SPARC a roboty na Automatica 2014

Pak teprve bude mít asi svůj hlubší význam i na mnichovském veletrhu citovaný program Industrie 4.0, ke kterému impulz přidala přímo na veletrhu schválená a nastartovaná dohoda mezi Evropskou komisí a neziskovou organizací euRobotics AISBL (Association Internationale Sans But Lucratif), nazývaná SPARC, která představuje v současné době nejrozsáhlejší světový program civilní robotiky. S podílem z programu Horizont 2020 v hodnotě 700 mil. eur dosáhne tak fond celkové investice pro evropský průmysl robotiky na 2,8 mld. eur. Globální trh robotiky zahrnuje dnes, podle údajů EU, 22 mld. eur, do roku 2020 se předpokládá jeho nárůst na 60 mld. eur. Evropa v tom má podíl zatím 35 %, realizací programu SPARC s cílem podpořit vyšší konkurenceschopnost právě evropského průmyslu se má tento podíl zvýšit na 42 %. Na programu SPARC se bude podílet na 180 evropských institucí, z České republiky např. ČVUT v Praze, Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky, ze Slovenska ZTS VVU Košice.

Jaká je v současné době teritoriální vybavenost průmyslu roboty, ukazují statistiky International Federation of Robotics (IFR) zavedením ukazatele počtu robotů na 10 tisíc výrobních pracovníků. Nejhustší síť robotů má Korea s ukazatelem 400 robotů, následuje Japonsko 330 a Německo 270. Českou republiku hodnotily statistiky v roce 2011 s počtem 37 robotů ještě pod světovým průměrem, na konci roku 2013 se ale už s počtem 58 robotů umístila přesně na tomto průměru. Celkově se uvádí počet aplikovaných průmyslových robotů na celém světě kolem jednoho a půl milionu, jen za minulý rok jich přibylo na 168 tisíc. Zda se podaří naplnit přání EU v programu SPARC udržet předstih výroby robotů (a to nejen průmyslových) na starém kontinentu oproti tlaku z jiných částí světa, především z Asie, není ještě ani štědrostí EU zaručeno. I při předpokládaném nárůstu výroby robotů v Evropě podle VDMA v tomto a příštím roce o 6 až 7 % se stále musí očekávat mamutí skok do výroby průmyslových, zvláště montážních robotů – od potenciálního asijského dravého výrobce Foxconn, který ve svých závodech zaměstnává jen v montáži na 1,2 mil. pracovníků. Pro ulehčení jejich práce potřebuje Foxconn, jak na konferenci pořádané IFR na letošním veletrhu Automatica opět prohlásil Dr. Chia P Day, viceprezident firmy, , na 1 mil. robotů, které si bude vyrábět i sama pod značkou Foxbot. Takové přání Foxconn projevil sice již na minulém veletrhu Automatica, a zdá se, že od té doby se již k nějakému řešení pravděpodobně na základě modulové stavby dostal, ale zatím ještě nikdo robot Foxbot neviděl.

Modulová stavba robotů patří spolu s požadavkem zvyšování flexibility robotů a strategií kooperačních pracovišť k současným hlavním úkolům vývoje robotů. Ještě nedávno se pracoviště s průmyslovými roboty chápala jako přísně uzavřené prostory, kam při práci robota nesmí vkročit lidská noha. Tak jak se vyvíjel od roku 2005 projekt EU zaměřený na podporu konkurenceschopnosti malých a středních podniků zaváděním vyššího stupně automatizace výroby (SME – Small and Medium-sized Enterprise), kde na rozdíl od sériové výroby byla požadavkem daleko větší flexibilita robotů, tak se postupně začala vyvíjet i pracoviště, kde robot přímo s člověkem kooperuje. Začaly se vyvíjet i odpovídající bezpečnostní systémy, které by vyloučily nebezpečný vzájemný střet, a ukázalo se, že stejnou myšlenku využití robotů v kooperaci s člověkem je možné akceptovat i pro klasický chod robotizovaných pracovišť. V tom smyslu se odvíjela i veletržní nabídka jednotlivých výrobců robotů, skladby kooperačních pracovišť, stále dokonalejších systémů strojového vidění až po profilové skenery nebo inteligentní kamery s šesti stupni volnosti pro vedení robota. Taková kamera byla k vidění např. u firmy ISRA už s poziční přesností od 10 µm. O hlavních novinkách v nabídce robotů i všech doplňků robotizovaných pracovišť, tak jak je veletrh představil, přinese náš časopis informace průběžně v příštích číslech. Dnes alespoň odkazujeme na několik našich obrázků, které atmosféru veletrhu částečně přiblíží.

Provoz kooperačních pracovišť, servisních a asistenčních robotů a robotizovaných pracovišť bez pevných zábran musí samozřejmě probíhat za pevných bezpečnostních pravidel a předpisů. Předpokládá se přitom, že počet takových pracovišť bude narůstat a roboty by se mohly dostat i na další úseky výroby, kde se o tom ještě neuvažovalo. Dořešit se proto musí ještě celá řada úkolů, spojená i s normativní činností. Této úlohy se ujaly aktivně především některé německé instituce, zvláště ze sítě ústavů Fraunhofer Gesellschaft – už proto, že v Německu je drahá pracovní síla, vrací se sem pomalu i část vlastních podnikatelů po už nerentabilní výrobě v sousedních zemích a na obzoru je i situace, ke které má dojít kolem roku 2035, kdy každý třetí občan Německa bude starší 60 let. To je ostatně problém celé Evropy, a proto i asistenční a servisní roboty, včetně nových způsobů řešení kolizních situací, jsou obecně aktuální úlohou. Fraunhofer Institut IFF řeší otázky bezpečnosti, instituty IOSB a IDTM v projektu EU Saphari (Safe and Autonomous Physical Human – Aware Robot Interaction) a v projektu 4Save nabídku vhodných bezpečnostních senzorů, včetně vizuálních, akustických i taktilních, instituty IPA a IPK v návaznosti na projekt SME v úkolu EU LIAA (Lean Intelligent Assembly Automation) a v projektech PRACE (Productive Robot Apprentice) a KOBOT (Kooperativen Robotern) efektivnost kooperačních robotizovaných pracovišť s nasazením lehkých robotů, dostupné senzoriky a programového vybavení.

Jak si pozorný čtenář mohl všimnout, jde tu vesměs o řešení úkolů robotizovaných pracovišť s určitou participací člověka. Tedy ne zrovna tak, jak si představuje v úvodu citovaný program Industrie 4.0, založený na „inteligentních“ digitálních továrnách, které díky bezdrátově vzájemně komunikujícím automatizovaným řídicím systémům budou samy kontrolovat všechny etapy výrobního procesu. To samo o sobě ukazuje na jedné straně na až příliš vzdálenou dobu pro vhodnou realizaci programu 4.0 a na druhé straně na pestrost úkolů, které nejde vměstnat do jedné šablony. Nakonec to ukazuje i příklad oborového řešení továrny budoucnosti pro automobily Flexible Fabrik für das Auto der Zukunft v projektu ARENA 2036 (Active Research Environment for the Next Generation of Automobiles), oficiálně vyhlášeném shodou okolností 3. června letošního roku, tedy v den zahájení i veletrhu Automatica, za účasti politické reprezentace na stuttgartské univerzitě. Jde tu o souhrn optimálních postupů v automobilce roku 2036, tedy při 150. výročí výroby automobilu, včetně kooperačních pracovišť, respektujících vedle sériové výroby i požadavky individuálního zákazníka. Na projektu se podílí Univerzita Stuttgart, Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung, Fraunhofer Gesellschaft a podniky Daimler, Bosch, BASF, Artur Bär Maschinenbau a DYNAmore. V projektu se budou hodnotit nejefektivnější materiály, včetně vláknových kompozitů, lehkých kovů a vysokopevnostní oceli, modulová stavba vozu, různé druhy pohonu včetně hybridních a obdobně se bude postupovat u elektrické výbavy a návrhu multifunkčních senzorů. Na stuttgartské univerzitě má být v rámci Vaihinger Campusu vytvořena i reálná představa továrny budoucnosti, kde by se poznatky z vývojových fází projektu měly vzápětí promítat do praktického řešení. Celý projekt ARENA 2036 je rozdělen na několik etap, na prvních pět let věnuje BMBF podporu 30 mil. eur.

Ing. Jiří Šmíd
iia.smid@gmail.com