Témata
Reklama

Průmysl 4.0 - komplexní řešení

Pracovníci Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně mají díky bohaté historii a svým předchůdcům šanci úspěšně se zapojit do praktického řešení této nové oblasti průmyslu. Ukazuje se, že je nutné spojit síly s dalšími ústavy, fakultami a školami, protože komplexnost řešení problematiky a výzev Průmyslu 4.0 si to prostě vyžaduje.

Prof. Jiří Marek

Je profesorem na Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky FSI VUT v Brně. Zastával manažerské pozice ve výrobních společnostech Toshulin, KŠ Kuřim a TOS Kuřim. V praktické a pedagogické činnosti je zaměřen především na konstrukci obráběcích strojů a obráběcích center pro rotační i nerotační obrobky, teorii konstrukčního procesu a životního cyklu produktu a v neposlední řadě na systémovou metodologii. Jeho dlouholetou snahou je spojovat teorii s praxí do vzájemně se respektujícího celku. Je členem řady odborných organizací, členem redakční rady MM Průmyslového spektra a spoluzakladatelem MM Science Journal. Je autorem celé řady monografií, mj. i legendární knižní edice Konstrukce CNC obráběcích strojů (MM publishing).

Jednodušší verze dnešních výzev jsou známé ze sedmdesátých let

Ústav výrobních strojů, systémů a robotiky existuje více než 50 let. Vždy byl spjat se zvučnými jmény odborníků z praxe a okolních strojírenských závodů. Když v sedmdesátých letech minulého století socialistické Československo začalo budovat tzv. integrované výrobní úseky (nebo též pružné výrobní systémy), nikdo z odborníků, kteří se potýkali s nedostatkem kvalitních součástí pro jejich stavbu, netušil, že buduje „jednodušší“ předchůdce dnešních kyberfyzikálních systémů. Nakupované součásti, ze kterých se dnes staví výrobní stroje (zejména obráběcí), mají dnes úplně jinou spolehlivost, velikost a cenu než dříve.

Dalším velmi důležitým faktem oproti minulosti je, že kyberfyzikální systémy jsou napojeny i na prostředí mimo firmu, což dříve nebylo možné. Nicméně nejenom díky internetu, digitalizaci, zpracovávání provozních dat a tím možným zásahům do chodu systému, ale i jiným skutečnostem se objevily nové obzory a možnosti pro moderní výrobní systémy.

Je zajímavé pozorovat, jak se zmiňovaný ústav v minulosti postupně podílel spoluprací s průmyslem a svými výzkumnými aktivitami na řešení souvisejících s pružnými výrobními soustavami. Začínalo se na reálném stroji s automatickou výměnou obrobků (frézka a výměník palet), což byla součást integrovaného výrobního systému z TOS Kuřim. Pak se přešlo na CIM, v té době velmi populární, přes roboty obsluhované pracoviště, aby se dnes budovalo pracoviště využívající vymožeností virtuální (rozšířené) reality.

Reklama
Reklama
Reklama

Historický vývoj výrobních systémů na Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky.
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Fenomén Průmyslu 4.0

Tento fenomén je nyní možné vidět všude a téměř na každém kroku. Všichni „mají vizi“ Průmyslu 4.0, od dodavatelů komponent přes samotné výrobce strojů až po akademická pracoviště. Každý si pod tímto pojmem představuje své „vidění světa Průmyslu 4.0“. To je podle mého názoru špatně, protože jsou příliš tříštěny síly. Nicméně je zajímavé sledovat vývoj názorů různých firem, které prezentují „své vize“ v této oblasti. Nakolik tyto vize budou správné, ukáže čas.


Příspěvek pracovníků Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky k realizaci Průmyslu 4.0 pomocí inteligentního výrobního zařízení.
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Ústav výrobních strojů, systémů a robotiky chápe aplikaci Průmyslu 4.0 do oblasti výrobních strojů a zejména pak obráběcích strojů jako inteligentní výrobní zařízení, které zjednodušeně řečeno bude mít v té nejvyšší úrovni schopnost rozhodovat se na základě učení ze sbíraných dat tak, aby byla s co největší efektivitou splněna výrobní úloha. Tomu samozřejmě předcházejí, jak ukazuje obrázek této vize, nižší hladiny, kde jsou účelně a efektivně aplikovány senzory, provedeno zpracování a vyhodnocení dat, na základě čehož bude proveden zásah. Pochopitelně je možné provést virtuální simulaci, zvažovat bezpečnosti práce nejenom v zařízení samotném, ale i v ochraně právě těchto nasbíraných dat.

Dílčí příspěvek k řešení

Své postupy, myšlenky a některé teorie ověřují pracovníci našeho ústavu na dílčích hospodářských smlouvách. Díky nově uzavřené hospodářské smlouvě s firmou Fosfa, která je lídrem chemického průmyslu v České republice, budou mít pracovníci možnost ověřit své teorie na tvorbě digitálního dvojčete jednoho z provozů této firmy. Jak doufají, při této realizaci si ověří své algoritmy, které jsou založeny mimo jiné na optimalizaci teorií front. Jak firma Fosfa doufá, stane se toto digitální dvojče jednoho z jejích provozů prostředkem k tomu, aby bylo efektivněji prováděno řízení zakázek, ověřovány nové pracovní postupy, prováděna efektivní prediktivní a proaktivní údržba a konečně v té nejvyšší úrovni probíhalo efektivní procesní řízení s předpovídáním možných budoucích blížících se problémů. Dalšími projekty, na kterých se podílíme např. s firmou Blumenbecker, je Robotické obrábění s vyšší přesností. Se stejnou firmou, kdy je partnerem také Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky je řešen projekt Robotické výrobní linky pro Průmysl 4.0.

Kromě toho je našimi pracovníky zajišťováno:

  • rozvíjení techniky monitoringu a diagnostiky jak v laboratořích, tak i na reálných strojích našich partnerů;
  • vývoj chytrých strojních zařízení pro naše partnery;
  • simulace a optimalizace reálných výrobních linek;
  • rozvíjení know-how pomocí partnerů se zájmem na implementaci pokročilých technologií Průmyslu 4.0 ve výrobě.

Spojení sil na Fakultě strojního inženýrství

Komplexní úkoly nelze plnit izolovaně a pomocí efektu, že si každý hraje, jak se lidově říká, na svém písečku. Proto i pracovníci našeho ústavu vyhledávají synergické efekty s jinými pracovišti strojní fakulty, jako je např. Ústav konstruování a jeho odbory technické diagnostiky a reverzního inženýrství a aditivních technologií. Dalším spolupracujícím je Ústav mechaniky, mechatroniky a biomechaniky (odbor mechatroniky) a Energetický ústav (odbor termomechaniky a techniky prostředí). Při této spolupráci jsou hledány průniky jednotlivých odborností tak, aby došlo k co nejefektivnějšímu plnění výzev, které před nás řešení problematiky Průmyslu 4.0 klade. Snahou děkana doc. Katolického je tuto meziústavní spolupráci do budoucna ještě více posílit.

Závěrem

Před lidmi, kteří se snaží aplikovat a uvést do praxe problematiku Průmyslu 4.0, stojí mnoho výzev nejenom v oblastech mezioborového technického zkoumání, ale i v oblastech sociálních. Nejde totiž jenom o to, po technické stránce tvořit a podílet se například na realizaci sofistikovaných výrobních systémů, ale jde též o to, zkoumat i další dopady těchto činností. O tomto aspektu se prozatím příliš mnoho nediskutuje, ale jsem přesvědčen, že to nebude dlouho trvat a i tyto skutečnosti budou detailně diskutovány a zkoumány.

VUT v Brně, FSI, ÚVSSR

prof. Dr. Ing. Jiří Marek

marek@fme.vutbr.cz

Reklama
Související články
Mezioborové sdílení znalostí,
dnes zaměřeno na skladové hospodářství

Společnost Fosfa, přestože se primárně zabývá potravinářskými a průmyslovými aplikacemi, není našim čtenářům neznámá. A to díky publikovaným myšlenkám a pohledu na podnikání jejího generálního ředitele Ivana Baťky, i citacemi jeho názorů v článcích jiných autorů. Pod jeho vedením vzniká v Břeclavi high-tech technologická společnost se všemi atributy, které k ní patří. Jejím cílem je optimalizace procesů, vedoucí k jejich systémovému zkracování a stabilitě, což se následně odráží v jejich efektivnosti a kvalitě vyráběných produktů. Pojďme postupně nahlížet na výsledky vybraných procesů a inspirujme se zkušenostmi, které zde na jihu Moravy za dlouhá léta nasbírali a díky nimž nabízejí zajímavá profesní uplatnění.

Baťův odkaz máme v DNA, říká ekonom Milan Zelený

Přestože profesor Milan Zelený žije od roku 1967 ve Spojených státech, tvrdí o sobě, že je Čech jako poleno a doma se cítí tam, kde zrovna pobývá. Nejen na téma globalizace, lokální ekonomiky a odkaz Baťů jsme si povídali při jednom z jeho četných pobytů v České republice.

Aktuální stav digitalizace v českém průmyslu

Digitalizace je všude. Průmysl 4.0 je všude. Roboty vládnou světu!!... nebo ne?

Související články
Chytré brýle pro průmysl

Chytré brýle a rozšířená realita se v posledních letech staly dalším trendovým tématem v průmyslovém prostředí. Na rozdíl od umělé inteligence, která je založena na strojovém učení a u které jsou stroje určeny k dlouhodobému nahrazení lidského faktoru, sleduje rozšířená realita jiný cíl: podporovat člověka v průmyslových procesech. Zde vstupuje firma Ayes, která představuje jedničku v oblasti hands-free technologií pro průmysl, chytré brýle RealWear HMT-1.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
IoT na insfrastruktuře elektrických rozvodů

V minulém vydání jsme představili nový systém WorkSys, otevřenou IoT platformu pro tvorbu nových aplikací a jejich propojení s již existujícími. Dnes toto téma uzavřeme a představíme nástroj FactoryDashboard pro tvorbu komplexního digitálního dvojčete fabriky.

Cesta k inteligentní výrobě

Existuje pádný důvod, proč je vytvářen globální tlak na rozvoj inteligentní výroby – díky důslednému propojování výrobních podniků a zajištění zásadních výrobních informací přináší výrobcům téměř neomezené příležitosti ke zlepšování provozních operací či vytváření přidané hodnoty a usnadňuje odpovědi na otázky, jak řešit nedostatek pracovníků s odpovídajícími schopnostmi.

Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Digitalizujeme svět obrábění

Digitalizace v oblasti obráběcích strojů je poměrně nový fenomén. Svět digitalizace se stává svébytným ekosystémem a Siemens jako jediný má pro jeho vytvoření a fungování potřebnou škálu nástrojů – od simulačních programů pro plánování a virtuální zprovoznění strojů, výrobků i procesů přes řídicí systémy a další prvky průmyslové automatizace po monitoring a sběr dat, cloudová úložiště i manažerské nadřazené systémy. Jaké výhody digitalizace přináší, ukázal Siemens na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně mimo jiné také na prototypu multifunkčního obráběcího centra MCU450 společnosti Kovosvit MAS.

Monitorování obráběcího procesu přináší přidanou hodnotu

Slovy Garyho Kinga z Harvardovy univerzity, zatímco dat je bezpočtu a je snadné je shromáždit, skutečná hodnota spočívá v tom, co s nimi uděláte.

CIMT a Čína v roce 2023

Počínaje Velikonočním pondělím se v Pekingu, téměř tradičně v tomto čase, po pět dnů konal další ročník veletrhu výrobních strojů CIMT 2023. Pro cizince byla poslední výstava jednoduše dostupná na jaře roku 2019. Od ledna 2020 se přestalo do Číny létat a události nabraly nečekaný spád. V tomto krátkém textu se podíváme na výstavu i před brány výstaviště.

Made in Česko: Bezpečné bezdrátové spojení pro všechny

Prognózy, které se týkají internetu věcí (IoT) a průmyslového internetu věcí (IIoT), se mění stejně rychle jako možnosti této technologie samy. Už v roce 2008 bylo na světě víc připojených zařízení než lidí a odborníci ze Světového ekonomického fóra (WEF) tvrdí, že do roku 2025 bude 41,6 miliardy zařízení zachycovat data o tom, jak žijeme, pracujeme, pohybujeme se, jak fungují naše zařízení, stroje.

Na cestě ke zrození stroje, část 5: Zakázka

Série deseti článků, jejichž autorem je konstruktér Michal Rosecký, popisuje proces výroby obráběcího stroje. Krok po kroku nás provází tímto náročným procesem, na jehož závěru je po stránce vývoje a výroby rentabilní moderní výrobní zařízení s inovativními prvky, o které trh projeví zájem a po uvedení do provozu přinese zákazníkovi deklarovanou profitabilitu, technické parametry a návratnost investic.

Zlatá medaile pro prof. Kassaye

Po dvouleté pauze, zapříčiněné hygienickými opatřeními ke snížení šíření pandemie koronaviru, se opět otevřely brány MSV v Brně, v rámci kterého se udílejí i ocenění Zlatých medailí. A to jak vystaveným exponátům, tak tradičně, již od roku 2006, díky iniciativě redakce našeho časopisu, také ocenění osobnosti za její celoživotní tvůrčí technickou práci a dosažené inovační činy.

E-commerce posouvá logistiku do vyšší dimenze

S rozvojem elektronického obchodování zaznamenala logistika velké změny. Dalším zlomovým okamžikem byl příchod pandemie na začátku tohoto roku, kdy e-shopy a logistické společnosti poskytující služby pro e-commerce musely prakticky den ze dne změnit své obchodní jednání, včetně logistiky. Proč se to jako jednomu z mála segmentů ekonomiky úspěšně podařilo a dále daří, jaké jsou nové trendy a jaký potenciál má umělá inteligence a další moderní technologie v logistickém byznysu? MM Průmyslové spektrum nad těmito tématy diskutovalo se zakladatelkou Zásilkovny a výraznou osobností české e- commerce Simonou Kijonkovou.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit