Umělá inteligence hlídá velké stroje. Umí předpovědět, kdy přijde porucha a jaká bude

Technologická švédsko‑švýcarská korporace ABB má v Česku jedno ze dvou svých operačních center, největších na světě. Zaměstnává tisíc zaměstnanců a ti pomáhají uvést do praxe inovace, díky kterým velcí průmysloví hráči ušetří náklady a také emise ze své výroby a služeb. „Pomáháme například důlním těžařům převést jejich velká nákladní auta na elektropohon, což ušetří obrovské množství fosilních paliv,“ říká Pavel Prautsch, šéf Operačního centra Evropa v ABB.

Dá se říct, že snižování emisí ve výrobě a přechod na udržitelnější technologie i energie je teď hlavní trend, který hýbe průmyslem?

Je to trend, ale firmy tím vždy chtějí také ušetřit. Pokud firmě vychází, že díky zelenějším technologiím zároveň zvýší produktivitu a efektivitu, její motivaci to zvyšuje. Teď jsem však byl ve Spojených státech, kde jsou nízké ceny energií, a tam je přístup úplně jiný. Některé technologické inovace v USA přijímají úplně jinak než v Evropě, kde jsou energie drahé a snaha o udržitelnost a úsporu energií je tady mnohem citelnější. Ono to není jen o zařízeních jako takových, ale i o jejich řízení. Tedy kdy co zapnout a jak, aby se spotřebovalo energie co nejméně.

Co zajímá evropské firmy nejvíce – zdroje energie, její ukládání, nebo modernizace strojů?

Většinou všechno dohromady. Jiný zdroj energie totiž často znamená předělat celé zařízení. Například ocelářská huť, pokud mění redukční činidlo z uhlí na vodík, musí obměnit celou hutní pec, což jsou miliardové investice. Celkově okolo vodíku panuje velká nejistota. Automobilka Toyota například proklamovala, že bude vyvíjet auta na vodík, a nakonec přichází s novou baterií pro elektroauta. Samy firmy váhají, co vlastně vyhraje.

Dá se říct, že elektropohon přichází kromě automotive také do těžkého průmyslu?

Ano, pracovali jsme například na důlním projektu, kdy se motor s převodovkou nahradil přímo motory řízenými měniči. Řekli byste, že to je maličkost, ale když použijete motory řízené frekvenčními měniči, ušetříte až šedesát procent spotřebované energie. Když se bavíme o zařízení, kde jen brzda je větší než člověk, jsou to obrovské výkony, konkrétně dva motory po 1,6 megawattu, úspora je tudíž významná.

Budoucnost průmyslu

Nové, ekologičtější stroje šetří firmám až polovinu nákladů za energie. Pořídit se dají za finance z EU

29. 7. 2025 ▪ 7 min. čtení

Kde v důlních technologiích se dá využít elektřina místo fosilních zdrojů?

Například v obrovských demprech, které vyvážejí horninu z dolu ven. Jezdí pořád po stejné trase a ABB společně s partnerem Komatsu pracuje na elektrifikaci těchto obřích strojů, a to i za podpory operačního centra v Ostravě. Případně lze nákladní vozy odstranit úplně – efektivním dopravníkovým systémem. Jen v jediném dole v Jižní Americe se takto za rok uspoří 140 milionů litrů paliva. Tento trend e‑miningu samozřejmě ve finále šetří peníze firmám, což každý šéf chce. Nadchlo mě také speciální využití této pokročilé technologie, kdy mohutný nákladní vůz sjíždí naložený z kopce dolů, čímž rekuperuje. A když pak jede prázdný nahoru, pohání jej baterie, které si při jízdě dolů nabil. Je to skoro až perpetuum mobile. Bohužel jen pro tento případ, kdy se těží na kopci.

V jakých dalších průmyslových odvětvích se prosazuje elektrifikace, případně vodík?

Například v lodní přepravě, konkrétně trajekty přepravující cestující na menší vzdálenosti již začínají běžně přecházet na baterie, případně na vodík. Tento koncept se prosazuje dokonce i v Americe. Navíc by letos měla jít do pilotního projektu inovovaná technologie ABB Dynafin, která místo lodního šroubu využívá velké čepele ve tvaru ploutve, přičemž každá z nich je separátně ovládaná dost složitým softwarem a optimálně natáčena tak, aby poháněla loď co nejefektivněji. Tato inovace má až o 25 procent lepší hydrodynamické vlastnosti, tedy o tolik zvyšuje efektivitu pohonu lodi ve srovnání s lodním šroubem.

Mají o to lodní přepravci zájem?

Firmy vždy chtějí vidět, že inovace už někde funguje, že ji již někdo implementoval. Takže většinou máme nějakého zákazníka, který ABB věří a stane se tím prvním průkopníkem. Pak jej následují ti více konzervativní. Nyní jsme ve fázi nasazení technologie s takovým pilotním zákazníkem.

Budou jednou elektrický pohon využívat i velké zaoceánské přepravní trajekty?

Ne, to kouzlo spočívá v tom, že lodě pendlují na krátké vzdálenosti a můžete je nabít. Na zaoceánských lodích stále vede dvoutaktní dieselový motor, na kterém nastavíte jednu rychlost a ta je na dlouhou vzdálenost nej­efektivnější.

U těchto lodí jde však vývoj jiným směrem, totiž vrací se plachty. Nejsou ovšem lanové, nýbrž v moderním provedení a pomáhají ušetřit citelnou část paliva tím, že loď zároveň pohání vítr. Dále například lodě převážející LNG nespotřebovávají těžké palivo, ale jedou na LNG, tedy na své vlastní cargo.

A co vodík? Mohly by tyto velké nákladní lodě jednou plout na vodík?

Problém s vodíkem je, že je to nejmenší molekula, tedy pronikne všude, a navíc má nízkou energetickou hustotu. Nabízí se jej přeměnit na amoniak, který má vyšší hustotu, ale zase je jedovatý. Je tam tedy obrovský risk ekologické katastrofy při proniknutí do oceánu, zabilo by to všechno živé okolo. Řekl bych, že s vodíkem v těchto velkých zaoceánských lodích budeme muset ještě chvíli počkat. Oproti třeba vlakům, které již na vodík jezdí, je u lodí výrazný rozdíl ve výkonu. Bavíme se tu o celkovém výkonu motorů až 40 megawattů. Proto potřebují palivo, které je sice nehezké, emisně nepříznivé, ale má vysokou energetickou hustotu. Navíc vlak může během trasy stavět na nádraží, kdežto loď plující přes Pacifik příliš zastávek k natankování nemá.

Velké téma v průmyslu je nyní digitalizace. Jaké novinky na tomto poli máte?

Lepší sběr a využití dat je teď v trendu a ještě dlouho bude. S ABB partnerem jsme vyvinuli systém Oversea, určený pro malé a středně velké lodní dopravce. Sbíráme informace o lodi a zároveň se plánuje i její trajektorie. Data jdou přes cloud do centra a dopravce získává informační servis, díky němuž může předcházet poruchám lodi a lépe plánovat trasu, aby loď dorazila do přístavu s co nejmenší spotřebou energie. Pomáhá tomu i umělá inteligence, započítává i data předpovědi počasí, protivítr, oceánské proudy a tak dále. AI je nyní velmi silná v analýze a předpovědi, umí nahradit složité nelineární modely, kterým rozumí pár lidí na světě, pokud vůbec. My už dokážeme naučit neuronovou síť splnit pomocí těchto výpočtů zadaný úkol. Každý barel ropy, který loď nespálí, znamená nejen ušetřené náklady, ale také méně nečistot v ovzduší.

Budoucnost průmyslu

Stáhněte si přílohu v PDF

Využíváte umělou inteligenci ještě v nějakém jiném oboru než v dopravě?

Většina firem včetně nás nyní hledá, jak si pomocí AI vylepšit interní procesy, interní nástroje. Pro zákazníky v ABB vyvíjíme například systém Genix Copilot, což je cloudová platforma, na níž jsou data zpracovávána pomocí generativní umělé inteligence. Máme například zákazníka, který provozuje velká průmyslová zařízení. Měří u nich provozní veličiny a data posílá na cloud. Umělou inteligenci jsme po nějaké době naučili rozpoznat, třeba že do 14 dnů může přijít porucha. Po určité době dalšího učení se predikce zpřesnila až na týden a přesné určení, o jakou poruchu půjde. Kdyby se to použilo třeba na velký generátor v zaoceánské lodi, tak můžete přesně odhadovat výskyt budoucí poruchy a dle toho plánovat preventivní prohlídku daného zařízení.

Co dalšího pomáhá uvést do praxe vaše ostravské centrum?

Například systém Optimax, který je jeden z mála fungujících systémů na dynamickou optimalizaci na světě. Pomáhali jsme třeba karibskému ostrovu Aruba. Jde o ostrovní režim, který energeticky funguje na obnovitelných zdrojích a dieselových generátorech. Naše úloha byla zvýšit využití těchto obnovitelných zdrojů a snížit používání dieselových generátorů. Vytvořili jsme matematický model, který opět pracuje například s daty o počasí, o budoucí spotřebě energie a tak dále. Jsme díky němu schopni určit, kdy co zapnout, aby systém fungoval optimálně. Je to vlastně virtuální elektrárna, díky níž se na Arubě dostali na úroveň více než 40procentního využití obnovitelných zdrojů, což je výrazně více než před nasazením této optimalizace.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Budoucnost průmyslu.