Automatizace ve výrobě: Jak vytvořit návrh, který přinese efektivitu a návratnost investic

Technologie nám otevřela nové obzory: nyní lze díky automatizaci zvládat o tolik více v porovnání s dobou před 20 lety.

Kvalifikovaná pracovní síla je hlavní výzvou, které dnes průmysloví výrobci čelí – a to také pohání automatizaci. Potřebujeme kvalifikované lidi, kteří umějí naprogramovat automatizovaná řešení. Programátoři musí být schopni programovat umělou inteligenci a musí rozumět různým technologiím, vývoji produktů a výrobě. Můžeme tedy klidně říci, že výroba je stále složitější.

Další výzvou je rychlé tempo, kterým se technologie vyvíjí. Jakýkoli směr, pro který se dnes rozhodneme, nemusí být už za deset let aktuální – důležitá je tedy flexibilita a perspektiva.

Většina výrobních společností je stále do značné míry plná oddělených sekcí a datových zdrojů. To vede k tomu, že výrobní inženýři se zaměřují pouze na výrobu, a oddělení výzkumu a vývoje se věnuje navrhování nejlepšího produktu pro zákazníka. Je však dobré mít na paměti, že nejlepší produkt pro zákazníka je ve skutečnosti ten, který lze smontovat nejjednodušším způsobem.

Mají-li se náklady na automatizaci udržet na nízké úrovni, je zásadní, aby procesní inženýři a oddělení výzkumu a vývoje začali spolupracovat mnohem dříve. Za tím účelem se musí změnit i podniková kultura a začít přemýšlet nejen o designu, ale také o tom, jak vytvořit návrh praktický pro následnou montáž.

Výrobci stojí i před dalším problémem – mnoho montážních linek nemá dostatek prostoru pro automatizované stanice. Tradiční způsob montáže osobního vozu například spočívá v tom, že nejprve začnete s karoserií a pak přejdete dovnitř vozu, což pro účely automatizace není praktické. Právě zde přichází ke slovu rozbalená výroba („unboxed manufaturing“). Nové technologie nám umožňují vyrábět novým způsobem, například s využitím gigacastingu, kde můžete vyrábět velké hliníkové díly a snadno smontovat dílčí sestavy. Takto se vyhnete překážkám, jako je přesun dovnitř vozu.

Hlavní je, že nakonec lineární výroba dosáhne bodu, kdy už prostě nemůže být efektivnější. Výrobci, kteří si chtějí udržet konkurenční výhodu, budou muset přehodnotit své montážní procesy. A to se netýká jen výrobců: i dodavatelé budou muset zajistit, že budou schopni poskytnout správné součásti a správné materiály. Automatizace je výzvou pro celý systém a vyžaduje, aby všechny části řetězce spolupracovaly.

Navzdory výzvám lze ušetřit spoustu peněz, pokud se automatizace provede správně. Zde platí, že jednoduchost je klíčem k dosažení cílové návratnosti investic.

Výrobci si často myslí, že musí vsadit všechno na jednu kartu – automatizovat buď 100 %, nebo nic. Pro společnosti, které se právě vydávají na cestu automatizace, však může být snazší a přesto přínosné začít automatizací jen některých částí celého provozu.

Při navrhování velmi často platí, že jednoduchost při pohledu na konečný výsledek vypadá ještě jednodušší – ale kouzlo spočívá v tom, jak té jednoduchosti dosáhnout. Návrháři a konstruktéři by měli spolupracovat na dosažení jednoduchého a štíhlého procesu, protože ten bude i udržitelný a ušetří nejvíce peněz.

Dobrým příkladem je obalový průmysl. Často se stává, že v rámci dosažení vysoké efektivity a vysoké úrovně automatizace, které jsou pro toto odvětví typické, je výrobce balicích strojů současně i designérem obalů. Buď společnost vyrábějící balicí stroje navrhuje obaly tak, aby vyhovovaly stroji, nebo designér obalů rovněž vyrábí stroje pro své obaly. Z toho vyplývá, že jediný způsob, jak dosáhnout tak vysoké úrovně automatizace, je fungování výroby a tvorby návrhů ve velmi těsné smyčce. Stroj a produkt musí být vzájemně spojeny v jedno.

Filozofie automatizace u nás ve společnosti Atlas Copco se nazývá „nail it and scale it“ (udělejte to přesně a ve velkém). Přibližně před třemi lety jsme začali skutečně cíleně zjišťovat, jak lze proces utahování velmi efektivně automatizovat. Abychom toho dosáhli, vytvořili jsme vlastní tým s celkem neobvyklým nastavením výzkumu a vývoje. Klíčem je být blízko trhu a blízko k zákazníkům, opravdu pochopit jejich potřeby a začít odtud digitálními simulacemi. Digitální dvojčata pomáhají s počátečními koncepty a umožňují zjistit, kde lze optimalizaci již provést společně se zákazníky a všemi zainteresovanými stranami. Poté můžeme identifikovat kritické součásti a sebevědomě přejít k fyzickému prototypování.

To je pro nás vždy výchozí bod, ještě než začneme s vývojem. Cílem by pokaždé měla být škálovatelnost, aby zákazníci nakonec získali skutečně ověřené řešení.

Digitální dvojčata jsou klíčovým zdrojem procesu návrhu. Pomocí kvalitního digitálního dvojčete můžete opravdu pochopit, co se děje. Můžete různě přesouvat věci, testovat je ve virtuálním prostředí, porozumět skutečným následkům a snadno je sdělit všem dotčeným zainteresovaným stranám.