V českých továrnách ještě dnes nezřídka potkáme výrobní stroje, které zde věrně slouží desítky let. I když stále ještě dobře fungují, většinou již nesplňují zpřísňující se nároky na přesnost, kybernetickou bezpečnost nejde je zapojit do digitálních výrobních řetězců. Tyto stroje není vždy nutné odstranit a nahradit novými. Řešením může být dobře provedený retrofit, který jim umožní vykročit do další, digitální, životní etapy.
Své o tom vědí ve společnosti Škoda JS, která se specializuje na výrobu komponent do jaderných elektráren – například obalových souborů na vyhořelé palivo a vnitřních částí reaktorů. „Náš strojní park je specifický tím, že je poměrně složité ho obnovovat a také to je velmi nákladné,“ říká Petr Janata, vedoucí provozu Škoda JS. A pokračuje: „Často se jedná o obrovské stroje, které jsou ukotveny na stejně tak obrovských základech. Jakákoliv manipulace s nimi je tedy vždy spojena s velkými stavebními úpravami a s tím souvisejícím ochromením provozu celé výrobní haly. Vždy si proto musíme dobře vyhodnotit, u kterých strojů se nám vyplatí je odstranit a koupit nové a u kterých je naopak lepší pokusit se jim prodloužit životnost. Společnost Siemens nám nabídla možnost retrofitu a my jsme se rozhodli to vyzkoušet.“
Pilotní projekt
První stroj, který retrofitem prošel, byla x metrová horizontální vyvrtávačka ŠKODA W 200 z poloviny 80. let minulého století. Výhodou bylo, že tento stroj byl méně vytížený, proto probíhající úpravy a nutná odstávka, která v tomto případě trvala 3 měsíce, nezpůsobily zásadní omezení výroby.
„Celý projekt začal obhlídkou stroje a technickou konzultací, následně jsme vypracovali návrh retrofitu – co bychom doporučovali vyměnit, co zachovat, co upgradovat,“ vysvětluje David Suchý, vedoucí servisního oddělení Siemens. „Nakonec jsme se vydali cestou kompletní výměny řídicího systému a částí spojených s řídicím systémem, včetně kabeláže, komunikace s motory, ovládání motorů a dalších důležitých prvků, bez kterých není možné garantovat přesnost a spolehlivost budoucího provozu stroje. Na zařízení jsme navíc dosadili měřicí sondy, čímž se zvýšil komfort z pohledu měření nástrojů,“ upřesňuje.
Proměnou prošlo i řízení otočného pracovního stolu, který byl původně ovládaný z druhého pracoviště. Nový návrh řízení přinesl možnost řídit jednotlivé osy horizontální vyvrtávačky i zmíněný otočný stůl přes jeden ovládací pult nebo z jednoho ovládacího místa. Tím se ovládání celého zařízení výrazně zjednodušilo a zpříjemnilo pro obsluhu.
Nové je i připojení stroje na vzdálenou správu, což je dnes již považováno za standard. V případě jakéhokoliv problému, který by nastal, se odborníci ze Siemensu mohou vzdáleně připojit ke stroji, provést diagnostiku a poskytnout podporu kolegům z údržby.
Digitální dvojče
Během diskuze nad modernizací stroje vznikla i myšlenka využít princip digitálního dvojčete, které by mohlo sloužit při zaškolování nových lidí a jako pomoc a podpora technologům například při testech nových řešení a postupů.
„Zákazníkovi jsme navrhli, že vytvoříme digitální dvojče stroje, které mu usnadní zaškolování nové obsluhy v rámci generační obměny,“ říká David Suchý. „Velkým přínosem bude i pro technology, kteří připravují pro tento stroj výrobní programy. Ty teď již mohou psát přímo v prostředí digitálního dvojčete ve vedlejší místnosti a stroj zatím může nerušeně pracovat na předchozí úloze. Obsluha stroje a programátoři tak mohou pracovat zcela nezávisle a bez jakýchkoliv prostojů,“ říká David Suchý.
Nasazení digitálního dvojčete zajistila přítomnost řídicího systému Sinumerik ONE, který je k tomu předurčený. „Poslední generace řídicího systému Sinumerik poskytuje maximální kontrolu nad vším podstatným a z pohledu investic, úspor a času přináší tu největší efektivitu,“ zdůrazňuje David Suchý.
„Na pilotním projektu jsme si chtěli celý proces retrofitu ověřit a potvrdit, že přinese očekávaný výsledek, jaký nám Siemens sliboval. A to se také stalo a proto jsme se rozhodli pokračovat s dalšími dvěma stroji,“ potvrzuje Petr Janata. „I když parametrově zůstalo toto obráběcí centrum stejné, nezvýšili jsme otáčky ani nepřibylo žádné chlazení apod., efektivita výroby se zvýšila. Už jenom tím, že se obsluha díky digitálnímu dvojčetinaučila maximálně využít všechny možnosti stroje,“ dodává.
Další dva retrofity
Po úspěšném dokončení pilotního projektu jsou ve Škodě JS v plánu další dva retrofity. Prvním obráběcím strojem, který bude následovat, je velkýfrézovací portál z z přelomu 70. a 80. let minulého století, a dalším karusel – vertikální soustruh ze poloviny 80. let, oba v úuctyhodném věku a s impozantními rozměry obrobku o průměru 6 000 mm a výšce 9 000 mm. Retrofit by jim měl prodloužit život o dalších 15-20 let.
Oba stroje budou využívat řídicí systém Sinumerik ONE a digitální dvojče, standardizovat se bude vzhled ovládacího panelu tak, aby vypadal u všech strojů stejně. To usnadní práci pracovníkům, kteří přecházejí mezi jednotlivými pracovišti.
„Jsou to opravdu velké stroje a vzbuzují respekt,“ potvrzuje David Suchý. „Na karusel chystáme klasickou stavbu lešení, takže to nebude úplně snadný úkol. Samozřejmě jsme ale na to připraveni. Představit si to můžete jako lešení na domě a vše samozřejmě vybudujeme ve spolupráci se statikem. To, co je nad zemí, ale zdaleka není vše. Pod strojem je další obrovské zázemí, se kterým musíme rovněž pracovat,“ dodává.
Příprava obou projektů dvou dalších retrofitů je již v běhu, samotná realizace retrofitu frézovacího portálu je plánovaná na březen 2026, opět v trvání tří měsíců.
„Digitální dvojče de facto úplně mění podstatu a smysl přípravy a realizace celého retrofitu,“ zdůrazňuje David Suchý. Zatímco u projektů, které nezahrnují digitální dvojče, probíhá příprava de facto v kanceláři, vytvořené programy se poté nahrají do stroje a v něm se oživují, zde se již od začátku vše připravuje a odlaďuje ve virtuálním prostředí digitálního dvojčete a ve virtuálním prostředí dojde i k prvnímu uvedení do provozu. Takříkajíc vrchol naší práce, tzn., že stroj „obživne“ už tedy nastává ještě před tím, než se spustí reálný fyzický stroj.“
Řešení, které má smysl
„Za zhruba 15 let, co se aktivně pohybuji v prostředí obráběcích strojů, jsem zažil mnoho situací, kdy se řešilo, jestli provést na starém stroji generální opravu, nebo koupit nový stroj. Vždy, když se přistoupilo k tzv. generálce, byl to jeden velký kompromis, který stál spoustu peněz a většinou nikdy nepřinesl požadovaný výsledek. Tento kompletní systémový retrofit je úplně jiná liga. Nejenže prodlužuje životnost motorů, kabelů, řízení apod., ale dodává stroji nové moderní funkcionality. A to rozhodně dává velký smysl,“ uzavírá Petr Janata.
Kanadský výrobce přesných strojů na broušení a profilování bruslí ELITE Blade Performance ve spolupráci se společností Siemens obohatili svět vrcholového hokeje o špičkovou technologii. Řídicí systémy a pohony Siemens dodávají broušení bruslí kvalitu, která umožňuje hráčům podávat špičkové výkony.
Co mají společného náš národní nápoj a svět jedniček a nul? Zdánlivě nic, ale ve skutečnosti mnohé – v moderním pivovarnictví je každý litr zlatavého moku výsledkem nejen pečlivě kontrolovaných a řízených výrobních procesů daných postupy používanými v oboru po staletí, ale dnes už i moderních digitálních technologií nasazených k monitorování a řízení spotřeby energií potřebných k jeho výrobě.
Představte si obří fotovoltaickou elektrárnu, na jejíž konec téměř nedohlédnete, nebo bateriové úložiště o velikosti několika hřišť na kopanou. Tato zařízení pro generování či ukládání energie využívají stejnosměrný proud, který je potřeba přeměnit na střídavý a následně energii transformovat na vysoké napětí, aby mohla být bezpečně a efektivně připojena do distribuční nebo přenosové soustavy. A přesně k tomu slouží moderní technologie centrálních střídačů integrovaná na skidech.
Společnost Siemens se podílí na úspěšném projektu digitální transformace společnosti Tatra Trucks, která se rozhodla pro implementaci řešení Siemens Teamcenter. Výsledkem je rychlejší a efektivnější vývoj inovací, snadnější a efektivnější technologická příprava výroby a zcela nová kvalita sdílení informací mezi výrobou, servisem a údržbou.
