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
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
Závěrečné oponentní řízení CK-SVT

V dubnu 2012 byl na půdě Fakulty strojní ČVUT v Praze oficiálně zahájen osmi letý projekt Centrum kompetence - Strojírenská výrobní technika v rámci dotačního programu Technologické agentury ČR. Projekt byl úspěšně ukončen ke konci roku 2019 a v červnu 2020 proběhlo Závěrečné oponentní řízení ve firmě TOS Varnsdorf, jednoho ze spoluřešitelů.

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.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Co naznačila největší továrna na světě

Záruka dobrých obchodů, výkladní skříň pro mezinárodní trh, ukázka budoucnosti ve strojírenství – tak hodnotí vystavovatelé veletrh EMO Hannover 2017. Pod heslem Connecting systems for intelligent production představilo své novinky více než 2 200 vystavovatelů z 43 zemí. Tematické těžiště spočívalo v digitalizaci a propojení výrobních procesů. V centru pozornosti byly především výrobní postupy, stroje a zařízení pro zpracování a opracování kovů.

Hlavní trendy EMO Hannover 2017 očima výzkumníků

Hannoverský veletrh EMO je právem považován za výkladní skříň toho nejlepšího, co inovační týmy světových leaderů i jejich následovníků navrhli a v prototypech či již sériově nabízejí. Sektor výrobních strojů bývá na špici technického pokroku v oblasti strojírenství a udává směr dalším oborům, které jej následují. U nás má velkou tradici a není proto s podivem, že letos do Hannoveru zavítalo na 2 200 českých návštěvníků.

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.

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.

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