Vize a realita nové průmyslové revoluce Průmyslový klastr 4.0

Průmyslový klastr 4.0
Vize a realita
nové průmyslové
revoluce
Jan Ohřál
B&R automatizace
Evoluce indivudualizace výroby
„ Každý zákazník si může vybrat jakoukoliv
barvu auta, jestliže to bude černá…“
(Henry Ford v roce 1909 o Modelu T)
Zdroj: http://www.focus.de/fotos/fords-modelle-model-t-und-model-a-machten-dieamerikaner-mobil-doch_mid_1271854.html
Ford současnosti
Zdroj: http://www.fordmagazin.cz/7174-z-vyrobni-linky-sjel-historicky-prvni-ford-f-150-s-tovarniupravou-na-cng-ci-lpg
Výzva budoucnosti ?
Zdroj: http://vw-scene.de/information/detailansicht/article/geschichtstraechtig-vw-bulligesucht.html
Vývoj průmyslu
2025
4. Inteligentní výroba
- smart objekty, mobilní CPU
- výrobky a stroje spolu komunikují
(internet věcí a služeb)
- decentrální, dynamická organizace
současnost
3. Automatizace
- stroje přejímají činnosti dříve
vykonávané ručně
2. Hromadná výroba
- výrobní pásy
- dělba práce
1. Výroba méně závislá na lidské síle
- rychlejší a větší počty kusů
voda/pára
elektřina
elektronika/IT
CPS- systémy
Vize průmyslu 4.0
Internet služeb
Fyzikální a virtuální světy splývají do
Kyber-fyzikálních systémů (CPS)
Výrobky určují jaké operace se s nimi uskuteční
- informace obsažené ve výrobku stanoví
jakým způsobem stroje pracují
Objekty spolu komunikují
- Internet věcí
Propojení výroby, logistiky, marketingu, servisu
- Internet služeb
Velká flexibilita
- požadavky výrobků se stále mění
Internet věcí
Výroba je více individuální
se současnými požadavky na
vysokou ekonomiku, produktivitu a rychlost
Průmysl 4.0 otevírá obrovský potenciál technický, ekonomický i společenský
Platforma Industrie 4.0 v Německu
• Říjen 2012
doporučení pracovní skupiny Spolkové vládě
• Duben 2013 - Hannoverský veletrh
vznik platformy Industrie 4.0
(profesní sdružení BITKOM, VDMA, ZVEI)
www.plattform-i40.de
Hlavní cíle:
• Zachování / zvýšení konkurenceschopnosti německého průmyslu
• Flexibilní výroba, rychle reagující na změny
• Individuální výroba až po série velikosti „1“
• Inovativní obchodní modely (služby, nové formy B2B)
• Nový způsob práce reagující na demografické změny (prodloužení produktivního
věku, skloubení práce a rodiny …)
4. Průmyslová (r)evoluce
Revoluce je zpětný pohled na průběžnou evoluci
Evoluce nutně spěje k revoluci
Také 4. průmyslová revoluce
je průběžný proces
Masivní nástup nových ICT technologií je
prostě tady a výrazně se promítne do způsobu
výroby a služeb ať chceme nebo ne
Průmysl 4.0
IoT a rostoucí individualizace výroby
nejsou produkty platformy Industrie 4.0, nýbrž obráceně
Industrie 4.0 vzniká jako reakce na dnešní technologické možnosti a
požadavky zákazníků
Průmysl 4.0 otevírá obrovský potenciál technický,
ekonomický i společenský
Industrie 4.0
Pouze německý fenomén?
Industry 4.0 ?
Různé názvy, podobná témata, podobné myšlenky …
Automobilový průmysl
Martin Jahn, prezident SAP:
Autoprůmysl se za 15 let změní více než za
posledních 50
"Auto se mění. Už nestačí, aby vás dovezlo z místa na
místo, ale bude propojené s internetem a okolním
světem. Jde o dopad průmyslové revoluce a směřování k
takzvanému průmyslu 4.0. V autoprůmyslu se tato
revoluce rozjela rychleji než v ostatních odvětvích,"
Jahn upozornil, že Google a Apple nemají zájem pouze o
výrobu aut, ale i o to, jak zákazník čas v autě stráví.
Cílovým stavem změn autoprůmyslu je podle Jahna
chytrá továrna, která bude konkurenceschopná.
Industry 4.0 přichází i k nám
15. Září 2015 představena na MSV v Brně
Hlavní vize Průmyslu 4.0
• Vizi horizontální integrace všech subsys témů –
od systémů zajišťujících přijetí a potvrzení objednávky přes výrobní úsek až po
expedici produktu a zabezpečení záručního a pozáručního
servisu event. ukončení životního cyklu daného produktu.
• Vizi vertikální integrace všech subsystémů –
od nejnižší úrovně automatického řízení fyzických procesů (s časovými nároky na
reakci v řádu desítek milisekund) přes management výrobního úseku až
po plánování podnikových zdrojů ERP systémy (Enterprise Resource Planning) s
časovými konstantami v řádu hodin a dnů.
• Vizi plné počítačové integrace všech inženýrských procesů – od hrubého
zadání přes design, vývoj, realizaci, testování a verifikaci až po plánování
životního cyklu produktu.
Podle Národní iniciativy Průmysl 4.0
Industrie 4.0
Co také zaznělo na HMI Hannover 2015
„… dělali jsme průzkum mezi německými firmami s dotazem na definici pojmu Industrie 4.0.
Když jsme se dostali k počtu 134 různých definic a představ, přestali jsme počítat …“
„… 70% středních podniků v Německu se domnívá, že se jich Industrie 4.0 (zatím) netýká…“
Wolfgang Dorst, vedoucí projektu I4.0, BITKOM
„… všechno co lze digitalizovat bude digitalizováno,
všechno co lze automatizovat bude automatizováno …“
„ …dříve s každou průmyslovou revolucí vznikaly úplně nové produkty, firmy a nové
obchodní modely, … až toto nastane, bude i Industrie 4.0 opravdovou revolucí… “
Prof. Dr. August-Wilhelm Scherr
„… Industrie 4.0 je především úplná digitalizace a vzájemné propojení …“
Dr. Manfred Wittenstein
Nové obchodní modely
Fa. Moley Robotics
Robotická kuchyně
Zdroj: http://www.golem.de/news/moley-robotics-der-roboter-bereitet-das-essen-zu-1504-113511.html
Výzvy pro průmyslovou automatizaci
Podpora nových obchodních modelů
Bezpečná vzdálená správa strojového parku, včetně poskytování cloudu
Vize propojené výroby v průmyslu 4.0
„Wissensmaschine“ (Zdroj: gesinn.it GmbH & Co. KG)
Odhady potenciálu v Průmyslu 4.0*
Přínosy inteligentní automatizace
Náklady
Přínosy
Potenciály*
Zásoby
Redukce skladových zásob
-30% .. -40%
Výroba
Zlepšení OEE
Zvýšená flexibilita personálu
-10% .. -20%
Logistika
Automatizované transportní procesy
-10% .. -20%
Komplexnost
Redukce vícenákladů u variant
(Flexibilita výroby)
-60% .. -70%
Kvalita
Kontrola a řízení kvality v reálném
čase
-10% .. -20%
Údržba
Optimalizace náhradních dílů
Prediktivní údržba
-20% .. -30%
*podle: Fraunhofer IPA (Institut für Produktionstechnik und Automatisierung), UNITY - Beispiel Automobilindustrie
„Průmysl 4.0“ = peníze pro váš podnik
Průmysl 4.0
Maximální jistota investic do modernizace
Inteligentní továrna
Zabezpečené propojení všech částí
a zařízení napříč podnikem a závody
Flexibilita výrobních procesů
Opracování inteligentních produktů
Sběr a konsolidace výrobních dat
M2M-Komunikace
Mezioborová týmová spolupráce
Inteligentní stroj
Integrace senzorů a aktorů
Síťové propojení a komunikace
Zachycení, uložení a výměna dat
Permanentní sledování stavu stroje
Flexibilní rozhraní člověk-stroj
1. příklad z výrobní praxe u B&R
Automatizovaná výroba elektronických modulů
Robotická linka pro výrobu modulů X20
Automatizovaný, komplexní funkční test, specifický pro
každý model, typ a stav revize
Automatické laserové popisování všech modulů, včetně
sériového čísla & certifikátu
Ukládání dat pro ERP
Vyhodnocování Overall Equipment Effectiveness (OEE)
Prediktivní údržba s automaticky generovanými plány
údržbových akcí
2. příklad z výrobní praxe u B&R
Asemblování systémových sestav
Výroba až po šarži velikosti „1“
Zasílání zákaznických objednávek ze systému ERP přímo do výroby
Vedení pracovníků pomocí “Pick-by-light” a “Put-to-light”
Automatické zkoušky správnosti a korektnosti konfigurace
s více než 2 500 testy
Potisk zákazníkem definovaných popisek
Stavový test a kamerová kontrola s přímou zpětnou
vazbou výrobních dat do ERP
Automatická instalace relevantního firmware
3. příklad z chytré továrny u B&R
Logistika a úplné datové propojení
Plně automatizovaný regálový sklad
19 m vysoký, 6.600 m²
22.000 Euro-Palet
Automatické čtečky
Automatický tisk výdejních etiket
Plné datové propojení se systémem SAP
Optimalizační algoritmy ukládání a výdeje
Condition monitoring, prediktivní údržba
Každý materiál, produkt, polotovar má svůj digitální
obraz a pozici umístění v datech systému SAP
Přímá datová vazba na logistiku materiálu
i hotových produktů a výrobu
Výrobní praxe u B&R
Nepřetržitý vývojový proces
Díky neustálé horizontální týmové komunikaci odborníků z
vývoje, IT, automatizace, kvality, zkušebnictví, logistiky, údržby
a obchodu se daří postupnými kroky realizovat chytrou výrobu
s mnoha znaky principů Průmyslu 4.0
Tento proces započal již před mnoha lety a nikdy nekončí
Je to nutná cesta k tomu, jak si v tak náročném oboru udržet
konkurenceschopnost ve výrobě vysoce inovativních produktů
s velkými požadavky na individualizaci a kvalitu
Je to také cesta k tomu jak udržet a dále rozvíjet výrobu pro
celý svět v Evropě
Nosná témata pro Průmyslový klastr 4.0
 Posílení konkurenceschopnosti výrobků a strojů,
aby obstály v prostředí Průmyslu 4.0
 Posílení konkurenceschopnosti samotné výroby –
propojení, bezpečnost, úspory energie, prediktivní
údržba, Big Data, cesta k chytré továrně, digitalizace i
propojení
 Další oblasti – Smart Cities ...