Chytrá automatizace pro kusovou výrobu

Role našich hostitelů a průvodců se ujali Markéta Mikušová z marketingového oddělení společnosti Walter a Petr Konečný, vedoucí technologie a obrobny. Během rozhovoru nám místní závod představili a seznámili nás s náplní práce zdejší obrobny.

Stěžejní výrobou v kuřimské obrobně jsou velmi přesné, strategické díly pro vlastní stroje; převážně se zde obrábějí litinové odlitky. Jde o kusovou výrobu s dávkami čítajícími jeden až čtyři kusy a s mimořádným důrazem na produktivitu a na nejpřesnější tolerance. Většina dílů prochází třemi až čtyřmi operacemi, což vyžaduje několikanásobné upínání do různých poloh. Tento výrobní program vedl firmu k rozhodnutí o plné automatizaci, a to s jasným cílem: co nejvíce zvýšit efektivitu vysoce přesné kusové výroby a dosáhnout produktivity srovnatelné se sériovou výrobou, avšak při zachování flexibility zakázkové produkce.

V tomto bodě se naše diskuze dostala k hlavnímu tématu návštěvy, a to k automatizačnímu řešení od firmy Fastems. Volba této firmy jako strategického partnera nebyla náhodná. Předcházela jí důkladná studie proveditelnosti a výběrové řízení. Systém Fastems se ukázal jako nejvhodnější díky své schopnosti efektivně řídit kusovou výrobu s vysokou přesností a minimalizovat prostoje spojené s častým seřizováním. Důležitou roli sehrály i dlouhodobé pozitivní zkušenosti v rámci divize United Grinding, konkrétně sesterské švýcarské společnosti Studer, která již provozuje tři systémy Fastems. To umožnilo přenést osvědčené postupy a know-how do českého závodu.

Automatizovaná výrobní linka ve společnosti Walter je postavena na třech horizontálních obráběcích centrech DMG Mori DMC 100H. Původně byla základem linky tato dvě centra, v roce 2022 bylo přidáno třetí. Obsluha všech tří strojů je automatizována prostřednictvím flexibilního paletového systému typu MLS (MultiLevel System) od firmy Fastems. Do systému je zapojeno více než 90 obráběcích a přes 160 materiálových palet. Každý obráběný díl má svůj speciální přípravek. Řídicím centrem je software MMS (manufacturing management software), v jehož rámci jsou využívány všechny dostupné moduly – od plánování výroby přes správu NC programů a nástrojových dat až po digitální pracovní návody pro operátory. Díky softwarové funkci WCO (Work Cell Operation) je systém napojen na navazující technologie. Měření nástrojů probíhá externě, ale se systémem Fastems je integrováno prostřednictvím automatické výměny dat.

Rozšíření linky o třetí obráběcí centrum bylo přirozeným krokem vycházejícím z pozitivních provozních zkušeností a narůstajících kapacitních požadavků. Díky modulární architektuře systému a připravenosti softwaru MMS proběhla integrace hladce. Od té doby systém běží ve třístrojové konfiguraci bez výraznějších komplikací a s vysokou spolehlivostí a je připraven na případné další rozšíření.

Spolupráci s firmou Fastems popisuje Petr Konečný jako maximálně profesionální. Každá dodávka systému, jeho rozšíření nebo změna jsou řízeny projektově, a to s dedikovaným manažerem a týmem techniků, což zákazníkovi zjednodušuje komunikaci. Tak tomu bylo i v případě nedávného rozšíření linky o třetí stroj. Během přípravy projektu a jeho realizace byla společnost Walter průběžně informována prostřednictvím pravidelných reportů, firma Fastems navíc převzala koordinaci připojení nového stroje s jeho dodavatelem, což celou akci z pohledu zákazníka významně zjednodušilo. Sama instalace pak díky modulární konstrukci paletového systému proběhla hladce a od prvního dne bez problémů fungovalo i nové rozhraní pro připojení stroje.

Software MMS je schopen řídit celou výrobu od začátku do konce, přičemž automaticky zajišťuje její stěžejní fáze:

• Komplexní plánování výroby: Systém přijímá zakázky na konkrétní díly a jejich termíny dodání. Na základě těchto dat poté automaticky naplánuje výrobní proces, což znamená, že je schopen řídit výrobu sám.
• Inteligentní správa NC programů a nástrojových dat: Software MMS spravuje veškeré NC programy a detailní nástrojová data. Nástroje použité v systému jsou vybaveny čipy, díky nimž se při každém vložení do stroje a při každém měření načítají odpovídající data. Systém Fastems tak neustále eviduje, který nástroj je v kterém stroji a jaká je jeho životnost a naměřené parametry. To umožňuje flexibilní přenášení nástrojů mezi stroji.
• Optimalizace životnosti nástrojů a prevence prostojů: Systém dokáže předvídat opotřebení nástrojů a plánovat jejich výměnu na několik dní dopředu, aby bylo zajištěno, že budou vždy k dispozici pro obrábění. Klíčovým benefitem je to, že výroba nikdy nemusí být zastavena kvůli chybějícímu nebo poškozenému nástroji. Systém navíc umožňuje používání duplikátních, tzv. „sesterských“ nástrojů, které jsou automaticky použity v případě potřeby.
• Digitální pracovní návody pro operátory: Operátoři dostávají přímo od softwaru MMS jasné pokyny, které díly mají upínat na které palety, včetně digitálních upínacích návodů, což minimalizuje chyby a zefektivňuje práci.
• Důsledná kontrola nástrojových tolerancí: Systém hlídá nastavené tolerance nástrojů (např. maximální a minimální délku a průměr) na základě dat z externího měřicího zařízení. Jestliže naměřené parametry nástroje nejsou v toleranci, software MMS nástroj okamžitě zablokuje a nedovolí jeho naložení do stroje, čímž se předchází výrobním chybám.

Software MMS poskytuje přesná data o reálném čase výroby oproti plánu, což umožňuje identifikovat nevyužité rezervy a průběžně optimalizovat procesy. Systém nabízí obrovské množství grafů a dat pro vyhodnocování efektivity, dostupnosti a odpracovaných hodin. Pro operátory v dílně jsou k dispozici konfigurovatelné dashboardy, které přehledně zobrazují aktuální stav každého stroje, dostupnost nástrojů a programů a také upozornění na budoucí potřebné zásahy.

Systém Fastems běží ve společnosti Walter na vlastním zabezpečeném serveru, odděleném od firemní sítě. K dispozici je také online portál myFastems, který umožňuje vzdálený monitoring aktuálního stavu systému, chybových hlášení a základních informací o produktivitě.

Vzdálená podpora ze strany výrobce výrazně zrychluje řešení problémů, neboť 95 % všech závad je vyřešeno bez nutnosti příjezdu servisního technika. Technici firmy Fastems se vzdáleně připojují, problém diagnostikují (často jde o drobné elektrické poruchy senzorů) a instruují operátory při fyzické výměně komponentů nebo při resetu zařízení. Reakční doba podpory je mimořádně rychlá, s odpovědí do hodiny od nahlášení.

Ve společnosti Walter si uvědomují, že systému je třeba věnovat odpovídající péči. Kromě pravidelného čištění prostor a mechanických součástí jde i o běžnou údržbu podle instrukcí výrobce a také o pravidelné návštěvy techniků. Každoroční kontrolní prohlídka, kterou provádějí technici firmy Fastems, trvá jeden až dva dny a často probíhá za provozu, aniž by se systém musel odstavit. Tyto prohlídky zahrnují kontrolu důležitých částí, měření opotřebení a upozornění na případné nutné výměny částí systému. Celkově je četnost závad na samotném systému Fastems minimální, což Petr Konečný přisuzuje jak kvalitě systému, tak i pravidelné údržbě.

Celkově jsou zkušenosti společnosti Walter se systémem Fastems velmi pozitivní. Systém naplňuje všechna hlavní očekávání uživatele stran vysoké efektivity, digitální správy dat a programů, eliminace lidských chyb, digitalizace pracovních návodů a nízké poruchovosti. Systém funguje stabilně a přehledně a podporuje vysokou produktivitu. Firma Fastems si naopak cení spolupráce se společností Walter, a to mimo jiné proto, že zdejší náročná kusová výroba využívá všechny dostupné moduly systému a poskytuje jeho vývojářům inspiraci a zpětnou vazbu. Pro nás byla tato návštěva výbornou příležitostí k seznámení nejen s dobře fungující automatizací kusové výroby, ale především s příkladnou spoluprací jejího dodavatele a uživatele.