Průmysl 4.0 je buzzword zaznívající již několik let prakticky na všech konferencích, které se věnují nejen průmyslu nebo logistice, ale také školství či budoucnosti práce. Čtvrtá průmyslová revoluce představuje fenomén, který je v našich firmách (a životech) už jistým způsobem obsažen, ale zároveň se nacházíme většinou na hony tomu, jaká bude nebo může být budoucnost.
Kompletní digitální propojení strojů, komponent, infrastruktury továrny, logistiky či dopravy, a nakonec i lidí je v českých i zahraničních podmínkách vidět opravdu jen zcela výjimečně. Termín Průmysl 4.0 je tak aktuálně spíše výzvou, metou či vyjádřením tranzitního vztahu od současných podmínek ke stavu s vyšší úrovní efektivity, akceschopnosti a konektivity.
Není náhodou, že koncept Průmysl 4.0 (Industrie 4.0) byl představen v německém Hannoveru. Zde se totiž každoročně odehrává zásadní veletrh pro průmyslovou technologii, který má výraznou složku zaměřenou na digitální továrny. Stalo se tak v roce 2013, ale na základních vizích se pracovalo už dva tři roky předtím. Podobné úvahy o chytrých továrnách se objevily samozřejmě i jinde po světě včetně USA. V Evropě se však nejvíce zažil právě výraz Průmysl 4.0.
DLOUHÁ CESTA VIZIONÁŘŮ
Od určité vize k jejímu naplnění bývá zpravidla dlouhá a obtížná cesta. O Průmyslu 4.0 to platí také. V českých podmínkách patrně nenajdeme továrnu, která by byla kompletně stavěna v souladu s principy Průmyslu 4.0. Protože v USA nebo v západní Evropě takové provozy fungují (především v automobilovém průmyslu), ale rovněž sklady (e-commerce, retail), lze hlavní důvod spatřovat v tom, že ČR není zahraničními investory považována za hi-tech zemi a stále sem jdou spíše projekty sázející na nižší cenu práce.
Nicméně řada společností k fenoménu Průmyslu 4.0 nepřistupuje jen jako marketingovému pozlátku, které se dobře vyjímá v prezentacích a tiskových zprávách. Snaží se zavádět některé technologie a postupy a někdy se jedná o dost velké projekty. Tahounem jsou samozřejmě automobilky, které mají dnes běžně nasazené roboty pro nejrůznější typy aplikací. Roboty přitom nefungují jen individuálně, ale jsou součástí hlubšího výrobního ekosystému celé továrny. Jen takto nastavená výroba pak může mít plánovaná natolik detailně, že výrobní takt lze určit na jednotky sekund. V automotive jsou dále vidět důmyslné skladové systémy, kde roboty umějí samy depaletizovat, zaskladnit na příslušné místo, vychystat komponenty na sekvenční vozík, autonomně přepravit k výrobní lince a zde zanechat na lokaci nejpříhodnější pro zástavbu do vozidla příslušné specifikace.
Dalším příkladem Průmyslu 4.0 jsou systémy pro condition monitoring výrobních zařízení a prediktivní či proaktivní údržbu. Ve výrobách, kde podobný systém pilotně nastavili, většinou zjistili, že návratnost bývá velmi rychlá. Odstavení klíčových výrobních zařízení vlivem poškození například vřeten, šroubovic či motorů přináší velké náklady. Prediktivní nástroje dokážou spolehlivě odhalit počínající nestandardní chování a v některých případech i automaticky objednat příslušný díl, případně zásah externího nebo interního servisu. Navíc často je větší a nákladnější porucha spojená s odstávkou daná sérií malých poškození (například těsnění), jejichž výměna představuje minimální náklad a energii. Je-li stroj monitorován, takové problémy lze vyčíst z drobných odchylek od parametrů standardního provozu.
Podobně jako Průmysl 4.0 je konceptem, který uceleně pokrývá fungování továrny nebo dodavatelského řetězce, potom i prediktivní údržba by do budoucnosti měla být vztažena na celý provoz nebo linku. Stroj by pak sám na bázi pokročilých algoritmů nebo strojového učení vyhodnotil, že může dojít k problému, a uzpůsobil tomu výkon linky nebo celé továrny.
DATOVÉ PALIVO
Překážkou pro Průmysl 4.0 v českých podnicích často nemusí být potřeba velikých investic. Bloky někdy tkví pouze v lidských hlavách, častěji však v absenci systémů, na které lze navázat. Pokud firma nemá důkladně zmapován materiál, jenž přichází a odchází ze skladu nebo nedokáže datově postihnout mezioperační toky, potom nemá hlavní „palivo“ pro Průmysl 4.0, totiž data. V případě skladových a logistických operací se dá stavět alespoň na systému snímání čárových kódů, kdy lze zavést pokročilejší značení (například RFID). U prediktivní údržby se samozřejmě nelze obejít bez nasazení senzorů a softwaru vyhodnocujícího naměřené hodnoty.
Charakteristickým znakem nástupu čtvrté průmyslové revoluce je rychlost změn. Protože postoj k Průmyslu 4.0 se v mnoha firmách zdá být vztahem velmi nesmělého oťukávání, budoucnost může pro tyto firmy rychle skončit. „Stačí“, když se v nějakém konsolidovaném odvětví objeví větší dravec, který dokáže rychle investovat, digitalizovat výroby a zásadně tak snížit produkční náklady, čímž nechá konkurenci daleko za svými zády.
využití parní a vodní energie, nasazení mechanizace, vysoký podíl ruční práce
využití elektřiny, pokročilé montážní linky, masová produkce (Ford, Toyota), manuální práce v minimalizovaných a opakovaných dávkách
nástup počítačů, algoritmizace, nasazování automatů do výroby, nahrazování repetitivních manuálních úkonů roboty
digitalizace výrobních procesů, konektivita napříč dodavatelským řetězcem, kyberneticko-fyzikální systémy, plné nasazení robotů a jejich interakce, decentralizované vykonávání pracovníků úkonů (komunikace mezi materiálem a stroji), digitální dvojče
očekává se příchod nových materiálů a zásadní pokroky v materiálovém inženýrství, masivní využití 3D tisku, propojení schopností stroje a člověka, kobotizace, kvantové počítače
Josef Kubr
