Automatizácia vo výrobe: ako ju navrhnúť so zreteľom na efektivitu a návratnosť investícií

Technológia nám otvorila nové obzory: s automatizáciou je teraz možné dosiahnuť oveľa viac v porovnaní so situáciou pred 20 rokmi.

Kvalifikovaná pracovná sila je hlavnou výzvou, ktorej dnes priemyselní výrobcovia čelia. Je to zároveň aj faktor, ktorý je hnacou silou automatizácie. Potrebujeme šikovných ľudí, ktorí dokážu programovať automatizované riešenia. Programátori musia byť schopní programovať AI a rozumieť rôznym technológiám, vývoju a výrobe produktov. Dá sa teda povedať, že výroba je čoraz zložitejšia.

Ďalšou výzvou je rýchle tempo, akým sa technológia vyvíja. Akýkoľvek smer, ktorým sa dnes rozhodneme vydať, nemusí fungovať o desať rokov, preto je dôležitá flexibilita a perspektíva.

Väčšina výrobných spoločností stále pracuje veľmi izolovane. To vedie k tomu, že sa výrobní inžinieri zameriavajú výlučne na výrobu a oddelenie výskumu a vývoja sa zameriava na navrhovanie najlepšieho produktu pre zákazníka. Je však dobré mať na pamäti, že najlepší produkt pre zákazníka je v skutočnosti ten, ktorý sa najjednoduchšie zostavuje.

Aby sa teda náklady na automatizáciu znížili, je dôležité, aby procesní inžinieri a oddelenie výskumu a vývoja začali spolupracovať oveľa skôr. Ak to chceme uľahčiť, aj firemná kultúra sa musí posunúť smerom k tomu, aby sa myslenie nezameriavalo len na dizajn, ale aj na to, aby bol dizajn praktický na zostavenie.

Ďalším problémom, ktorému výrobcovia čelia, je, že mnohé montážne linky nemajú dostatok miesta pre automatizované stanice. Tradičný spôsob montáže vozidla je napríklad taký, že najprv začnete s karosériou a potom sa presuniete do auta, čo nie je z hľadiska automatizácie praktické. Tu prichádza na scénu takzvaný unboxed manufacturing. Nové technológie nám umožňujú vyrábať novým spôsobom, napríklad tlkové liatie hliníka na veľkých komponentoch (gigacasting), kde môžete vyrábať veľké hliníkové diely a jednoducho ich zostaviť, pričom sa vyhnete prekážkam, ako je vstup do auta.

Pointa je, že nakoniec lineárna výroba dosiahne bod, kedy už nemôže byť efektívnejšia, než je. Výrobcovia, ktorí si chcú zachovať svoju konkurenčnú výhodu, preto budú musieť prehodnotiť svoje montážne procesy. A to sa netýka len výrobcov: dodávatelia sa tiež budú musieť uistiť, že môžu poskytnúť správne komponenty a správne materiály. Automatizácia je výzvou pre celý systém a vyžaduje, aby všetky časti reťazca spolupracovali.

Napriek tejto výzve je potrebné správnou automatizáciou ušetriť veľa peňazí. V tejto súvislosti je kľúčom k dosiahnutiu vašej cieľovej návratnosti investícií jednoduchosť.

Výrobcovia si často myslia, že musia ísť naplno, automatizovať buď na 100 %, alebo vôbec. Avšak pre spoločnosti, ktoré práve začínajú svoju cestu automatizácie, môže byť jednoduchšie a stále užitočné začať automatizáciou len niektorých častí celkovej výroby.

Podobne ako v oblasti dizajnu, jednoduchosť vždy vyzerá jednoduchšie, keď sa pozriete na konečný výsledok – ale kúzlo spočíva v tom, ako to dosiahnuť. Dizajnéri a inžinieri by mali spolupracovať na dosiahnutí jednoduchého a efektívneho procesu, pretože to bude zároveň proces udržateľný, ktorý ušetrí najviac peňazí.

Dobrým príkladom je obalový priemysel. Aby sa dosiahla vysoká účinnosť a vysoká úroveň automatizácie typická pre toto odvetvie, často sa stáva, že sa využíva rovnaký výrobca baliaceho stroja a dizajnér obalov. Buď firma vyrábajúca baliace stroje navrhne obal tak, aby vyhovoval stroju, alebo dizajnér obalov vyrobí aj stroje na ich balenie. Je to dôkazom toho, že jediným spôsobom na dosiahnutie vysokej úrovne automatizácie, je, aby výroba a dizajn fungovali vo veľmi úzkej spolupráci. Stroj a produkt musia spolu splynúť a byť jedným.

V spoločnosti Atlas Copco sa naša filozofia automatizácie nazýva „nail it and scale it“. Asi pred tromi rokmi sme sa začali skutočne oveľa viac zameriavať na to, ako by sa dal proces uťahovania veľmi efektívne automatizovať. Aby sa nám to podarilo, vytvorili sme vlastný tím s nie tak typickým nastavením z hľadiska výskumu a vývoja. Kľúčom je byť blízko k trhu a blízko k zákazníkovi, skutočne pochopiť jeho potreby a na tomto mieste začať s digitálnymi simuláciami. Digitálne dvojčatá pomáhajú vyvíjať veľmi skoré koncepty a zisťujú, kde sa už dá optimalizácia vykonať spolu so zákazníkmi a všetkými zainteresovanými stranami. Potom môžeme identifikovať kritické komponenty a s istotou prejsť k fyzickému prototypovaniu.

Toto je pre nás vždy východiskový bod ešte predtým, ako vôbec začneme s vývojom. Vždy by sme mali mať za cieľ škálovateľnosť, aby sme zákazníkovi nakoniec dodali skutočne osvedčené riešenie.

Digitálne dvojčatá sú kľúčovým zdrojom pre proces navrhovania. S dobrým digitálnym dvojčaťom môžete skutočne pochopiť, čo sa deje. Môžete zmeniť veci, vyskúšať veci vo virtuálnom prostredí a pochopiť skutočné dôsledky a jednoducho ich oznámiť všetkým relevantným zainteresovaným stranám.