Maszyny, które same się diagnozują i z wyprzedzeniem zgłaszają konieczność naprawy, fabryki, w których wszystkie elementy pracują w jednej sieci i komunikują się bez udziału człowieka. To nie wycinek scenariusza z filmu sci-fi, to rewolucja przemysłowa, która odbywa się na naszych oczach.
O tym, jak największe zakłady produkcyjne zmieniają się dzisiaj w inteligentne fabryki, rozmawiamy z Hubertem Kowalczykiem, managerem produktu e-prowadniki igus Polska, pioniera w branży systemów przemysłowych motion plastics.
Jesteśmy po trzeciej rewolucji przemysłowej związanej z automatyzacją procesów produkcyjnych. Obecnie trwa kolejna rewolucja określana jako Przemysł 4.0. Od kiedy to się dzieje? W jaki sposób zmienia to działanie zakładów produkcyjnych?
Hubert Kowalczyk: Rewolucja 4.0 to proces, który zaczął się około dekady temu, ale to w ostatnich latach coraz chętniej do rozmów na ten temat siadają najwięksi producenci, którzy rozważają wdrażanie nowoczesnych rozwiązań w swoich urządzeniach. Wiele firm produkcyjnych posiada z roku na rok coraz większe budżety na wdrożenie 4.0, poszukują więc dostawców, którzy mają już gotowe rozwiązania, pozwalające na sprawdzenie w konkretnych warunkach danego zakładu, jaki wpływ na ich produktywność i koszty ma Przemysł 4.0.
Ideą Automatyzacji 4.0 jest wykorzystywanie potencjału wynikającego z coraz większej ilości danych generowanych przez maszyny przemysłowe. W tej chwili wszystkie te dane są wykorzystywane na potrzebny poszczególnych urządzeń, a chodzi o to, by wykorzystać je do wzajemnej komunikacji. Jest to więc rewolucja w formie komunikacji, którą znamy z innych obszarów pod nazwą Internet Rzeczy oraz z prac nad Sztuczna Inteligencja i rozwojem Machine learningu. Żeby było nam łatwiej to zrozumieć, możemy zamiast inteligentnej fabryki wyobrazić sobie inteligentny dom z konkretną liczbą obiektów, które mogą się ze sobą komunikować. Podobnie jak w domu pralka może skomunikować się np. z systemem wentylacji i uruchomić go np. że w pomieszczeniu pojawiło się dużo pary, tak w fabrykach może to być komunikacja obrabiarki z robotem wieloosiowym połączonymi w jednym systemie.
Po co producentom takie wynalazki?
Hubert Kowalczyk: Przede wszystkim chodzi o konkurencyjność, która wynika z optymalizacji produkcji i zmniejszenia kosztów związanych z awariami maszyn, przestojami czy utrzymywaniem działów generujących niepotrzebne koszty. Przykładowo, w przemyśle motoryzacyjnym godzina przestoju wyceniana jest często na 50 tys. euro. Zastosowanie rozwiązań z przemysłu 4.0 pozwala więc przede wszystkim zaoszczędzić pieniądze. Załóżmy, że jedna z maszyn na linii produkcyjnej psuje się. Najpierw ktoś musi zauważyć awarię i znaleźć konkretne miejsce, które się zepsuło. Czasem zajmuje to nawet kilka godzin, ponieważ firmy zatrudniają coraz mniej pracowników. Następnie trzeba zdiagnozować problem, zamówić części, poczekać na ich dostawę i znowu zrobić przestój na naprawę. Dlatego tak ważna i kosztowna jest wiedza o aktualnym stanie technicznym każdej z maszyn produkcyjnych. Kiedy wiemy dokładnie, jaka jest żywotność naszych podzespołów, możemy zminimalizować ilość i długość przestojów a także koszty napraw maszyn. Dziś producenci nierzadko wymieniają sprawne jeszcze elementy prewencyjnie – „na wszelki wypadek”. Inwestując w systemy monitorujące zużycie wymieniają je dokładnie wtedy, kiedy trzeba, bez ryzyka, że coś uszkodzi się między zaplanowanymi przestojami.
Czyli można powiedzieć, że przewidujecie przyszłość konkretnych maszyn?
Huber Kowalczyk: Można, choć nie jest to zaglądanie w „szklaną kulę” a raczej złożony i skomplikowany proces. Wszystko odbywa się dzięki czujnikom zainstalowanym w urządzeniach. Prowadniki kablowe oraz przewody są w stanie wysłać do nas informację o swoim zużyciu, problem głównie dotyczy tych ruchomych, ponieważ wszędzie tam, gdzie występuje tarcie, następuje też (mierzalny) ubytek materiału. Dodatkowo, informacje te można zbierać i analizować, a przez to uczyć się jak dany element zużywa się w konkretnych warunkach, by móc określić dokładnie, kiedy się zepsuje. Potrafimy to już dzisiaj zrobić.
Jak więc dokładnie sprawdzić, kiedy dana maszyna się zepsuje?
Hubert Kowalczyk: W przypadku przewodów jest to pomiar rezystancji, która zmienia się wraz ze zmianą stopnia zużycia przewodu. Przewód posiada dodatkowe żyły kontrolne, które mają mniejszą odporność mechaniczną i ich zmiana rezystancji daje nam informację o zużyciu. Możemy też sprawdzać czy w danym przewodzie nie następuje utrata w transmisji danych np. w przewodach BUS-owych – sprawdzamy, ile pakietów danych mamy na wejściu i wyjściu przewodu. Jeśli nie jest to taka sama wartość, może to być oznaką uszkodzenia.
W igus dane o żywotności oraz wpływie warunków na pracę komponentów wynikają z wieloletnich badań w laboratorium testowym. Dzięki danym generowanym przez inteligentne komponenty możemy porównywać wyniki uzyskane w warunkach laboratoryjnych z rzeczywistością w bardzo konkretnej branży, czy nawet pojedynczym zakładzie. Dzięki temu można jeszcze trafniej przewidywać żywotność czy ewentualne awarie. Wiemy precyzyjnie, kiedy maszyna będzie miała uszkodzenie, kiedy będzie zapotrzebowanie, wiemy, więc kiedy należy wyprodukować daną część i kiedy ją dostarczyć do maszyny.
Czyli proces dostaw również można usprawnić?
Hubert Kowalczyk: W większości firm łańcuch dostaw generuje olbrzymie koszty związane z nieterminową dostawą albo pomyłką. Utrzymanie działu dostaw również generuje olbrzymie koszty. Wiele z tych procesów można wyeliminować i usprawnić, zautomatyzować, tak, by była ciągła komunikacja między maszyną w zakładzie, a działem produkcji u dostawcy. Dzięki temu uzyskujemy kompletny system „Just In Time”.
Jakie są największe trudności we wdrażaniu takich rozwiązań?
Hubert Kowalczyk: To trudność, która dotyczy całego przemysłu, ponieważ każda firma ma inną infrastrukturę, w oparciu o którą funkcjonuje. Potrzebne jest ujednolicenie standardów. Przykładowo, rozpoczęliśmy ten proces poprzez współpracę z dużymi producentami, jak Siemens, którego oprogramowanie pozwala na dodanie modułów od igus. Jesteśmy gotowi na to, by razem z nimi wyznaczyć takie standardy, widzimy potrzebę na rynku i widzimy, że to się opłaca wszystkim. Musimy tylko współpracować i grać do jednej bramki. Stworzyć jeden wiodący system, jedną sieć. W ten sposób możemy wyznaczyć trend w biznesie.
Zastosowanie takich rozwiązań z pewnością daje ogromną przewagę na rynku…
Tak. Każda rewolucja daje niesamowitą przewagę rynkową. Ta firma, która nie zrobi tego we właściwym czasie, wypada z gry. Duża część rynku nie jest jednak gotowa na to, by wejść w 4.0. Wiele firm sprawdza możliwości stopniowo, ucząc się najpierw jednego procesu czy pojedynczej linii produkcyjnej.
Wyobraźmy sobie świat przemysłowy po tej rewolucji. Co dalej?
To bardzo trudne pytanie. Niektórzy klienci jeszcze nie w pełni są w trzeciej rewolucji, a co dopiero mówić o piątej. Choć już niektórzy się śmieją, że jest Transport 10.0, czy Logistyka 8.0… Ale tak poważnie, to myślę, że tym, co zupełnie zmieni przemysł będzie rozwój sztucznej inteligencji. Zmieni się wszystko, ponieważ to będzie wykładniczy przyrost wiedzy i to w bardzo krótkim czasie. Nie wiadomo jeszcze co to przyniesie – czy zagładę, czy rozwój?
Źródło: igus
