Automatizace jako předpoklad přežití ve výrobních odvětvích

Od MES systémů k robotům

Abychom pochopili dnešní volání po automatizaci, musíme si nejdříve vysvětlit, co je její hlavní motivací v českých výrobních společnostech. Typický český výrobce se nezaměřuje na jeden typ výroby, ale obvykle provozuje mix zakázkové a sériové výroby. Takováto firma je pod nesmírným tlakem trhu, který chce vyšší kvalitu, nižší cenu a vyšší flexibilitu. Zatímco zbytečných nákladů se podniky zbavily již po krizi v roce 2009 a vysoká kvalita je dnes pokládána za samozřejmost, úzkým místem je flexibilita, především pak schopnost rychle reagovat na měnící se požadavky zákazníků. Proto se snaží optimalizovat detailní řízení výroby i samotné výrobní procesy.

Jsme tak svědky stále častější integrace technologií pro řízení výrobní linky, tzv. systémů MES. Ty např. umožňují snímat počty vyrobených kusů, stavy jednotlivých veličin strojů, predikovat údržbu a přímo řídit stroje na dílnách. Dnes je důležité s pomocí dat ze strojů vědět, v jakém stavu je např. výrobní dávka umožňující přesnější plánování, optimálnější seřizování strojů a v konečném důsledku snížení prostojů a zvýšení vytíženosti jednotlivých strojů (OEE), které je dnes jedním z nejvíce sledovaných ukazatelů. Automatizuje se distribuce výrobních příkazů, odvádění práce, údržba zařízení atd.

Jakmile se daří vyřešit rezervy ve výrobních procesech, slabším místem ve výrobě se najednou stávají dílčí opakované, rutinní, často manuální procesy, které jsou z principu pomalé, nepřesné a často se odehrávají v nezdravých prostředích a tehdy nastupuje téma robotiky. Nasazování MES systémů je u nás v plném proudu a rychlost zavádění robotů do výroby se mu brzy vyrovná. Času není nazbyt – podle organizace IFR bylo ke konci roku 2015 v České republice přes 3200 víceúčelových průmyslových robotů (nejvíce ve střední a východní Evropě) s meziročním nárůstem přesahujícím 40 %.

Obavy z robotiky

Přes tento rychlý rozvoj ale stále zaostáváme za vyspělými zeměmi, nejenže za zřejmě nedostižným Německem, ale také za srovnatelnými zeměmi jako Rakousko, Belgie, Holandsko, Švédsko či Dánsko. Jedním z důvodů jsou předsudky či obavy českých podniků ze zavádění robotů do výroby. Ty hlavní jsou:

• Roboty ničí pracovní místa. Jeden z nejvíce frekventovaných a zároveň chybných argumentů. Například dánská Trelleborg Sealing Solutions, strojírenská společnost o 350 zaměstnancích a jeden ze zákazníků Universal Robots, odstranila nasazením kolaborativních robotů slabé místo ve výrobě, tím pádem byl schopen realizovat více objednávek, lépe využil schopnosti a kapacity stávajících operátorů a přijal 50 nových pracovníků.

• Je nebezpečné pracovat v robotických provozech. Vyplývá často ze zastaralých představ o robotech v těžkých provozech. Dnešní odlehčení kolaborativní roboty (koboty) jsou zcela bezpeční a jejich pracovní bezpečnost zaručují certifikace od agentur typu TÜV.

• Robotické systémy nejsou flexibilní. Opět výsledek představ o těžkých, jednoúčelových a napevno připojených robotech. Dnešní robotická ramena lze velmi snadno přemisťovat, přeprogramovat a díky vyměnitelným koncovým nástrojům (end effectors) využívat ke stále většímu množství činností.

• Roboty nejsou vhodní pro naše odvětví. Naopak – nejen v automotive či strojírenství se dnes využívají koboti. Našimi zákazníky jsou podniky a organizace v potravinářství, logistice, farmacii, plastikářském průmyslu a dalších odvětvích.

• Jsme příliš malí na pořízení robotů. Robotika již není výsadou velkých a bohatých koncernů, koboty si mohou pořídit i opravdu malé společnosti. Například švýcarská FME Feinmechanik AG o 15 zaměstnancích využívá dva koboty Universal Robots.

Roboty pro malé a střední podniky

Protože malé a střední podniky (SMB) jsou páteří české ekonomiky, zkusme se u posledního argumentu zastavit o trochu déle. Většina českých SMB výrobců je přesvědčena, že si roboty nemohou dovolit, nejen z pohledu finančních nákladů, ale také nároků na prostor a potřebu specializované obsluhy a údržby. Což je pravda, avšak jen v případě komplexních, tradičních průmyslových robotických systémů. Od nástupu kolaborativních robotů na trh v roce 2008, kdy společnost Universal Robots jako první na světě uvedla na trh tuto novou kategorii 6osých kolabrativních robotů, se zcela změnila pravidla hry.

Tou první změnou je rychlé nasazení a nastavení. U konvenčních průmyslových robotů to může trvat dny až týdny. Protože průměrný kobot váží okolo 20 kg, dokáže ho neškolený operátor vybalit, upevnit a začít programovat v řádu hodin. K výrobě je kobot připraven za méně než jeden den. Malé firmy obvykle nemají specialistu na programování robotů, a proto ocení možnosti rychlého naprogramování kobotů postaveného na sekvenci logických kroků a s využitím intuitivních nástrojů – podobných chytrému telefonu.

Druhou je určitě schopnost pracovat bok po boku s operátory. SMB společnosti nemají kapacity na to, oddělit lidskou obsluhu a roboty do různých prostor a zajistit nezbytná bezpečnostní opatření. Kolaborativní roboty Universal Robots mají naopak minimální nároky na prostor a díky integrovaným bezpečnostním funkcím mohou pracovat společně s lidmi, od kterých přebírají rutinní, namáhavé či ne zcela bezpečné činnosti. S tím také souvisí aktuální problematika nedostupnosti pracovní sily jako jednoho ze zásadních problémů SMB, které koboty také dokáží řešit.

Vzhledem k rostoucím nárokům na flexibilitu výroby a množství produktových konfigurací jsou SMB společnosti nuceny častěji měnit výrobní dávky a rychle přenastavovat stroje. Díky nízké hmotnosti kobotů není problém je rychle přemístit z jednoho místa dílny na druhé a co možno nejvíce tak zkrátit výrobní prostoje a maximalizovat OEE.

A nakonec pro každého výrobce je důležitá rychlá návratnost investice a pro malé firmy s omezeným přístupem ke zdrojům obzvláště. Díky dostupným nákladům na pořízení kobotů není dnes efektivní robotická automatizace pouhým snem, ale reálnou možností vyřešit současné výzvy pro většinu malých a středních výrobních společností. Koboty po svém nasazení prakticky okamžitě přinášejí vyšší produktivitu, kvalitu a flexibilitu a s průměrnou návratností pořizovací ceny robotického ramene v horizontu 195 dní patří k nejvýhodnějším technologickým investicím.