O tom, v čem vlastně spočívá koncept Průmysl 4.0 a co z něj vyplývá pro naši současnost i budoucnost, jsme hovořili s ředitelem průmyslových divizí Digital Factory & Process Industries and Drives společnosti Siemens ČR Wolfgangem Weisslerem.
Existují dva základní úhly pohledu, pod nimiž lze na Průmysl 4.0 nahlížet. Průmysl 4.0 na jedné straně velmi těsně souvisí s rychlým technologickým rozvojem, který v současné době zažíváme. Chytrá mobilní zařízení – smartphony, tablety – stále více pronikají do našich každodenních životů. Internet a různé podoby digitalizace jsou dnes všude, kam se jen podíváte, a nemusíte být žádný specialista, abyste viděla, že internet stále více proniká i do průmyslové výroby.
Druhým důležitým aspektem Průmyslu 4.0 jsou výrobní náklady, resp. možnosti jejich úspor, a také široká nabídka produktů a služeb. Tlak ze strany zákazníků na snižování cen produktů a služeb je v současnosti opravdu značný a výrobci se proto musí snažit být flexibilnější a efektivnější, než byli jen před několika málo lety. Nadto vzrůstá nabídka nabízených produktů a zákazníci požadují více individualizované a customizované zboží, služby i řešení.
My nyní máme na výběr: můžeme tento trend vnímat buď jako příležitost, nebo jako hrozbu. Německá vláda provedla jeho pečlivou analýzu a rozhodla se brát jej jako příležitost pro další hospodářský rozvoj. Pokusila se proto dát mu teoretický rámec, který nazvala Průmysl 4.0. Jeho podtitulem by pak mohlo být něco jako „Jak zvýšit produktivitu“ či „Nové technologie jako příležitost“. Je třeba zdůraznit, že tato iniciativa má dnes již mnoho stoupenců z řad velkých firem a patří k nim i společnost Siemens.
Je jasné, že celý projekt je teprve na počátku, a každý, kdo tuší, oč jde, se snaží ukousnout si z koláče co největší část. Je to tak, jak jste uvedla, každá firma je jiná a na koncept Průmyslu 4.0 nahlíží poněkud jiným způsobem. To je dobře patrné, když se procházíte po nějakém větším mezinárodním veletrhu, například po Hannover Messe; uvidíte tam téměř v každém stánku nějakou narážku na Průmysl 4.0 a pokaždé se tím myslí něco trochu jiného. Je však zřejmé, že mnohé z těchto firem prodávají něco, co ještě neexistuje. Řada věcí je však již v běhu a daří se.
Jedním z hlavních důvodů k vytvoření konceptu Průmysl 4.0 byla potřeba zkrátit čas nutný k uvedení nového produktu na trh a současně umožnění větší diferenciace produkce podle potřeb jednotlivých zákazníků. Průmysl potřebuje zkrátit čas uvedení produktu na trh. A to vše musí být realizováno s vyšší energetickou efektivitou, resp. úsporou materiálních zdrojů. Můžeme si uvést příklad z automobilového průmyslu. Automobilky vám dnes nabízejí, že si svůj nový vůz můžete z pohodlí domova prostřednictvím internetu nakonfigurovat podle vlastních představ: můžete si zvolit barvu, vnitřní vybavení vozu, druh disků kol, pneumatik a podobně. S tím, jak si tyto věci vybíráte, se vaše požadavky na monitoru ihned vizualizují na modelu vozidla a vy zároveň vidíte i aktuální cenu své konfigurace. Jakmile se pro určitou konfiguraci rozhodnete, data po internetu putují k dealerovi a od něj k samotnému výrobci. Vše tedy probíhá v digitálním světě.
Ještě lépe je to patrné při vývoji nového modelu vozidla. V současnosti lze provádět virtuální simulace fungování jednotlivých komponent vozidla i jeho celkového provozu. Dokážeme dokonce simulovat i crashtesty nebo testy v aerodynamickém tunelu. Ve virtuálním prostoru umíme také napodobit i práci celé výrobní linky.
Výsledkem toho všeho je, že dobu od prvotního návrhu nového vozidla po jeho uvedení na trh lze dramaticky zkrátit, někdy až na jeden rok nebo pouhých několik měsíců. Korunou toho všeho je vysoká flexibilita - každé auto může být jiné, unikátní, a na rychlost celé výroby to přitom nemá žádný vliv. Uvědomíme-li si, že v současnosti přicházejí inovované modely na trh každé dva tři roky, je tato úspora času zásadní.
To, co říkáte, je samozřejmě pravda, a naléhavým úkolem pro nejbližší budoucnost je proto tento stav zlepšit. Dovolím si však tvrdit, že Siemens má, zdá se, v tomto ohledu v porovnání s jinými firmami náskok. Naše digitální portfolio – nazýváme ho „Digitální podnik“ - je již velmi rozsáhlé. Nabízíme rozmanitá softwarová řešení pro návrháře a konstruktéry, různá řídicí a automatizační řešení a v rámci snahy o pokrytí celého životního cyklu produktů jsme schopni vyhovět i vysokým nárokům zákazníků na průběžnou kontrolu provozovaných technologií a jejich servis.
Změní se, to je jisté. Mnozí IT experti totiž dnes o mechanické stránce výroby nemají ponětí, což platí i naopak. Tento stav je třeba zvrátit, je nutné tyto znalosti propojit. Vezměme si příklad z nedávné minulosti. Před dvaceti lety byly elektrotechnická a mechanická odborná průprava odděleny. Dnes však již existuje obor, který tyto dvě disciplíny spojuje – mechatronika. Lidé působící v těchto oborech zkrátka cítili, že se jejich výzkum i výroba stále více prolínají, došlo tedy k institucionalizaci tohoto propojení. Hmatatelným dokladem tohoto propojení jsou nejrůznější frekvenční konvertory, motory či průmyslové kontroléry – dnes se prostě vyrábí stále více přístrojů či jejich částí, které v sobě mají mikročip.
Má prognóza je, že dalším krokem bude propojení mechatroniky a IT, bude to takový další technický „crossover“, s nímž samozřejmě budou spojeny i nové kvalifikační nároky. Když však vidím, s jakou samozřejmostí dnes mladí lidé zacházejí s informačními technologiemi, naplňuje mne to nadějí, že se tento další krok podaří zvládnout – určitě zde, v Evropě. Evropské země se totiž velmi liší od většiny ostatního světa: je zde vysoká úroveň tvořivosti, technického vzdělání a dlouholetá průmyslová tradice. Pro Evropu je proto koncept Průmysl 4.0 jedinečnou příležitostí, jak tyto znalosti a dovednosti využít ve svůj prospěch a v globálním měřítku posílit svou pozici.
První průmyslová revoluce znamenala nahrazení lidské práce prací mechanickou, přičemž zdrojem energie byla především voda a pára. K této přeměně docházelo na konci 18. století a v prvních desetiletích století 19., a to hlavně ve Velké Británii, kde byl vynalezen parní stroj.
Druhá revoluce propukla na počátku 20. století v USA a nesla se ve znamení intenzivní elektrifikace výroby a zahájení masové produkce.
Třetí revoluci, k níž došlo v 60. letech 20. století, charakterizují elektronizace a robotizace výroby a zavádění řídicích systémů na softwarové bázi.
Čtvrtá průmyslová revoluce, kterou právě prožíváme, se vyznačuje nástupem kyberfyzikálních systémů, jejichž téměř každá součástka je napojena na internet, je internetovým klientem a tyto součástky spolu mohou komunikovat. Potřebuje-li například některý stroj opravit, výrobní linka automaticky upraví a přesměruje výrobu na jiné stroje tak, aby bylo možné tuto opravu provést. Stroj pak obsluze sám oznámí, že je připraven k provedení opravy. Po opravě pak systém sám plynule provede resynchronizaci výroby, takže ji není vůbec nutno přerušovat.
Siemens má v současnosti nejširší portfolio v historii a myslím si, že již dnes jsme schopni celý životní cyklus pokrýt. Jsou samozřejmě odvětví, ve kterých nejsme aktivní a do budoucna to ani neplánujeme, například v oblasti vývoje a výroby materiálů. Našimi hlavními oblastmi zájmu jsou automatizace, digitalizace a elektrifikace. Co v těchto oblastech očekáváme v blízké budoucnosti, bylo dobře vidět na letošním veletrhu Hannover Messe, k naší veletržní prezentaci proto asi není příliš co dodat.
Z konkrétních hannoverských ukázek toho, co svede současná digitální továrna, bych připomněl například výrobu vozu Maserati, kompletně řízenou technologiemi společnosti Siemens. Další zajímavou demonstrací – bližší každodennímu životu – byla plně automatizovaná výroba lahviček na parfémy. Velká flexibilita a „personalizace“ tohoto systému se pěkně projevila v okamžiku, kdy stánek společnosti Siemens při své již tradiční obhlídce veletrhu navštívila spolu s indickým premiérem Módím kancléřka Angela Merkelová. Na její přání jí byl během krátké chvíle vyroben parfém s názvem Angela's Dream.
Ano, proměnil. Za jeho oficiální počátek můžeme považovat Hannover Messe 2013. Tehdy jsme však o tomto konceptu hlavně hovořili, a dnes tu již máme jeho hmatatelné projevy. Před dvěma lety se velmi diskutovalo o našem PLM softwaru a o planetárním vozítku Curiosity na Marsu, které bylo v tomto softwaru kompletně navrženo.
Čím vlastně byl tento projekt tak pozoruhodný? Bylo potřeba navrhnout vozítko, které bude schopné fungovat v extrémních podmínkách planety Mars, a to nikoli jen pár minut, ale dlouhodobě. Fyzikové samozřejmě již dříve vytvořili určité modely, jak to na Marsu chodí, jaká je tam teplota, jaké tam vanou větry, ale osobně se o tom zatím nikdo přesvědčit nemohl.
Testy však přesto musely poskytnout stoprocentní jistotu, že všechna zařízení budou fungovat, jak mají. Provést tyto testy ve fyzickém prostředí Země nebylo možné, protože extrémní podmínky, jaké panují na Marsu, zde nelze na Zemi zopakovat. Jedinou možností tedy bylo simulovat tyto podmínky ve virtuálním počítačovém prostředí.
Od té doby uplynulo jen pár let a tento virtuální systém se již používá i pro pozemské účely, například ve formuli 1 k vyhodnocování a vylepšování činnosti jednotlivých komponent vozů. Využil ho například tým konstruktérů, který vytvořil závodní automobil pro německého jezdce Sebastiana Vettela, který na něm získal titul mistra světa.
Aplikační možnosti tohoto systému se rozšiřují i díky tomu, že se dnes ve vozidlech stále více nahrazují ocelové komponenty karbonovými, díky kterým jsou auta lehčí a spotřebovávají méně energie. To ale vůbec není jednoduchý proces: je totiž nezbytné provádět velmi komplexní simulace, abychom zjistili, jak se nové materiály budou chovat, a abychom zajistili absolutní spolehlivost bezpečnost těchto automobilů. Dnes díky pokročilým simulačním nástrojům svedeme i simulace crashtestů.
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.
