Data z výroby jako zdroj pro účelné zavádění automatizace

Moderní provoz Siemens Elektromotory Mohelnice se systematicky přibližuje ideálům Průmyslu 4.0 neustálými inovacemi svých procesů. Významný podíl na tom má i současný ředitel Vladimír Štěpán, kterého jsme požádali o rozhovor. 

Když jste v roce 2020 nastupoval do funkce ředitele, jasně jste deklaroval, že chcete zavést automatizaci všude, kde to jen půjde. To je velké sousto. Jaký postup jste zvolil k realizaci tohoto záměru?

Vladimír Štěpán, Siemens: Začali jsme samozřejmě analýzou stávajícího stavu včetně rozjetých projektů. Dotahovali jsme automatizační plány z předchozí doby a začali připravovat nové. Nejsem to já sám, kdo strategii připravuje. Co a kdy budeme automatizovat, vychází z diskusí a porad s mými kolegy, přičemž podněty přicházejí z celého závodu. 

Které projekty automatizace realizujete jako první a které necháváte na později, co je kritériem? Co je pro vás prioritou a jaké vlivy do rozhodovacího procesu vstupují? 

Tvorba jakéhokoliv žebříčku je velké zjednodušení, vždy rozhoduje kombinace faktorů. Když se dnes podíváme na trh práce, vidíme nedostatek zaměstnanců, a my právě teď máme mimořádné množství zakázek, takže nahrazení chybějících zaměstnanců hraje velkou roli. Vždycky je ke zvážení finanční návratnost, nemůžeme si tu automatizovat jen tak pro radost, úspora nákladů je ve hře v každém případě. Zajímá nás také přivádění nových technologií výroby, hledáme takové, které budou přínosné a relevantní ještě dlouhou dobu. Velmi často nás motivuje k automatizaci snížení fyzické náročnosti pro naše zaměstnance. Je tu také otázka proveditelnosti a dostupnosti požadované technologie na trhu. Jednoznačně nám jde také o zvýšení flexibility výroby. Vyrobíme zhruba 800 tisíc elektromotorů za rok, přičemž jejich variabilita je obrovská. Musíme i při sériové výrobě zajistit schopnost zákaznických provedení výrobků, v tom nám správná automatizace hodně pomáhá. Rozhodujeme se vždy v nějaké konkrétní situaci a ideální projekt je přínosný ve všech zmíněných oblastech. 

Co vás třeba vedlo k náročné automatizaci navíjení Winding in line, kde bylo nutné výrazně přestavět stroje a nově je certifikovat? 

Tento projekt právě dokončujeme. Jde o pracoviště pro vlastní navíjení a zapojování statorových svazků. Tradiční proces vypadal tak, že po navinutí cívek drátu do statoru následovalo náročné ruční dotvarování, lisování a obšívání měděných svazků. Uvnitř statoru se nic nesmí pohnout ani při velkých elektromagnetických silách, které tam během provozu motoru působí. Většina této fyzicky vyčerpávající práce s novou linkou odpadla, včetně manuálního přenášení těžkých dílců. Nyní z navíjecího stroje převeze automatický vozík stator na pracoviště ručního zapojení svazků, následuje robotické zformování a lisování svazků, další stroj svazky obšije a pak opět následuje robot, který stator uloží na dopravní pás pro další zpracování, což je impregnace. Šlo o opravdu náročný projekt, který si vyžádal změnu uspořádání výroby statorů určitých osových výšek, ale vytvořili jsme mnohem plynulejší tok výroby, odstranili jsme jednostrannou zátěž, a tedy riziko nemoci z povolání pro naše pracovnice a pracovníky. Jsme schopni vyrábět flexibilněji. A je tu i velký pozitivní dopad na produktivitu, protože zaměstnankyně a zaměstnanci, kteří zde pracovali, mohou být dnes využiti na jiných pracovištích, kde nám předtím chyběla pracovní síla. 

Mezi mnoha jinými projekty mě u vás zaujalo zavádění autonomních tahačů. Kolik jich ve vašem závodě již pracuje? 

Toto řešení logistiky zavádíme postupně na více pracovištích. Ve zkušebním provozu máme dvě linky tahačů. Transport svazků mezi impregnací a automatickým skladem zajišťují AGV vozíky. Druhý pilotní projekt testujeme mezi jednou z výrobních hal a expedicí. Expedici pro nás zajišťuje firma Geis, do jejich prostor převážíme hotové výrobky nikoliv jen samostatným vozíkem, ale na celém vláčku vozíků s tahačem vpředu, efektivita je vysoká a trasu projíždí snadno a bez kolizí. S projektem Winding in line souvisí zavedení dalších čtyř autonomních manipulačních robotů. V tomto projektu jde o vozíky MiR, které převážejí navinuté svazky od navíjecích strojů k lince pro zapojení a k dalšímu zpracování. To je významná úspora fyzické práce. Řadu projektů jsme si vyzkoušeli a budeme je aplikovat i na další pracoviště, takže například Winding in line už plánujeme u dalších linek pro jiné velikosti motorů a zopakujeme tam i automatickou vozíkovou dopravu. 

Jak velký tým je ve vašem závodu určený k plánování a řešení automatizačních projektů? Čemu všemu se věnují? 

Máme útvar nazvaný Digital Factory, jsou v něm oddělení digitalizace, automatizace, výrobní technologie a investice. Na každodenní bázi se automatizaci a digitalizaci závodu věnuje asi 20 lidí. Ti samozřejmě spolupracují s výrobními útvary a technology. 

Nakolik zajišťujete automatizaci vlastními silami a jak moc využíváte externí firmy? 

Víme, že jsme dobří ve výrobě špičkových motorů, ale chceme být dobří i v digitalizaci a automatizaci, v rámci skupiny Siemens k tomu máme všestrannou podporu. Takže hodně projektů zvládneme sami, nejsme však sebestřední a pokud vidíme, že externí partner nám může nabídnout řešení, které potřebujeme, oslovíme ho. V praxi to znamená, že například projekty spojené s autonomní logistikou nám dodávají zkušení partneři, kteří mají za sebou řadu realizací v automobilovém průmyslu. Jsme otevřeni jakékoliv cestě ke zlepšení. 

Siemens je globálním průkopníkem digitalizace průmyslové výroby. Jak byste jednoduše popsal vztah mezi digitalizací a automatizací? 

Na toto téma se hodně mluví a někdy je těžké si pod tím množstvím slov něco konkrétního představit. Zjednodušeně bych řekl, že digitalizace je zaměřena na sbírání procesních dat a jejich vyhodnocování. Získaná data pak můžeme využít při automatizaci výrobních procesů. 

Některé firmy dříve automatizují a teprve následně zavádějí digitalizaci – pro ověření přínosu automatizace. Vy ale nejdříve měříte a pak řežete? 

Ano, asi díky tomu, že patříme pod koncern s mimořádným záběrem v digitalizaci, jsme velmi brzy zavedli systém MindSphere, a ten nám velice pomáhá v rozhodování, kde bude automatizace nejúčelnější. MindSphere sleduje, kdy a jak nám jedou stroje, proč vznikají odstávky. Na základě tepelných a vibračních senzorů dokážeme předvídat, kdy může dojít k poruše stroje a podobně. Ještě před sebou máme dlouhou cestu, abychom do světa internetu věcí zapojili celou továrnu, ale jsme v tom určitě o hodně dál než většina ostatních. Když zautomatizujeme nějaké pracoviště, vždy přitom zvýšíme i možnosti jeho sledování a měření. Neumím si představit, že by automatizace mohla být oddělená od digitalizace. 

Která pracoviště v mohelnickém závodě nelze automatizovat a co tomu brání? 

Stále zůstává řada operací, na které automatizace nestačí. Nebo by zavést šla, ale jedině za cenu nerentabilních nákladů. Když budu zcela konkrétní, tak nedokážeme automatizovat složité montážní operace. To je u nás stejné jako v automobilkách, robot doveze materiál, ale zapojení měkkých částí musí udělat jedině člověk. Dalším případem jsou ruční vklady vinutí do motoru. Cílem je naplnění určitého vysokého procenta drážky drátem, a toho žádný stroj není schopen bez poškození dílu. A samozřejmě lidská invence se nedá nahradit, bez kolegů v konstrukci nemáme naději se pohnout dál. I tady si usnadňujeme práci pomocí výpočetní techniky a softwarů, dnešní možnosti jsou úplně jinde než před několika lety. Ale nápady a tvořivost, to je bohatství v hlavách našich kolegyň a kolegů. 

Berou stroje lidem práci?

Já si myslím, že to neplatí. Lidé se přesouvají z jednoho typu práce na jiný, zpravidla méně únavný. Vznikají pracoviště, která jsme dříve neměli. Nezastírám, že o zaměstnance, kteří nejsou ochotní se učit něco nového, možná přijdeme. Ale praxe je taková, že automatizaci zavádíme ve velké míře a máme pořád nedostatek pracovníků. Lidi nepropouštíme, ale nabíráme, to je myslím jednoznačná odpověď.