýchľuje. Podľa prezidentky Hewlett-Packardu Margaret Whitmanovej „zavládne čistý darwinizmus – prežije len ten, kto je rýchlejší“. Keďže ani konkurencia nestojí na mieste, celý trh sa mení na akési „evolučné preteky“, pri ktorých si ­nikto nemôže dovoliť zaostať. „Ako však dosiahnuť, aby si firma udržala rýchle tempo? V prvom rade musí mať stratégiu a presný plán, kam sa chce dostať,“ radí M. Whitmanová.

Radikálna zmena stratégie

Aj na Slovensku existujú úspešné firmy, ktoré by mohli poskytnúť podobné odporučenia. Matador Group sa pred ôsmimi rokmi vydal na cestu inovácií a už dosiahol viacero dôležitých míľnikov. Na začiatku transformácie Matadoru bola stratégia, rozpracovaná do konkrétnych krokov. „Od predaja gumariny v roku 2007 prešla skupina významnými zmenami. V priebehu niekoľkých rokov sa pretvorila z výrobne orientovanej firmy na inovatívnu a v stredoeurópskom priestore atakuje pozíciu lídra medzi dodávateľmi pre automotive. Je to výsledok našej stratégie – chceme, aby nás zákazník vnímal ako dodávateľa komplexných riešení s unikátnou pridanou hodnotou, ktorá je výsledkom nášho vlastného vývoja,“ vysvetľuje generálny riaditeľ Martin Kele. Na tejto ceste riešil Matador viaceré otázky spojené s Priemyslom 4.0. Zvládol ich vlastnými silami, dnes disponuje vedomosťami a výskumnými kapacitami takmer ako technologický inštitút.

Digitálne modely výroby

Vstupnou bránou do Priemyslu 4.0 sú technológie digitálne-

60

11. FEB R Uá r a 2016

ho podniku. Umožňujú vytvárať digitálne modely výrobných liniek a simulovať ich činnosť. Konštrukčné a výrobné dáta sa už v návrhu zhodujú s reálnym produktom. Technológia virtual commissioning dovoľuje vyladiť výrobné zariadenia, roboty i obslužné operácie ešte predtým, ako sa linka reálne spustí. „Tieto technológie sme začali vyvíjať v roku 2011 a o dva roky neskôr sme ich prvýkrát nasadili v závode Škoda v Nižnom Novgorode. Dosiahli sme 90-percentnú istotu, že návrhy robotizovaných liniek pripravené v digitálnom prostredí fungujú aj vo fyzickej realite,“ spomína M. Kele. Nástroje digitálneho podniku výrazne zvyšujú presnosť modelovania – skracuje sa tak realizácia projektu a znižujú náklady. Technici Matadoru dnes už nemusia tráviť dni a týždne u zákazníka ladením pracovísk. „A čo je najdôležitejšie – pre zákazníka sme dodávateľom s pridanou hodnotou. Tempo k Priemyslu 4.0 naberá rýchle obrátky a uspieť môže len firma, kto-

Nastupujú tzv. kolaboratívne roboty (coboty), schopné spolupracovať s ľuďmi na výrobnej linke rá dokáže vymyslieť mnohé veci za zákazníka, byť generátorom jeho inovácií,“ zdôrazňuje M. Kele. V súčasnosti Matador u svojho najväčšieho zákazníka – v Škode Auto – stavia linku na montáž podvozkov SUV Snowman. Porsche si do svojho najmodernejšieho závodu v Lipsku objednalo linku pre model Panamera.

ako je napríklad cobot na testovanie ovládania autorádií.

Matador Group zarába predajom znalosti

Ožije tradícia BAZ

(medziročný nárast EBIT z inovatívnych riešení, %) 300

200

100

0

2013

2020

PRAMEŇ: Matador Group

Aj robot je kolega

Dôležitou súčasťou Priemyslu 4.0 je „inteligentná robotizácia“. Nastupujú tzv. kolaboratívne roboty (coboty), schopné spolupracovať s ľuďmi vo výrobnej linke. Na rozdiel od dnešných priemyselných robotov nepotrebujú bezpečnostné zábrany, pretože ich senzory nedovolia pohyby, ktorými by ohrozili človeka. Matador je stredoeurópskym integrátorom humanoidných robotov LBR iiwa nemeckej firmy Kuka. Rozvíja pritom doterajšie poznatky z nasadzovania robotov a ich spájania navzájom medzi sebou i s ľuďmi. Prvým krokom bolo navigácia cobota cez smartfón a jeho „učenie“ podľa pohybov operátora. Ďalším je integrácia robota do výrobnej linky medzi ľudských kolegov. Vlani Matador vyvinul aplikáciu kolaboratívneho robota, ktorá je jediná svojho druhu v strednej Európe. Ide o nasadenie cobota v Škode Auto v linke na skladanie prevodoviek. V rámci ďalších aplikácií kolaboratívnych robotov, opäť pre Škodu Auto, má Matador už rozpracovaných niekoľ ko aplikácii,

Automobilový priemysel je líder v inováciách a ťahúňom Priemyslu 4.0. Pre komplexného dodávateľa ponúka rad nových príležitosti, nielen v oblasti projektovania a automatizácie. „Aplikujú sa nové materiály, kompozity, plasty, hliník... V dodávkach pre automotive prechádzame od tzv. štrukturálnych dielcov, skrytých pod karosériou, k dielcom vzhľadovým. To vyžaduje spracovanie materiálov na úplne inej, hi-tech úrovni,“ hovorí M. Kele. Nové výzvy inšpirovali Matador k zmene riadenia vývojových kapacít – odčlenili sa od „klasickej fabriky“, pretože vo vývoji platia iné pravidlá na meranie výkonnosti i motiváciu špičkových ľudí. „V Dubnici nad Váhom sme vytvorili samostatné Vývojovo-výskumné Centrum Automotive. Do jeho znaku sa vrátilo logo bývalých Bratislavských automobilových závodov, aby bolo zrejmé, že chceme nadviazať na špičkovú tradíciu slovenskej konštrukčnej školy,“ vysvetľuje M. Kele. V centre zatiaľ pracuje šesťdesiat výskumníkov (75 percent je mladších ako 30 rokov). Riešia otázky spájania a tvárnenia nových materiálov a robotiku. Centrum tiež poskytne priestor na spoluprácu firmy s vysokými školami a výskumnými ústavmi. Všetko smeruje k naplneniu veľ kého sna: v Matadore už vytvorili návrh vlastného elektromobilu, ktorý zatiaľ existuje vo virtuálnej podobe. Príde čas, keď sa pretaví do funkčného prototypu. Bude znamením, že Matador dokráčal k cieľu svojej dlhodobej stratégie a získal kompetencie, aby ponúkal komplexný vývoj a výrobu funkčných prototypov automobilov.

TREND + priemysel 4.0 a Slovensko

Rozvojový projekt

Na začiatku bude treba poupratovať Uplatnenie Priemyslu 4.0 vyžaduje v prvom rade poriadok v informáciách a vo všetkých procesoch Ľubomír Jurina / [email protected]

R

ktoré spolu nekomunikuje alebo len veľmi obmedzene. Vhodné je teda začať s integráciou podnikového dátového prostredia. Ďalším krokom sú procesy. Mali by sme im venovať vyššiu pozornosť, ktorá by mala vyvrcholiť digitálnym modelom procesu a jeho simuláciami a optimalizáciou. Takto možno postupne krok za krokom odstraňovať všetky rezervy a vybudovať si základ digitálneho podniku.

ozvojový projekt, ak má byť úspešný, musí zohľadniť reálne možnosti firmy a technológií. Riaditeľ firmy SOVA Digital Martin Morháč k tomu dodáva: lepšie je ísť postupnými krokmi, dotiahnuť ich a až potom vstúpiť do ďalšej fázy.

Čo považujete za najväčšiu konkurenčnú výhodu vo štvrtej revolúcii?

Informácie. Éra miliónových sérií výrobkov sa končí – zákazníci očakávajú veci šité na mieru, novú pridanú hodnotu, pričom neustáva ani tlak na cenu. Dramaticky sa zvyšuje rýchlosť, akou musia firmy reagovať. Digitalizácia prepája viaceré technológie, takže firmy dokážu využiť informácie, ktoré sa doteraz strácali alebo ostávali nevyužité. V zhodnotení informácií je ukrytá veľ ká príležitosť pre každého výrobcu, dodávateľa, podnikateľa, ale i človeka ako súkromnej osoby. Základom je princíp Internet of Things (internetu vecí) a Internet of Services (internetu služieb), keď všetko okolo nás získa inteligenciu a prepojí sa na internete.

Dozrel čas na veľkú transformáciu slovenského priemyslu?

Ešte vlani sa hovorilo, že Priemysel 4.0 sa naplno prejaví niekedy okolo roku 2020. Ale už dnes sa vo svete objavuje množstvo aplikácií a riešení. Napríklad Haier otvoril v Číne fabriku na výrobu práčok plne postavenú na princípoch Priemyslu 4.0. Takže už neostáva veľa času na rozhľadenie a zvažovanie. No určite netreba v každej fabrike okamžite začínať rozsiahlu a investične náročnú transformáciu.

Ako teda začať?

Odporúčam zohľadniť reálne potreby a možnosti firmy. Prvým krokom by malo byť implementovanie tzv. operačnej efektívnosti. Ak niečo meníte, najprv musíte mať poriadok v existujúcom stave. V každej firme sa plytvá časom prepisovaním dát z jedného systému do druhého, nejasným tokom dát a dostupnosťou informácií. Dôvodom je rozmanité softvérové prostredie, Foto – M a ň o Š t r au c h

Prechod na Priemysel 4.0 nie je jednoduchá a ani lacná záležitosť.

Určite je vhodné robiť ho so skúseným dodávateľom, prípadne viacerými. Popri operačnej efektívnosti ide v prvej fáze aj o pridávanie vlastností Internet of Things/ Services svojim výrobkom, prípadne hľadanie nových služieb. To môže vyústiť do úplne nového biznis modelu. Mnohé z týchto otázok možno riešiť s dodávateľmi, ale najlepšie nápady vychádzajú z firiem samotných.

Ako zvýšiť inteligenciu fabriky Sova Digital je partnerom spoločnosti Siemens, ktorá ako líder na trhu vyvíja komplexné portfólio pre Priemysel 4.0. Keďže firmy nemôžu zastaviť výrobu a niekoľ ko mesiacov sa venovať len prechodu na Priemysel 4.0, nástroje sú prispôsobené tak, aby zásadnejšie neobmedzovali výrobu a umožnili dostať sa k cieľu postupnými krokmi. Tento prístup vyjadruje aj slogan firmy Sova Digital – Your Smart (R)evolution. Softvér PLM (Product Lifecycle Management) je jedným zo základných

pilierov podniku s princípmi Priemyslu 4.0. Predstavuje produktívnu a nákladovo efektívnu správu životného cyklu výrobku – od prvotného nápadu, vývoja a výroby, cez služby až po recykláciu. PLM systémy umožňujú:   navrhovať (vyvíjať a konštruovať) výrobok v digitálnej forme   navrhovať výrobné procesy, takisto v podobe digitálneho modelu   riadiť a koordinovať práce spojené s návrhom výrobku a výrobných procesov   spracovať kalkulácie nákladovosti – cez

tzv. product costing – odhaľovať priestor na znižovanie nákladov   zbierať a riadiť dáta spojené s výrobkom   digitálne simulovať procesy tak, aby dáta o výrobku vstupovali do bezchybne pripravenej výroby Priemysel 4.0 prinesie veľ kú rozmanitosť výrobkov, s vysokými požiadavkami na pružnosť, termíny, ziskovosť a množstvo dát spojených s výrobou. Tieto požiadavky prakticky nemožno naplniť štandardnými nástrojmi. Na to sú určené PLM softvéry.

61

TREND + priemysel 4.0 a Slovensko

Inšpirácie z Nemecka

Inteligentná fabrika vyrába počítače Špičkovou ukážkou digitálnych technológií je závod Siemens na výrobu riadiacich jednotiek Simatic v Bavorsku Ľubomír Jurina / [email protected]

V

 Nemecku vrcholí pilotná fáza vývoja plnohodnotných „inteligentných fabrík“. Komplexné riešenia pre automatické továrne testuje každá technologicky vyspelá firmy ako BASF, Bayer, Daimler, VW, BMW, Schunk... Najďalej sa dostal koncern Siemens, ktorý vyvíja široké spektrum digitálnych nástrojov pre Priemysel 4.0 a so svojím systémom PLM je lídrom na trhu. Ukážkou, ako bude v najbližších rokoch vyzerať bežná inteligentná výroba, je závod Siemens Elektronikwerk Amberg (EWA) v bavorskom Ambergu. Vyrába programovateľné logické automaty PLC značky Simatic. Ide vlastne o malé priemyselné počítače, riadiace jednotky, určené na automatizáciu procesov v reálnom čase. Riadia výrobu v najrôznejších odvetviach a Siemens je najväčším dodávateľom PLC na svete.

Tisícka zariadení Simatic

Ľudská ruka sa v amberskom závode dotkne súčiastky len na začiatku výrobného procesu, napríklad keď pracovník uloží prázdnu dosku plošných spojov na výrobnú linku. Od tohto okamihu všetko funguje automaticky. Prakticky tri štvrtiny výroby jednotiek Simatic riadia samotné automaty Simatic – v celom výrobnom reťazci až po expedíciu je cez internet prepojených približne tisíc zariadení PLC. Výroba tak vlastne riadi samu seba. Najrýchlejšia linka dokáže pripevniť 250-tisíc súčiastok za hodinu. Závod v Ambergu vyrába dvanásť miliónov automatov Simatic ročne, teda jednu riadiacu jednotku za sekundu. Z expedičného centra v Norimbergu putujú k šesťdesiatim tisícom zákazníkov po svete, približne pätina výroby smeruje do Číny, zvyšok prevažne do Nemecka, Spojených štátov a Talianska.

Digitalizovaná továreň

Amberský závod je príkladom digitálnej továrne Siemens (Siemens Digital Enterprise), teda výrobného prostredia, ktoré by sa o niekoľ ko rokov malo stať štandardom. Cieľom je postupná digitalizácia všetkých krokov výrobného reťazca a ich začleňovanie nielen do výrobného procesu, ale aj do celej dodávateľsko-odberateľskej siete. Továrne budúcnosti

62

11. FEB R Uá r a 2016

budú z veľkej časti schopné riadiť a optimalizovať samy seba. Nezávisle pracujúce počítačové programy, známe ako softvéroví agenti, budú sledovať každý krok a výrobný postup. V amberskom závode Siemensu rad týchto nástrojov už funguje v bežnej prevádzke. Vďaka identifikačným systémom Simatic Ident si môžu výrobky riadiť svoj vlastný výrobný proces. Optické kódy (QR kódy) má každý polotovar a obsahujú informácie o výrobku i o potrebných krokoch, ktorými výrobok musí prejsť, aby sa z neho stal hotový produkt. Výrobok pritom komunikuje priamo s výrobnými strojmi.

Dokonalá kvalita

Uplatnenie digitálnych technológií dramaticky zmenilo pracovné postupy i výsledky. Hoci výrobná plocha zostala od spustenia závodu v roku 1989 bez zmeny a nezvýšil sa ani počet zamestnancov, závod dnes sedemkrát zvýšil produkciu. Výrazne pritom narástla kvalita – kým v roku 1989 evidovala výroba päťsto defektov na milión vyrobených kusov, teraz je to len dvanásť. Dnešnú presnosť vyjadruje číslo

99,9988 percenta a tých niekoľ ko chýb, ktoré sa občas vyskytnú, spoľahlivo odhalí rad skúšobných staníc. „Neviem o žiadnom inom porovnateľnom závode na svete, kde by dosahovali takú nízku chybovosť,“ hovorí riaditeľ závodu EWA Karl-Heinz Büttner. Napriek vysoko automatizovaným procesom hrajú ľudia stále prím, a to najmä vo vývoji a dizajne produktov, výrobnom plánovaní a pri riešení neočakávaných udalostí. To sa ani v blízkej budúcnosti nezmení. „Pochybujem, že v dohľadnej budúcnosti budú stroje schopné myslieť nezávisle a pracovať inteligentne bez ľudskej pomoci,“ hovorí K.-H. Büttner. V jednej zmene pracuje vo výrobnej hale okolo tristo ľudí, pričom celý závod má tisícsto zamestnancov, rovnako ako pred dvadsiatimi rokmi. „Samozrejme, charakter práce sa zmenil. Skrutkovač a kladivo nahradili v rukách technikov iPady a laptopy. To je jednoznačná perspektíva a skúsení operátori komplexných výrobných zariadení budú žiadanými a dobre platenými profesiami,“ dodáva prof. Siegfried Russwurm, člen správnej rady Siemens AG. Foto – S i em en s