HANNOVER MESSE 2021: Výkladní skříň Průmyslu 4.0

Veletrhy a konference uplynulých měsíců nastoupili cestu digitalizace a nedobrovolně tak museli začít používat technologie, o kterých dříve jen pořádaly přednášky. Pořadatelé Hannoverského veletrhu si byli vědomi, že musí obhájit pozici lídra a mezi roky 2020 a 2021 udělali obrovský pokrok.

Virtuální a přesto poctivý veletrh

V roce 2020 zaznamenaly Hannover Messe Digital days 10 000 registrací, 200 přednášek a 100 partnerských firem, trvaly 2 dny. V letošním roce bylo registrovaných účastníků 90 000 a jen v průběhu hlavního přednáškového dne bylo vysíláno 400 přednášek, událost byla pětidenní a přilákala 1 800 vystavovatelů. Letošní ročník si plným právem zaslouží označení virtuální veletrh, kontakt mezi účastníky probíhal na třech úrovních: Expo, Conference a Networking, tedy: výstava, konference a navazování kontaktů. Nová platforma dokonce přilákala 500 nových firem, které se fyzického veletrhu nikdy dříve nezúčastnily. To jen podpořilo již dřívější plány organizátorů, aby další ročníky nabízely hybridní zážitek, který dokáže oslovit širší spektrum vystavovatelů i návštěvníků a umožňuje připojení z kterékoliv části zeměkoule. Na druhou stranu někteří tradiční vystavovatelé se v letošním roce nepřidali, jmenujme například giganty IBM a ABB.

Letošní HANNOVER MESSE byl digitální

Heslo veletrhu znělo Innovation, Interaction & Invigoration (volně: inovace, spolupráce, posílení). V dnešní době a na digitální platformě jistě není překvapením, že prezentací „hmatatelných výrobků“ bylo méně než je zvykem ve výstavních halách. Většina firem se zaměřila na představení produktů, které tvoří nadstavbu a souhrnně by se daly označit nálepkou Průmysl 4.0. 

Robotiku mají všichni rádi

V Průmyslu 4.0 tvoří roboty tu nejvíce viditelnou a snadno prezentovatelnou část, nepřekvapí tedy, že na veletrhu byla robotická řešení zastoupena velmi významně. Směřování robotiky ukazuje trend k flexibilitě, to znamená na jedné straně mobilní, samostatně se pohybující roboty, a na druhé straně velice snadné ovládání a přeučení na nové úkoly. Určitá míra samostatného uvažování a vyhodnocování problémů, tedy umělá inteligence (AI) jsou v centru zájmu výzkumných center, jako například DFKI (Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz) nebo KIT (Karlsruhe Institute of Technology), kteří avízují až o 80 % vyšší efektivitu práce při využití robotů s umělou inteligencí. Výzkum probíhá vždy v součinnosti se samotnými výrobci, takže například firma KUKA představila nový operační systém pro své roboty (iiQKA.OS). „Naším posláním do roku 2030 je jednodušší a intuitivnější automatizace, která bude dostupná všem. Programování robotu bude stejně snadné jako dnes práce na PC,“ řekl Peter Mohnen, generální ředitel společnosti KUKA. 

Umělá inteligence těží z rostoucího množství kognitivních prvků, kterými jsou roboty vybavovány, například senzory síly nebo teploty. Podobně jako u lidí představuje ale hlavní zdroj informací o okolí „zrak“, u robotů je založen na kameře, nebo spíše na kamerách, vývoj stále více spěje k více použitým „očím“. Na základě informací o svém okolí pak robot reaguje. Například firma Bosch Rexroth představila „Smart Item Picking“, tedy systém pro rozpoznání, uchopení a přenesení – zdánlivě velmi banální zadání pro robot. Nové zde je zapojení vlastní inteligence, s níž robot v 99 % případů správně zpracuje i předmět, se kterým se dosud nesetkal. Na základě předchozích zkušeností samostatně vyhodnotí tvar a další veličiny a zvolí správnou uchopovací strategii. 

Jiný náročný problém řešila firma Schunk, která představila specializované nástroje a know-how pro robotické odjehlování, broušení a leštění. Robotizaci povrchových úprav se dosud většina firem vyhýbá pro jejich přílišnou složitost. Další pozoruhodnou novinkou z portfolia této firmy je technologie ADHESO inspirovaná přírodou, konkrétně například nohou gekona. Uchopení předmětu se zcela hladkým povrchem je založeno na principu adheze a pro manipulaci využívá mezimolekulárně působící Van der Waalsovy síly. Patentovaná povrchová architektura je vyrobena ze speciálních polymerů a optimalizována pomocí numerické simulace. Výsledkem je extrémně jemná struktura, která dokonale přilne k různým materiálům a předmětům. 

Na hranici robotiky a úplně mimo Průmysl 4.0 je skvělý výrobek firmy Comau, která prezentovala exoskelet s evropskou certifikací EAWS. Tato „vnější kostra“ MATE-XT násobí pomocí hydrauliky a motorů lidskou sílu a oproti podobným výrobkům je lehká a snadno nositelná, což výrobce dosáhl moderními materály a samozřejmě skvělým designem.

Digitální dvojče si vykládá každý trochu jinak

Za nejjednodušší formu virtuálního dvojčete můžeme považovat jakýkoliv 3D počítačový model výrobku. Aby virtuální dvojče přinášelo uživateli přidanou hodnotu, snaží se dodavatelé o co největší podobnost s realitou, počínaje materiálovými vlastnostmi až realistické fungování výrobku. 

Firma Dassault Systémes nabízí vedle programů pro počítačové konstruování také nadstavbu 3DEXPERIENCE, která tvorbu digitálního dvojčete umožňuje. Ve svém příspěvku na veletrhu ukázali, jak platforma DEXPERIENCE rozšiřuje možnosti simulací SOLIDWORKS v oblastech statiky, vibrací teplotních analýz a podobně. Na základě chování virtuálního modelu tak známe chování reálného produktu ještě před jeho vyrobením. Známý je například český startup Zuri, který usiluje o výrobu letadla s kolmým startem: Kompletní letoun virtáulně existuje, můžete si jej prohlédnout a vyzkoušet, zbývá jen jej vyrobit fyzicky. 

Mnohem pokročilejší podobu digitálního dvojčete využívá ve své vlastní výrobě i pro potřeby svých zákazníků firma Lenze, která přitom také usiluje o standardizaci v této oblasti. Průmysl 4.0 stojí na práci s daty, takže nejvyšší formou digitálního dvojčete je dvojče celé vaší výroby, celé továrny, kde bude zachována funkčnost a vzájemná provázanost všech strojů a zařízení. K dosažení tohoto cíle je ale potřeba mít jednotný standard pro všechny zařízení ve výrobě. Jako takový standard si firma Lenze vybrala „digitální obálku“ Asset Administration Shell (AAS), jejíž rozvoj dále podporuje. Jedinečnost AAS spočívá v tom, že tento formát obsahuje všechny informace o daném zařízení: například popisy mechanicko-elektrických vlastností, dokumentace a certifikáty, software, popis chování. Všechny tyto informace získává i zákazník a může je využít při stavbě své digitální továrny. 

Nejednotnost virtuálních modelů vnímají jako velký problém všichni hráči na trhu. Podle komentátora Arnolda Vogta směřuje nedávno navázané strategické partnerství mezi firmami Siemens a SAP mimo jiné i k porozumění mezi různými datovými modely a digitálními dvojčaty. Siemens se principu digitálního dvojčete věnuje již několik let a jeho koncept zahrnuje tři různé formy digitálního dvojčete – digitální dvojče produktu, digitální dvojče výroby a digitální dvojče výkonu produktu i výroby. Hlavním smyslem digitálního dvojčete je vytvořit zpětnou vazbu mezi virtuálním světem vývoje produktu a plánování výroby a reálným světem výrobního systému a výkonu produktu. 

Práce s velkými daty

Pokud bychom nezvládli vyhodnocovat data z virtuálních dvojčat v reálném čase, pozbývá naše snažení smysl. Právě proto teď tolik slýcháme například o 5G sítích či průmyslové Wi-Fi 6. 

Jistě nepřekvapí, že firma Siemens má spojení virtuálního a reálného světa dotažené do funkčního celku, takže nabízí i řešení pro rychlý přenos dat a jejich zpracování. Generální ředitel společnosti Siemens Digital Industries, Cedrik Neike naznačuje, jak je dnes třeba data vnímat: „Velké množství dostupných dat v posledních letech ukazuje jednu věc – digitalizace nemá konec. Jde totiž o nekonečnou smyčku: sbíráte data a poučíte se z nich a uděláte další krok.“ Sítě 5G jsou jedním z klíčových předpokladů pro podnik budoucnosti a v jedné z výstavních hal v Hannoveru Siemens vybuduje ukázkovou 5G sít, kterou budou moci využívat vystavovatelé. 

Siemens není na špičce pelotonu sám. O představení továrny budoucnosti, postavené na superrychlé komunikaci pomocí 5G sítí, Wi-Fi 6 a optické sítě se postarala i čínská společnost Huawei. Kouzlo celého řešení spočívá v naprostém opuštění „drátů“ a integrací zmíněných technologií do jednoho funkčního systému. 

Za pozornost stojí i práce s daty v rámci jednotlivých výrobních technologií, jak je nabízejí sami výrobci strojů a zařízení. Pro sledování aktuálního stavu pohonů představila firma SEW-EURODRIVE svůj „DriveRadar IoT Suite“. Řada senzorů nepřetržitě sleduje okolní teplotu, teplotu převodového oleje, otáčky, hladinu oleje i vibrace valivých ložisek a převodů, získané informace jsou vyhodnocovány v datovém centru SEW-EURODRIVE a provozovatel si může kdykoliv zkontrolovat stav svého zařízení v aplikaci na mobilním telefonu. Vedle dobrého pocitu, že je vše pod kontrolou, slouží průběžná diagnostika především k prediktivní údržbě, která výrazně šetří náklady na servis. 

Se sofistikovaným sledováním výrobního cyklu přichází také firma Arburg, úkol má složitý v tom, že sledovat a vyhodnocovat musí proces ve všech součástech výrobní buňky: vstřikovacím stroji, robotickém systému i periferiích. Pro tento výrobní celek dodává zákazníkům na klíč sestavený SCADA systém ARBURG Turnkey Control Module (ATCM), který v reálném čase sleduje výrobu a všechny parametry přehledně vizualizuje v aplikaci. Důležitým přínosem je také dokonalý přehled o každém jednom výlisku a zpětná dohledatelnost podmínek jeho výroby. 

Kdo vyhrál HERMES AWARD?

HERMES AWARD je prestižní cenou, kterou udílí odborná porota během Hanoverského veletrhu již tradičně. Ze tří finalistů se vybere jeden jediný vítěz, takže zde není žádný prostor pro „ceny útěchy“, vyhraje jen ten nejlepší. V letošním roce cenu získala firma Bosch Rexroth za elektrický ovladač ventilů SVA R2, který funguje pod vodou, a to do hloubky 4 000 metrů. Jde o velmi úzce zaměřené řešení, které nahrazuje dosud používané hydraulické ovladače. Oceněnému ovladači řídicích ventilů stačí připojení energie a odpadá náročná práce s hydraulikou, zařízení je navíc spolehlivější, levnější a ekologičtější.

Finalistou byla také firma Phoenix Contact, která do soutěže přihlásila indukční vazební člen, který dokáže bezkontaktně přenášet napájení i ethernet. Využití nalezne především jako náhrada za často rozebírané spoje, protože při jeho používání nedochází k žádnému opotřebení. Vazební člen je založen na technologii NearFi a dokáže vzduchem přenést výkon až 50 W na vzdálenost 1 cm. 

Druhým finalistou se stala firma PILZ s produktem myPNOZ, což je bezpečnostní relé, vyrobené zcela individuálně. Modulární koncepce umožňuje snadné nakonfigurování zákazníkem online. Odborníci ve firmě PILZ pak toto jedinečné relé sestaví, otestují a odešlou zákazníkovi. 

Virtuální HANNOVER MESSE měl skutečně co nabídnout, ale nikdo z pořadatelů ani vystavujících se netají tím, že se již těší na osobní setkání na veletrhu příštím, který je plánován jako hybridní. Uskuteční se 25. až 29. 4. 2022.