Průmysl 4.0

Horizonty

Průmysl 4.0: Musíme se připravit

23 června 2016  

Poslední aktualizace 10. července 2019 od boomerang

Průmysl 4.0 se skloňuje čím dál víc. Podívali jsme se na několik konkrétnějších vizí, jak by to mohlo vypadat v automobilové výrobě.

Začátkem března jsme začali odkrývat jedno velmi zajímavé téma – Průmysl 4.0 aneb čtvrtou průmyslovou revoluci. V obecnějším úvodu jsme si řekli, o co se vůbec jedná, jak iniciativa vznikla, a nastínili, co nás v souvislosti s ní může čekat.

Dnes, opět společně s děkanem Fakulty strojní pražského ČVUT Michaelem Valáškem, se podíváme konkrétněji na naši českou roli a ukážeme si několik příkladů, chcete-li vizí, jaký může být dopad Průmyslu 4.0 na naše životy. A také na automobilový průmysl.

Přečtěte si předchozí díly:

Mechatronika I: Co spojuje šicí stroj se stíhačkou

Mechatronika II: Na cestě za chytrou židlí?

Mechatronika III: Drátek v oleji a šetrné náklaďáky

Průmysl 4.0: Není cesty zpět

Průmysl 4.0 je česká iniciativa reagující na řadu jí podobných z celého světa. Nejznámější je ona zakládající německá Industrie 4.0, od níž je ta naše odvozená. „Záměrně jsme ale volili český název, abychom zdůraznili, že nejde o pouhou kopii z Německa a že navazuje i na další, jako je americká Consortium for Industrial Internet,“ vysvětluje Valášek.

Českou iniciativu představil na loňském brněnském veletrhu ministr průmyslu a obchodu Jan Mládek. Pracovní skupina asi osmdesáti odborníků sestavila dvousetstránkový dokument pro vládu, který obsahuje doporučení pro jednotlivá ministerstva. Na nich už bude implementace do praxe.

„Cílem je jasně říct, že Česko je sice malá země, ale je velmi provázaná se sousedy – samozřejmě především s Německem –, a že by tedy bylo velmi nebezpečné, kdybychom nebyli připraveni na kroky, které ostatní chystají. Naši výrobci by totiž mohli ztratit pozici na trhu a pro zahraniční partnery se stát nezajímavými. Pokud tento nástup zachytíme, silné trhy neztratíme a dokonce v některých oblastech můžeme nabídnout i svůj příspěvek,“ říká Valášek.

Toto přispění asi nenastane ve standardech, ty přijdou od velkých hráčů, ale třeba v bezpečnosti internetu, kde české firmy zdaleka nejsou žádnými trpaslíky, jak by si mohl někdo myslet.

Akční program Průmysl 4.0 chce také dávat najevo, že se netýká jenom průmyslu, ale že jde o záležitost daleko rozsáhlejší s pravděpodobným dopadem na celou společnost. Klíčové je například vzdělávání – připravit novou generaci odborníků trvá dlouho. Zařízení lze nakoupit hned, ale lidi s potřebnými znalostmi je potřeba dlouhodobě a s předstihem vychovat, ty nakoupit nelze. Nejde přitom jenom o techniky a inženýry nebo IT specialisty, ale také o právníky, ekonomy nebo sociology.

Server nese víc než hotel

Průmysl 4.0 se zdaleka neomezuje jenom na to, že bude jinak zorganizovaná výroba a budou se používat jiné technické prostředky. Je to záležitost mnohem širší. „Lidé díky internetu vlastně mění způsob hledání svého živobytí. Začíná se měnit způsob obživy. Jako příklad se podívejme na server Booking.com. Dřív bylo cenné vlastnit hotel nebo řetězec hotelů. To byl základ výdělku. Dnes je mnohdy zajímavější vlastnit myšlenku, v tomhle případě portál, který hotelům shání zákazníky. Způsob obchodování se mění – začíná být podstatnější vlastnit něco na internetu než fyzické věci,“ zamýšlí se Valášek.

Jinými slovy: víc a víc nabývá na důležitosti způsob hledání zákazníků a schopnost nabídnout jim správný produkt. Samotná výroba se pak díky jiné organizaci stane natolik flexibilní, že v celém procesu už nebude tou nejvýznamnější fází.

Takže vlastně cokoliv, co lidé dělají, má dnes svůj obraz na internetu. A virtuální transakce probíhají předtím, než skutečně proběhnou fyzicky.

Individualizace dotažená do krajnosti

Zkusme si teď představit, jaké změny můžeme díky Průmyslu 4.0 očekávat v automobilové branži. Celý tenhle cyklus bychom mohli rozdělit do několika fází.

Tou první je hledání zákazníka. Dnes mají automobilky kamenné autosalony, kde své výrobky předvádějí. V budoucnu klienty ale budou lovit v síti, včetně třeba 3D prohlížení konkrétního auta. Ale můžeme jít dál. Automobilky vůbec nebudou muset nabízet jednotlivé už navržené modely v různých velikostech karoseriemalá auta, nižší střední, střední třída a tak dále –, ale mohou dovolit zákazníkovi, aby si do určitých mezí sám navrhnul, jaké auto by chtěl. Ono se to v jisté míře děje už dnes, volíme si motor, čalounění, přehrávače nebo navigace.

Přichází výroba. „Tady bych měl jedno přirovnání. Ford kdysi musel na dva roky zastavit výrobu, aby po svém slavném modelu T mohl vyrábět model další. Prostě museli přestavět fabriku,“ popisuje Valášek.

Budoucnost? Dá se zjednodušeně říct, že zmáčkneme tlačítko a výroba se rozjede. Trik je v tom, že výroba musí být založená na tom, že jednotlivé komponenty bude možné mnohem flexibilněji kombinovat. Každý takový komponent bude mít svou IP adresu (ne nutně podobnou, jaké známe teď, a ani ne na našem současném internetu – bude mít prostě unikátní identifikátor v nějaké síti továrny). Současné výrobní linky jsou naprogramované tak, že jakmile přijede díl A, spustí se na něm konkrétní výrobní postup. A v budoucnu? Na univerzální výrobní buňku přijede komponent A, čtečka si na něm přečte kód, stroj si z cloudu na síti stáhne výrobní postup a informaci, kde se v něm má pokračovat, a začne práce – ať už je to montáž, obrábění, lakování, nebo cokoliv jiného.

Je to tedy typická výroba „just in time“. Není nutné mít všechno dopředu připravené, dokonce výrobní postupy mohou vznikat až za chodu.

Automobilová výroba už podobné flexibility do značné míry dosáhla, ale obecně se zdá, že průmysl má určitou bariéru a tou je velikost výrobní dávky. Většina linek je rentabilní až od určité (větší) výrobní dávky, jinak je cena příliš vysoká a blíží se kusové výrobě.

S popsanou flexibilní linkou budoucnosti ale bude mnohem snazší ekonomicky efektivně zvládat daleko menší výrobní dávky. „Už nebudeme závislí na tom, že musíme vyměnit přípravky nebo přenastavit linku – která pak musí nějakou dobu vyrábět, aby se tohle přenastavení, které třeba trvalo celý jeden den, vůbec vyplatilo. Tohle celé může být záležitost vteřin.

Pokrok znamená snižování přesnosti

To ale není všechno. Nastane další změna ve výrobě. Bude totiž možné vyrábět s daleko menší přesností než dnes. Vlastně se záměrně sníží tolerance vyráběných komponentů – ty budou uložené ve skladu a změřené informace o nich budou v cloudu. „Pak bude možné je opravdu just in time skládat tak, aby své netolerance vzájemně kompenzovaly. Něco podobného, co se běžně dělá u kuličkových ložisek. Tam nikdy nelze zaručit absolutní přesnost. Kuličky lze ale roztřídit a poskládat je do ložisek tak, aby se doplňovaly a dosahovaly tak velmi solidních vlastností,“ nabízí Valášek další příklad.

Je samozřejmě otázka, do jaké míry se tohle v automobilech uplatní, představit si to ale možné je: vyrábět s menší tolerancí a chytře k sobě jednotlivé díly skládat. Ještě jeden příklad: „Když budete mít nějaký rotující díl, využijete toho, že k sobě složíte komponenty s těžištěm posunutým opačným směrem.“

Princip tedy spočívá v tom, že díl si s sebou ponese informaci, co se s ním má udělat, a výrobní linka se tomu dokáže přizpůsobovat. Taková linka je rovněž daleko lépe schopná reagovat na případné výpadky a sama se rekonfigurovat. Není totiž pevně předprogramovaná.

Když si auto samo řekne

Dalším využitím toho, že o jednotlivých kusech máme detailní informace, je monitorování jejich využívání a plánování údržby. Tohle už do běžného autoživota proniká – například nové Volkswageny už jsou propojené s cloudovým uživatelským účtem, v němž člověk může sledovat různá jízdní data, jako rychlost, polohu plynového pedálu nebo tlak na brzdy. Kromě hlídání servisních prohlídek bude ale auto umět samo sledovat opotřebení jednotlivých segmentů. Třeba ty brzdy: auto samo řidiči řekne: „Intenzivně brzdíš, za měsíc bude potřeba vyměnit destičky.“ Anebo naopak: „Díky lehké noze na brzdovém pedálu jsou destičky v dobrém stavu a při aktuální servisní prohlídce nebude nutné je měnit.“

Díky individuálnímu monitorování bude možné snížit náklady na servis a údržbu. A netýká se to jenom aut, ale například i robotů – ty si budou sami hlásit, že během třeba následujících několika dnů musí dojít k servisnímu zásahu, jinak dojde k výpadku výroby. A to je drahá legrace.

Protože tohle se bude vědět dopředu, bude možné servis aktivně objednávat a plánovat dodávky dílů i vytíženost lidské síly. Servis zkrátka nebude muset držet takové kapacity, aby byl schopen obsloužit nenadálé poptávky.

Díky komunikaci aut s cloudem – a do značné míry se to opět už odehrává – bude možné v reálném čase přeplánovat trasu, když dojde ke změně dopravní situace. Podobně se bude měnit také jízdní profil – tedy zda je rozumné auto rozjet, nebo je lepší naopak neakcelerovat a udržovat nižší rychlost, protože za několika zatáčkami je kolona a nemá smysl do ní spěchat a plýtvat palivem.

A to nemluvíme o bezpečnosti vozů. Ve městě pak najdeme díky kamerám na sloupech osvětlení a sledování komunikace mezi auty a okolní infrastrukturou přes cloud informaci, kde zaparkujeme, a navigace nás tam zavede. Samozřejmě ještě jinou dimenzi užití vozidel by přinesla jejich autonomnost (dovezení na místo schůzky, samostatné zaparkování, vyzvednutí na zavolání atd.).

S autem do sběru

Dostáváme se na konec životního cyklu auta – k recyklaci. Například BMW má už dnes postavenou recyklační linku a své vozy navrhuje s ohledem na to, že na konci jejich života bude nutné se jich zbavit. Cílem je, aby se auto dalo snadno rozebrat na komponenty z různých materiálů. A opět – jednotlivé díly mají své „občanky“ uložené v cloudu, takže recyklační linka přesně ví, co s nimi má provést. Bude také možné uvažovat o využití zbytkové životnosti některých dílů, protože budou k dispozici přesné informace o tom, co mají za sebou (stejný princip jako u sledování brzdových destiček).

Tohle je tedy jedna z možných vizí, jaký dopad bude mít Průmysl 4.0 na automobilový průmysl. Samozřejmě, koukáme se tak trochu do křišťálové koule a hádáme, co budoucnost přinese. Další rovinou úvah potom je, jaké důsledky to bude mít pro společnost a strukturu lidských profesí.

Jak uzavírá Michael Valášek: „Že tyhle věci nějaké změny na trhu a ve vazbách mezi lidmi přinesou, je zřejmé už teď. Stejně tak to, že se na ně musíme už teď připravovat a dobře je uchopit. A nevrhat se do nových věcí bezhlavě – měli bychom držet v úctě lidskou práci a vážit si jí jako jedné ze životních potřeb.“

, , , , ,



Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Anti SPAM *

Buďme v kontaktu

Sledujte VVAutomotive na síti LinkedIn a na Facebooku – buďte v kontaktu s profesionály z oboru. Odebírejte aktuální informace a rozšiřte komunitu odborníků.

LinkedIn Facebook