Témata
Reklama

Výroba založená na cloudových řešeních

Navzdory ekonomickým propadům a neustále se měnícímu pracovnímu prostředí zůstává výroba dlouhodobě a v celosvětovém měřítku hlavním zdrojem pracovních míst a zásadní oblastí tvorby hodnot. Přesto, že se postupně podařilo do značné míry vylepšit kvalitu vyráběných součástí a zvýšit efektivitu celého výrobního procesu, existují i nadále významné zdroje plýtvání, které se doposud nepodařilo efektivně vyřešit. V důsledku toho se provozní náklady v oblasti výroby vytrvale drží na vysoké úrovni. Existují však významné příležitosti umožňující tento trend zvrátit pomocí digitálních a cloudových řešení.

Je jasné, že informace, znalosti a data hrají zásadní roli v plánování procesů, obrábění a hodnocení jakosti. Pokud zpřesníme řízení těchto složek, pojmeme je komplexněji a zároveň k nim rozšíříme přístup (a posílíme jejich vzdálenou správu), budeme moci optimalizovat výrobní proces v míře umožňující zásadní snížení nákladů. Zároveň, díky vysokorychlostní analýze velkých objemů různých druhů informací a získání přesné zpětné vazby v oblasti charakteristik obráběcích procesů, budou výrobci moci zvýšit přesnost a kvalitu každé vyráběné součásti. Bude také možné vyloučit chyby a chybné procesy u budoucích realizací, což znamená, že jakmile jednou dojde k odstranění konkrétních problémových faktorů z výrobního procesu, už se nikdy nebudou opakovat. Hlavním cílem je však pochopitelně budování systémů schopných „samostatné vlastní optimalizace“ s minimálním či nulovým zásahem programátora či obsluhy.

Reklama
Reklama
Reklama
Digitální dvojčata a rozšířená realita jsou nástroje, které jsou pro digitální a cloudová řešení téměř nezbytná.

Jedním z hlavních zdrojů plýtvání při obrábění kovů je v současnosti nízká kvalita vstupních dat, která brání optimalizaci výrobního procesu. Rovněž vytíženost jednotlivých strojů může být nižší než 50 %, přičemž pouhá třetina energie spotřebované obráběcími stroji v továrně slouží ke skutečné výrobě součástí. A konečně se také zaznamenává pouze nepatrná část všech procesních dat a ta se navíc jen zřídkakdy využívají k predikcím a dalšímu zlepšování.

Zkrátka plánování procesů trpí v současnosti řadou problémů souvisejících s daty. Patří k nim například nesouvislý přísun procesních dat, což zdůrazňuje jasnou potřebu poloautomatického přenosu údajů. Zároveň jednoznačně chybí uzavřené zpětné vazby v oblasti plánování procesů, což má přímý dopad na kvalitu a efektivitu napříč celým výrobním procesem. Je rovněž zřejmé, že zajištění kvality dat, informací a znalostí představuje významný problém, zatímco znepokojivá absence přenosu poznatků založených na modelech ztěžuje možnost získání správných informací ve správný čas. Sdílení poznatků je samo o sobě na velmi špatné úrovni, stejně jako spolupráce týmů podílejících se na výrobním procesu, ať už se nacházejí kdekoli.

Posun od IT k ICT

Je-li správa dat, znalostí a informací cestou k maximalizaci efektivity a produktivity v rámci výrobního procesu, je také zároveň jasné, že informační technologie (IT) na tento úkol již nestačí. Je proto nutno cíleně přejít k implementaci výkonných informačních a komunikačních technologií (ICT), doplněných o cloudovou správu dat. Tato úroveň digitální transformace – která je v podstatě naplněním příslibu inteligentního sběru a sdílení dat – umožní praktickou realizaci konceptu „chytřejší“ výroby. Restrukturalizace hodnotového řetězce tak, aby se nízké využití strojů stalo minulostí, představuje jednu z klíčových funkcí síťově orientovaného přístupu založeného na cloudových řešeních a ICT řízení.

Aby se inteligentní továrna opravdu mohla stát skutečností, je třeba zajistit ničím nerušenou dostupnost zdrojů. Z toho důvodu je třeba dosáhnout plné integrace stávajících systémů plánování podnikových zdrojů (ERP), systémů řízení životního cyklu produktů (PLM), systémů řízení výroby i dalších typů podnikových provozních systémů se všemi stroji i lidmi v rámci celého výrobního závodu (a případně i mimo něj). Takovéto úrovni integrace se v současnosti v potřebném rozsahu ani neblížíme. Pomocí cloudové správy dat však budeme schopni vybudovat skutečně komplexní celková (end-to-end) řešení zajišťující přesnost, konzistenci a propojení mezi lidmi navzájem, mezi lidmi a stroji i mezi různými stroji. Zkrátka, řešení v oblasti digitální konektivity umožní společnostem zlepšit všechny aspekty komplexních průběžných (end-to-end) výrobních procesů.

Otevřená API rozhraní a integrované senzory

Kromě cloudových systémů bdících nad inteligentní továrnou existují ještě další dva klíčové prvky nutné k zajištění optimální kvality procesu a zpětné vazby. Jedním z nich jsou otevřené API technologie umožňující hladkou vzájemnou komunikaci a interakci různých strojů a systémů. Dalším pak jsou pokročilé senzory a ostatní zařízení pro sběr dat, které je třeba začlenit do každé funkční fáze celého výrobního procesu, jimiž musí každá obráběná součást projít. Pouze díky aplikaci těchto základních nástrojů lze v rámci cloudového řešení využívajícího výrobní prostředí efektivně zajistit optimalizované sledování a řízení aktiv a také všem zainteresovaným stranám umožnit přístup k datům a jejich analýze za účelem sledování výkonnosti a diagnostiky výroby a zároveň i k nepřetržitému zvyšování jakosti všech závodem vyráběných produktů.

Tato uzavřená smyčka výrobních procesních dat zahrnuje CAD konstrukci, plánování procesů a CAM výrobu ve fázi příprav před samotným obráběním, kontrolu výroby v jeho průběhu i posouzení jakosti po dokončení obrábění. Pomocí integrace dat z předvýrobní, výrobní i povýrobní fáze získaných díky zpětné vazbě a řízení procesů musí být konečným výsledkem maximální optimalizace celého výrobního procesu i každé jeho dílčí fáze. Díky průběžné procesní zpětné vazbě a analýze je možné zajistit učení a to na oplátku vede k vyšší efektivitě a v konečném důsledku i k nižším nákladům.

Integrace ICT

Pouze prostřednictvím zavedení integrovaných end-to-end ICT technologií mohou výrobci vytvořit aktivně propojený, spolupracující hodnotový řetězec – v každém jeho dílčím kroku. Z hlediska logistiky aktiv, materiálu či produktů jsou specifickými faktory, které pomáhají tohoto cíle dosáhnout, sledování, správa a autonomní řízení. Výrobní zařízení budoucnosti budou také muset umožňovat produktům přizpůsobená řešení a procesy schopné dosahovat stabilní efektivity bez ohledu na všemožné odchylky ve vlastnostech materiálů a úpravy obráběcích center.

Dalšími faktory, které v budoucnosti ovlivní aplikaci integrovaných, na cloudových řešeních založených výrobních prostředí, jsou také virtuální modelování, prediktivní diagnostika, autonomní řízení jakosti, zpětná vazba a korekce seřízení, vzdálená podpora a diagnostika a efektivní proces učení.

Přínosy tohoto plně integrovaného přístupu k výrobě i to, jak výroba využívající cloudová řešení může pomoci zvýšit kvalitu procesů, jsou dokonale zdokumentovány z hlediska jejich celkového dopadu. Společnost Sandvik Coromant se však zajímá i o to, jak jednotlivé faktory mohou přispět ke zvýšení výkonnosti v určitých konkrétních segmentech celého výrobního procesu.

Jakkoli tedy může docházet ke sběru a sdílení tzv. „velkých dat“ na několika různých výrobních linkách, či dokonce v různých výrobních závodech, je důležité nezapomínat na to, že prakticky stejně významná je i schopnost proniknout do hloubky a získat okamžitý přístup k přesným údajům o konkrétních dílčích problémech, jako je například efektivita určitého stroje nebo opotřebení určitého nástroje. Specialisté společnosti Sandvik Coromant například vytvořili zcela novou metodiku, která díky kombinaci různých zdrojů dat a monitorování v průběhu procesů umožňuje provádět komplexní analýzu, průběžná zlepšení a optimalizaci. Tím pomáhá zamezit působení příliš vysokých řezných sil na nástroj, předcházet poruchám ložisek vřetena v důsledku jeho nadměrného zatížení, vyhnout se poškození nástrojů, dostat pod kontrolu rozměrové a tvarové odchylky obráběných součástí vznikající v důsledku statického průhybu nástroje, prodloužit životnost nástroje při dosažení stejnoměrné kvality povrchu a zároveň průběžně budovat znalosti nutné pro další optimalizaci.

Sběrem dat z několika různých výrobních linek či z různých výrobních závodů je možné získat okamžitý přístup k přesným údajům o konkrétních dílčích problémech, jako je například efektivita určitého stroje nebo opotřebení určitého nástroje.

Internet věcí v průmyslové výrobě

To, co společnost Sandvik Coromant považuje za všelék na výše popsané strasti moderní výroby založený na cloudových řešeních, nazýváme „průmyslový internet věcí“ nebo jen IIoT. V zásadě jde o tři klíčové, vzájemně integrované oblasti podstatné pro jakoukoli inteligentní továrnu budoucnosti: výpočty na úrovni zařízení, výpočty na úrovni továrny a cloudové výpočty.

Zaměříme-li se na ně podrobněji, výpočty na úrovni zařízení zahrnují zpracování digitálních signálů, komunikační rozhraní, konektivitu v rámci dílen, lokální sítě, vzdálenou aktualizaci a konfiguraci, analýzu frekventovaných dat (hot data) a propojení s nástroji a/nebo stroji. Podle stejné logiky zahrnují výpočty na úrovni továrny rovněž zpracování digitálních signálů i vzdálenou aktualizaci a konfiguraci, ale patří sem také analýza méně frekventovaných dat (semi-hot data) a propojení s cloudovým prostředím. A konečně, cloudové výpočty pokrývají mezicloudovou integraci, dohled nad dílenským provozem, cloudovou konektivitu, bezpečnost a analýzu procesů před a po vlastním obrábění.

Přínosy tohoto plně integrovaného přístupu k výrobě vidí Sandvik Coromant hlavně v tom, jak výroba využívající cloudová řešení může pomoci zvýšit kvalitu procesů a jak jednotlivé faktory mohou přispět ke zvýšení výkonnosti v určitých konkrétních segmentech celého výrobního procesu.

Závěr

Cesta k výrobě založené na cloudových technologiích a přijetí nepochybně účinných a vhodných postupů sloužících k digitálnímu dohledu nad procesy, na jejich analýze a zpětné vazbě s sebou nevyhnutelně přináší jasně definovatelné problémy. Avšak přístup výrobního odvětví se po celém světě mění a naprosto jistě kráčí správným směrem.

Konečným výsledkem efektivnější správy informací, znalostí a dat v rámci plánování procesů, během obrábění či hodnocení kvality pak bude výrobní proces optimalizovaný do té míry, že namísto jejich zvyšování se budou náklady v rámci celého výrobního závodu naopak snižovat. Prospěch z toho získají i zákazníci, kteří budou moci odebírat součásti a výrobky, u nichž si budou moci být jisti, že byly vyrobeny se špičkovou přesností a efektivitou. Tato jistota nabývá stále více na významu v mnoha odvětvích, v neposlední řadě například ve vysoce náročné letecké výrobě, kde kvalita, spolehlivost, sledovatelnost a rychlost dodání představují naprostou nezbytnost.

Digitalizace prostřednictvím IIoT umožní propojení virtuálních i reálných obráběcích procesů způsobem, jaký zatím nikdy nebyl možný, přičemž hranice mezi nimi postupně zcela zmizí.

Sandvik Coromant

nikki.stokes@sandvik.com

nevena.rasic@publitek.com

www.sandvik.coromant.com/cz

Reklama
Firmy
Související články
Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Související články
Technická řešení zítřka se rodí v týmu

Díky simultánnímu inženýrství mohou společnosti ve strategickém partnerství se zákazníkem vytvářet a realizovat systémy průmyslové automatizace, které optimálně splňují nejrůznější požadavky.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Přeceňujeme, nebo nedoceňujeme automatizaci?

Ať už se jedná o jakýkoli proces ve firmě nebo provozovně, má se často za to, že automatizace je tím zázračným nástrojem, který přinese efektivitu do jakékoli činnosti a jistě zajistí prosperitu a rozvoj firmy. Ano i ne, automatizace má své zastánce, ale i odpůrce, a argumenty obou táborů jsou podnětné.

Automatizace masové výroby vs. 3D tisk

Automatizace ve velkých společnostech je již dlouho běžnou praxí. V posledních letech se však setkáváme s poptávkou po automatizaci i v případech malosériové výroby a u dodavatelů s kusovou výrobou. Mnohdy jde o produkty s vysokou přidanou hodnotou, ať už to jsou výrobky pro automobilový průmysl, nebo pro maloodběratele.

Automatizace v malých a velkých firmách

Automatizace přináší velké výzvy a příležitosti, ale má i svá úskalí. Jedním z nich je otázka návratnosti investic. Velké a globální společnosti mají v tomto ohledu vždy velkou výhodu oproti malým, lokálním firmám. I menší firmy však mají šanci uspět.

Automatizace výroby a kontrola kvality

Stejně jako rostou požadavky na přesnější a efektivnější výrobní procesy, rostou velmi výrazně i požadavky na kvalitu produktu. Kvalita produktu je sledována již od prvopočátku, kdy je za každý vstupní komponent zodpovědný výrobce a dodavatel.

Vzdělávání a rozvoj v provozech s automatizací

Moderní technologie s sebou přinášejí nejen vyšší stupeň automatizace, ale i velkou míru zodpovědnosti v oblasti obsluhy těchto technologií a obecně v oblasti spolupráce mezi lidskou obsluhou a strojem. I když jsou moderní technologie na vysoké automatizované úrovní a např. koboty se dnes vyrábějí s cílem až osmiletého bezúdržbového provozu, je velmi důležité mít na paměti, že i ta nejlepší technologie na světě stále vyžaduje lidský faktor. Další díl seriálu Fenomén automatizace pojednává o přístupu ke vzdělávání a rozvoji zaměstnanců.

Velké výzvy pro malé společnosti

Automatizace je fenomén, který je výsledkem přirozené lidské touhy posouvat technologický pokrok kupředu ve snaze ulehčit si vlastní život. Byť je automatizace skloňována v mnoha odvětvích, je stále v počátcích svého vývoje. To, co určuje stupeň technologické evoluce, je náročnost člověka jako uživatele a zákazníka. Automatizovat se dá prakticky jakýkoli proces. Například i koupě chytrého telefonu je ve své podstatě automatizace určitého procesu. Chytrý telefon dokáže nahradit běžný telefon, diář, hudební přehrávač a mnoho dalších aplikací. To vše lze nosit v jedné malé krabičce, která se vejde do kapsy.

Automatizace je neskutečný fenomén

Když se na nás František Zimmermann poprvé obrátil jako věrný čtenář, myslela jsem, že jde jen o milou pochvalu a zpětnou vazbu, která vždy potěší a kterých si velmi vážíme. V naší vzájemné komunikaci však byla schovaná také nabídka na pomoc se zpracováním aktuálních témat z naší branže. Poté, co jsem pana Františka vyzpovídala, vyšlo najevo, že má opravdu bohaté zkušenosti nejen v oblasti vývoje, zavádění automatizace a robotizace, ale také s vedením týmů operátorů i vývojových pracovníků. V průběhu roku se s vámi, čtenáři, bude dělit o vlastní zkušenosti formou desetidílného seriálu o různých aspektech zavádění automatizace. Prosím, seznamte se s Františkem Zimmermannem.

Jak se zrodil systém pro monitoring výroby

Jiří Rozvařil spoluzakládal v roce 1996 v Kolíně tiskárnu Colognia press, ze které se po 20 letech stala firma se 100 zaměstnanci a obratem kolem 300 mil. ročně. Její vývoj byl téměř čítankový od garážového podnikání přes pokusy a omyly až ke stavbě nové haly a koupi špičkově fungujících tiskových strojů, díky kterým patří dnes tiskárna etiket k lídrům na českém trhu.

Urychlete svoji digitální transformaci

Jak může strategie digitální transformace, jejíž součástí je přechod na moderní distribuovaný řídicí systém, pomoci výrobcům dosáhnout vyšší produktivity, ziskovosti a snížit rizika? To se dozvíte, pokud se začtete do následujících řádek.

IoT na infrastruktuře elektrických rozvodů

Průmysl v současné době čelí potřebě transformovat lidskou činnost na činnost tvořivou a fyzicky náročnou rutinní práci na stroje a systémy. Jeho vyšší forma, inteligentní průmysl, pak předpokládá zjednodušené rozhraní mezi zákazníkem, výrobcem, dodavatelem a současně dává předpoklady tvorby komfortních pracovních podmínek.

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