Je již dnes realizovatelný plně automatický flexibilní provoz výroby?

Pokud by bylo možné řídit takový provoz bez zásahu lidské ruky na dálku, zajistit automatickou údržbu a rekonfigurovatelnost výroby tak, aby odpovídala aktuálním potřebám, neřešilo by to některé základní problémy, které dnes v souvislosti s koronavirou krizí zažíváme? Tedy rychlé nalezení odpovídajících výrobních kapacit či dostupnost potřebných lidských zdrojů, ohrožených pandemií, nutných k zajištění výroby? Odpověď na tyto otázky je jednoduchá: ano, řešilo. Daleko komplikovanější jsou však odpovědi na otázky, zda je něco takového možné realizovat již dnes, nebo je to „hudba daleké budoucnosti“ či dokonce úplná utopie. Další klíčovou otázkou je, kolik by takové řešení stálo a za jakých podmínek by se vyplatilo. V následujícím textu se pokusíme na tyto otázky nalézt alespoň stručné odpovědi.

Již dnes existuje po světě několik plně automatizovaných výrobních zařízení, kde produkce probíhá sice pod dohledem operátorů, ale jinak bez zásahu lidské ruky. Jsou to však většinou menší a jednoúčelové provozy. Můžeme se také setkat s již plně automatizovanými sklady, kde veškerou práci zastávají roboti a autonomní transportéry. Ani jeden známý příklad však neodpovídá představě nastíněné v úvodu, tedy zcela automatizovanému flexibilnímu provozu.

Předpoklady plně automatizované výroby

Abychom mohli vůbec uvažovat o plně automatizované výrobě, je třeba uvést do praxe klíčové technologie a postupy, mezi které patří:

• Otevřené standardy integrace – V rámci plně automatizované výroby bude nutné integrovat výrobní celky od různých dodavatelů. Je tedy nezbytné zajistit jejich jednoduchou propojitelnost a interoperabilitu.
• Autonomie a spolupráce – Autonomie v uvažovaném kontextu plně automatizované výroby znamená, že určité celky budou plně zodpovědné za veškeré aspekty prováděných operací včetně řešení nestandartních situací. Zároveň bude třeba zajistit, aby takto autonomní celky spolu spolupracovaly a společně plnily celkové cíle výroby.
• Samoopravitelnost a redundance – Při plně automatizované výrobě musíme být schopni rychle řešit případné poruchy a výpadky výrobních celků, aby nedošlo k zastavení celého provozu. To je možné zajistit několika způsoby, například tím, že se zařízení bude schopno samo opravit nebo bude nainstalováno další, redundantní, které automaticky převezme úlohu nefunkčního zařízení.
• Snadná rekonfigurovatelnost – Pro účely rychlého řešení krizových situací, ale i z ekonomického hlediska návratnosti investice do plně automatizované výroby, bude nezbytné zajistit, aby návrh takového provozu umožňoval flexibilní změny výrobního programu i vlastního objemu výroby.
• Algoritmy umělé inteligence a strojového učení – Tyto algoritmy se uplatní nejen při řešení požadavků autonomie, spolupráce či samoopravitelnosti, popsaných výše, ale pomohou s vlastním plánováním, optimalizací a se zvyšováním efektivity výrobního procesu.

S mnoha těmito technologiemi a principy se již dnes běžně v moderních provozech potkáváme a jejich nasazování nabírá na obrátkách. Doposud však chybí jejich nasazení v plné šíři a komplexnosti, která by umožnila, bez vysokých nákladů, realizovat zcela autonomní provoz. Pojďme se ještě zamyslet, jaké další výhody by plně automatizovaná výroba mohla mít.

Nejen rychlejší a flexibilnější výroba

Kromě typických výhod strojní výroby, jako je přesnost, opakovatelnost či rychlost, přinesou plně automatizované provozy také již zmiňovanou výrazně menší závislost na lidské práci. Právě tato výhoda se přitom ukazuje stále zásadnějším přínosem automatizace. Je třeba si uvědomit, že dostupnost lidských kapacit je dlouhodobý problém. Řešili jsme jej před pandemií koronaviru a řešíme jej i v jejím průběhu.

Plně automatizované provozy by měly svůj velký přínos i mimo krizové období, například pokud jde o práci s nebezpečnými látkami nebo při nutnosti dodržení extrémních nároků na sterilitu či přesnost a technologické postupy výroby.

Další výhody takových provozů nejsou možná tak zřejmé, ale jejich význam je rovněž značný. Při plné automatizaci, kdy není přítomen člověk, není třeba dodržovat přísná pravidla bezpečnosti práce. Stroje také mohou pracovat výrazně vyšší rychlostí na menším prostoru a výrobní haly není nutné vytápět, klimatizovat či plošně osvětlovat – pokud to nevyžaduje technologie výroby.

Jak můžeme vidět, plně automatizovaná výroba by řešila mnoho problémů, které dnes obtížně zvládáme, a měla by i řadu dalších výhod. Proč tedy již dnes neexistuje více takových provozů? Hlavní překážkou masivnějšího nasazení je cena, komplexnost celkového řešení, ale také nutnost celospolečenského posunu v pohledu na pracovní kvalifikaci lidí a změna přístupu managementu v jednotlivých odvětvích.

Autonomní provoz jako součást kritické infrastruktury

Probíhající pandemie by paradoxně mohla pomoci s rozvojem větší automatizace, a tím i s vyřešením hlavních překážek které dnes existují. Nabízí se totiž úvaha, zda by začlenění automatizované výroby do kritické infrastruktury státu, nebo i větších celků typu Evropské unie, nebylo jedním z řešení, jak plnit strategické úkoly při zajištění potravin, léků nebo dalších, aktuálně potřebných produktů. Možná se po skončení současné krize dočkáme celospolečenské debaty o nutnosti lepší přípravy na budoucí podobné situace – třeba i s využitím automatizace.

Autor: Jan Bezdíček, ředitel R&D Rockwell Automation