Testbed pro Průmysl 4.0 v pražských Dejvicích je prvním zařízením svého druhu u nás. Nejen o něm, ale i o spolupráci akademické a průmyslové sféry i o unikátních řešeních Siemens, která tvoří srdce i mozek celé laboratoře, jsme si povídali s Pavlem Burgetem, vedoucím Testbedu pro Průmysl 4.0 Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky.
Nápad vybudovat v Praze v rámci ČVUT první český Testbed vznikl na základě spolupráce ředitele Českého institutu robotiky a kybernetiky (ČIIRK) profesora Vladimíra Maříka a jeho německého kolegy profesora Wolfganga Wahlstera z Institutu pro umělou inteligenci v Saarbrueckenu (DFKI), který je duchovním otcem myšlenky Průmyslu 4.0 v Německu. Profesor Mařík je hlavním propagátorem myšlenky Průmysl 4.0 v České republice a vedoucím týmu, který připravoval vládní iniciativu Průmysl 4.0. Cílem obou institucí je právě budování testbedů a jejich vzájemné propojení.
Ano, několik laboratoří je např. na univerzitách v Saarbrueckenu, Aachenu, Stuttgartu a dalších. Budování testbedů je plně v kontextu rozvíjení myšlenky Průmyslu 4.0. Zaměřují se na různé oblasti, některé jsou vyloženě experimentální, jiné se více přibližují průmyslové výrobě. Společným prvkem je snaha zkoumat nové možnosti a metody, jak reálně použít principy Průmyslu 4.0.
Testbed bude sloužit vědeckému výzkumu, výuce studentů a soukromým firmám pro testování nových technologií před nasazením v praxi. Zkoumáme nové směry vývoje digitálních technologií a snažíme se s nimi seznámit odbornou veřejnost a uvádět je do praxe.
Testbed se rozkládá ve dvou podlažích. V přízemní je instalovaná výrobní linka s dopravníkem a robotem KUKA spolupracujícím s člověkem, v suterénní laboratoři jsou velké roboty a obráběcí centra. Obě části linky jsou propojené a vzájemně spolu komunikují prostřednictvím sítě Profinet.
Spodní část laboratoře se však více profiluje na operace obrábění a kromě robotů se specializuje na obráběcí stroje, jejich modelování, diagnostiku a optimální řízení. Horní část laboratoře se zaměřuje především na operace montáže, adaptivní rekonfigurace strojů, autonomní roboty a spolupráci robotů s člověkem. Obě laboratoře jsou zapojeny do systému správy životního cyklu výrobku a mohou navzájem pracovat například jako subdodavatelé v dodavatelském řetězci koncového výrobce.
Společnost Siemens pokrývá svými nástroji většinu oblastí, které Průmysl 4.0 zasahuje. Jednou z důležitých věcí jsou produkty PLM Software a jejich nástroje pro návrh produktu, simulace na různých úrovních, generování dat pro výrobu, příprava výrobního postupu, samotná příprava a simulace technologie.
Dále je zde široké portfolio řešení pro automatizaci výroby z rodiny řídicích systémů Simatic a jejich propojení se simulačními prostředky. Simulaci lze díky tomu řídit přímo z PLC systémů a kombinovat ji s reálnými prvky. Všechno přitom funguje perfektně dohromady díky vzájemné propojitelnosti a integraci dílčích komponent. V takovéto šíři záběru řešení a nástrojů nemá Siemens na trhu konkurenci. Navíc je právem považován za lídra na poli inovací a vizionáře v dalším vývoji konceptu Průmyslu 4.0.
Hlavním řídicím systémem je PLC Simatic S7-1518, do linky jsou ale kvůli modularitě zapojeny i menší řídicí systémy Simatic S7-1512, které ovládají jednotlivá připojená zařízení. Pro vizualizaci používáme HMI dotykové panely. Pro obrábění používáme Sinumerik nejen s tradičními obráběcími stroji, ale také s obráběcími roboty. Pro komunikaci používáme Profinet, k dispozici je také protokol OPC UA pro budoucí rozšiřování o další řídicí systémy. Samozřejmostí je použití softwarových nástrojů Teamcenter, Tecnomatix, NX, TIA Portal, Information Server a dalších. Velký důraz klademe na využití diagnostických prostředků, ať už se jedná o diagnostiku komunikace Profinet, diagnostiku samotných zařízení nebo sledování provozních podmínek strojů, tzv. condition monitoring. Do budoucna uvažujeme o zařazení například lineárních samostatně řiditelných pohonů Sinamics a zavedení nástrojů Simatic IT pro řízení a optimalizaci výroby.
Podle mého názoru lze čekat stále zřetelnější nástup digitalizace na různých stupních hodnotového řetězce výrobku a stále výraznější podíl strojů při vykonávání monotónní práce. Stále více se budou projevovat prvky umělé inteligence ať už v oblasti rozpoznávání a zpracování obrazu, vyhodnocování provozních dat nebo v oblasti různých expertních systémů podporujících rozhodování. Automobilový průmysl si nejspíše zachová svou vůdčí pozici, ostatně už nyní je v mnoha oblastech lídrem digitalizace a inovací. Kromě toho můžeme očekávat větší podíl robotizace a autonomního zpracování v takových činnostech, kde dosud převládala manuální práce.
Obrovský, zatím nevyužitý potenciál vidím ve sběru a následné analýze dat získaných z výroby. Pomocí speciálně vytvořených algoritmů nebo matematických modelů lze odhalit mnoho důležitých informací a zlepšit třeba včasnou diagnostiku hrozících poruchových stavů a naplánovat odstávku nebo servis stroje dřív, než dojde k poškození dílu. Stejně tak je velký potenciál v digitalizaci jednotlivých stupňů hodnotového řetězce a v postupném zavádění digitálního dvojčete výrobku a výrobního procesu.
Vypravte se s námi do historie české energetiky, společně ale nahlédneme i do její budoucnosti. Hostem podcastu je Tomáš Hüner, ředitel divize chytré infrastruktury v českém Siemensu, který se oblasti energetiky věnuje již více než 30 let.
Průmyslové metaverzum – nový svět, který zrcadlí a simuluje skutečné stroje, továrny, města, dopravní sítě a ostatní i velmi složité systémy – nabídne svým aktérům interaktivní reprezentace a simulace skutečného světa v reálném čase. V dějinách průmyslu představuje zcela novou kapitolu, kterou začínáme společně psát.
Reprezentativní budova Opery v Dubaji, hlavním městě stejnojmenného emirátu, v sobě skrývá špičková zařízení Siemens, která symbolizují pronikání moderních technologií této společnosti nejenom do exkluzivních koncertních sálů. Jsou také příkladem pro budování inteligentních měst.
Budoucím trendem zemědělství je udržitelné pěstování plodin s méně zdroji a bez použití chemických přípravků. Aby zemědělci mohli vyhovět těmto novým nárokům a požadavkům, musejí úzce spolupracovat s průmyslem, který jim dokáže poskytnout potřebné nástroje. Jak dobře může taková spolupráce fungovat, názorně předvádí FRAVEBOT – robot, který na brněnské rodinné farmě Ráječek monitoruje a sklízí jahody.
