Automatizace se dá integrovat i do flexibilního zpracování plechů

Společnost Trumpf je globální výrobce strojů na zpracování plechů, profilů a trubek a souvisejících laserových technologií. Firmám pomáhá automatizovat a zefektivňovat výrobní procesy a umožňuje jim rychleji reagovat na stále kratší výrobní cykly. Za sebou má stovky realizací v chytrých továrnách, kde může zpracování plechu probíhat téměř bez přímého zásahu člověka. „Ve výrobních závodech je ale člověk potřeba stále. Celý systém nad sebou potřebuje někoho, kdo mu rozumí a dokáže ho optimalizovat a naprogramovat,“ říká Roman Haltuf, ředitel společnosti Trumpf Praha.

Jaká je aktuální situace v oboru zpracování plechu? Co firmy především řeší?

Nejen v oblasti zpracování plechu, ale v celém strojírenství je dnes klíčovým tématem digitalizace. Jde o logickou a nutnou snahu zefektivnit výrobu, mimo jiné prostřednictvím dat. Segment, ve kterém působíme, tedy zpracování plechu a kovu, se nikdy nevyznačoval velkosériovou produkcí. Naopak byl vždy založený na flexibilní malé a středně velké výrobě. A právě v tomto typu výroby se tlak na digitalizaci zesiluje. Trend směřuje ke kusové, malosériové výrobě, kde se zakázky často mění a je nutné umět rychle reagovat na požadavky zákazníků. A k tomu je zapotřebí změnit ve firmách celý vnitřní ekosystém.

Jaké jsou překážky v při zavádění automatizace ve zpracování plechů v Česku?

Ne každou výrobu lze zautomatizovat do stejné úrovně. Důležitá je nejen rychlost, ale také efektivita. Podobně jako ve formuli 1. Pneu­matiku je možné vyměnit za dvě sekundy, ale jen za určitých nákladů, které musí dávat smysl. Ve výrobě je to stejné. Navíc jedna věc je efektivita a druhá prostor. Automatizace zabírá místo. Některá méně, některá více. Většina našich zákazníků s nedostatkem prostoru bojuje. Místo je vždy limitující faktor: výška haly, nosnost podlahy, dispozice. Ve finále se dá vyřešit téměř vše, ale za určitých nákladů.

Typickým příkladem jsou automatizované sklady surového materiálu, které jsou jasným trendem posledních 15 let. Materiál se ukládá do výšky na malém prostoru, což vyžaduje zásah do podlahy a statiky. Ne každý má možnost stavět továrnu na zelené louce. Další překážkou je odvaha automatizovat. Zákazníci často říkají, že vyrábějí kusově nebo malosériově, a mají pravdu, že automatizace má své limity. Právě proto vyvíjíme technologie, které díky AI umožňují automatizovat i kusovou nebo velmi malosériovou výrobu. Je důležité, aby firmy věděly, že automatizace není jen pro automotive, ale dá se integrovat i do flexibilních výrob.

Jak tedy zefektivnit zpracování plechů?

Jedna věc je produktivita a flexibilita strojů: jak rychle se dokážeme přepnout z výroby A na výrobu B, jak náročné je seřízení, osazení nástroji nebo příprava potřebného softwaru, který stroji řekne, co má dělat. Nepomůže ale, když zrychlím jeden výrobní uzel, pokud na něj navazují další. Ve chvíli, kdy se vám podaří, byť revolučně, zrychlit jen jeden krok, je téměř jistota, že se jeho výstupy začnou hromadit u následujících procesů. Průchod továrnou se tím nezlepší, ale zkomplikuje.

Výroba tedy není jeden izolovaný uzel, jako je zpracování plechu, ale celý řetězec procesů až do okamžiku, kdy výrobek opustí továrnu. V průmyslu je nesložitější flexibilita. Zvládnout nejen tok materiálu, ale i tok informací: kde je výroba rozpracovaná, jak jsou vedená data, jaké jsou manipulační časy mezi jednotlivými uzly. Moderní výroba proto nestojí na tom, zda mám rychlý stroj A, rychlejší stroj B nebo nejrychlejší stroj C.

Jakou roli v tom ekosystému hraje umělá inteligence?

Využití umělé inteligence roste. V našem případě ji kromě administrativy využíváme hlavně ve vývoji, kde má velký potenciál snižovat náklady. Pomáhá nám také v procesech, kde můžeme pomoci zákazníkovi, například při hledání vhodných parametrů pro zpracování různých materiálů.

Kdo jsou vaši zákazníci?

Typický zákazník v naší strojní divizi je firma, která vyrábí nějaký produkt, k němuž potřebuje plech, profily, trubky a další materiály, jež naše technologie umí dobře obrábět. Zákazníci pak z těchto komponentů sestavují různé produkty, od světel přes rozvaděče až po kolejová vozidla.

Druhou skupinu tvoří firmy zaměřené na zakázkovou výrobu. Jde většinou o rodinné firmy, které nemají vlastní výrobní program, nebo jen velmi omezený, a dodávají komponenty na míru. Kvůli zakázkové výrobě jsou pod velkým tlakem, co se týče flexibility. Jednou vyrábějí pro zákazníka složitou sestavu tvořenou z mnoha dílů, často pouze jeden kus nebo sérii několika kusů, jindy zase mají zákazníka, který požaduje určitou sériovost a pravidelnost dodávek. Jejich výroba musí být připravená obsloužit oba typy zakázek.

S čím souvisí cena dílu?

Souvisí s tím, jak je díl navržený. Každý výrobek má svůj cenový limit, aby byl vůbec prodejný, ať už jde o průmyslovou aplikaci nebo domácnost. Materiálové náklady obvykle tvoří zhruba polovinu ceny sestavy. Zbytek nákladů ovlivňuje konstruktér. Ten rozhoduje o tom, jak bude díl vypadat, jak se bude skládat, kolik bude mít otvorů, jaké budou tloušťky a druhy materiálů. Konstruktér dokáže ovlivnit zhruba 70 procent výrobních nákladů dílu z plechu a profilů.

V Česku se stane více než 40 tisíc pracovních úrazů za rok. Dá se snížit riziko úrazů už při samotném návrhu a vývoji strojů?

Bezpečnost práce je v našem koncernu dlouhodobě jednou z nejvyšších priorit. Je naší základní povinností vyrábět stroje, které jsou maximálně bezpečné, výrazně nad rámec povinných norem a předpisů platných v jednotlivých zemích. Abychom toho dosáhli, musíme do bezpečnosti investovat jak ve vývoji, tak ve výrobě. Až 30 procent hodnoty stroje připadá na prvky ochrany obsluhy a okolí. Nejde jen o světelné závory nebo průhledová okna a filtry, ale také o opláštění strojů, řešení hlučnosti a řadu dalších prvků.

Co dalšího ovlivňuje bezpečnost na pracovišti?

První věc je, že pokud vím, že nějaké riziko hrozí, pokusím se ho technologicky omezit. Například aby se nedostala ruka do prostoru stroje. To je nejnáročnější a zároveň nejdražší část. Druhá věc je technická minimalizace vzniku rizika při pochybení obsluhy. I když je stroj bezpečný, obsluha nebo jiný pracovník v okolí může nevědomky udělat něco, co ho ohrozí.

Například když budete mít stroj, u něhož se pohybuje nějaká jeho část nebo materiál, a vedle něj bude rovný kryt, může působit jako schod. Pokud si na něj někdo stoupne, může se za určitých okolností vystavit riziku pracovního úrazu. Když ale bude kryt skloněný pod úhlem 45 stupňů, lidský mozek vyhodnotí, že hrozí uklouznutí, a na pomyslný schod nestoupne. Při vývoji na podobné situace musíme myslet a už při samotné konstrukci minimalizovat podobná rizika.

V neposlední řadě jsou důležitá varování a školení. Jsou potřeba jasné nápisy, instrukce, upozornění a také systematické školení personálu i zákazníků. Nejdůležitější je ale seriózní a zodpovědný přístup výrobce nebo prodejce dané technologie, což rozhodně dnes není samozřejmostí. Velmi často se setkáváme s vyloženě nebezpečnými stroji pro obsluhu a celé okolí.

Strojírenský veletrh

Stáhněte si přílohu v PDF

Na co dalšího se zaměřujete při vývoji?

Stroje, které vyrábíme, jsou číslicově řízené, mají mnoho průmyslových počítačů, tisíce senzorů a průběžně analyzují svůj stav. Cílem je nejen bezpečnost, ale i to, aby zákazník měl stroj, který spolehlivě vyrábí při optimálních nákladech. Jedním z faktorů, které to mohou narušit, jsou nucené prostoje, tedy poruchy způsobené opotřebením, nevhodným materiálem nebo chybou obsluhy. Naše stroje mají proto v sobě vlastní inteligenci. Když s tím zákazník souhlasí, jsme schopni v reálném čase vyhodnocovat technické údaje ze stroje a díky desetitisícům instalovaných strojů po celém světě máme širokou základnu pro identifikaci možného problému. Díky tomu dokážeme s poměrně velkou pravděpodobností riziko předpovědět. Stačí pak automaticky upozornit servis nebo zákazníka, aby věnovali pozornost konkrétnímu signálu, třeba zvýšené teplotě. Jinými slovy se hodně zaměřujeme na prediktivní údržbu.

Jaký čekáte další vývoj ve vašem oboru?

Máme za sebou už stovky realizací chytrých továren, kde může zpracování plechu probíhat téměř bez přímého zásahu lidských rukou. Zásah člověka ale bude potřeba vždy, jen se přesouváme od rukou k mozku.

Samozřejmě bude probíhat další nekonečná evoluce automatizovaných výrobních systémů s ohledem na měnící se výrobní technologie, filozofie výrobních procesů a logicky s tím požadavky zákazníků. Zcela nepochybně budou výrobní systémy autonomnější, více odolné potenciální chybě lidského faktoru a velmi flexibilní.

Text vznikl ve spolupráci s firmou Trumpf

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Strojírenský veletrh.