automatizace | 28. 6. 2019

České firmy začínají brát Průmysl 4.0 vážně. Je to pro ně cesta růstu při nedostatku pracovních sil.

České výrobní firmy si zajišťovaly v minulých dekádách růst prostřednictvím různých faktorů. Jedním z nich byla výrobní technologie ve smyslu její kvality. Kdo investoval do strojů a zařízení, ten na nich mohl pracovat. A čím více typů strojů a zvládnutých technologií měl podnik pod jednou střechou, tím méně zakázek mohl odřeknout a také se vyhnul kooperacím. Čím více přesnějších a složitějších strojů, tím zajímavější zakázky s větším ziskem.

Dalším faktorem, který umožňoval firmám v minulosti růst, byl pohled na technologii z hlediska kvantity, tedy čím více strojů a pracovníků u nich, tím více produkce a zisku. Oba modely se v našich podmínkách už vyčerpaly. Technologie totiž už mají všichni, a to na docela dobré úrovni, a koupě dalších strojů pro firmy nemá smysl, protože na nich nemá kdo pracovat. V tomto je situace skoro všech českých firem hodně podobná, ať už se jedná o firmy, které vyrábí kusově nebo v sériích, ať mají vlastní produkt nebo jen výrobu v subdodávce. A stejná situace panuje i v zahraničí, podle průzkumu VDMA označilo 10 % německých podnikatelů ve strojírenství nedostatek odpovídajících strojů a technologií jako limitující faktor dalšího růstu, ačkoliv zakázky by byly. Zatímco nedostatek pracovníků označilo jako limit dalšího rozvoje firmy 27 % podnikatelů.

Další růst při vyčerpání stávajících kapacit je možný prostřednictvím robotizace a automatizace anebo prostřednictvím aplikace principů Průmyslu 4.0. Nasazení robotů a automatizace všechno nevyřeší. Výrobní firmy musí pružněji reagovat na požadavky trhu, uvádět produkty rychleji na trh. Zavést personalizovanou výrobu – reagovat na individuální požadavky zákazníků. Celý cyklus výroby produktu od návrhu, vývoje, přes simulaci, konstrukci, přípravu výroby, vlastní výrobu a případně i umístění produktu u zákazníka a sledování jeho činnosti a životnosti je potřeba digitalizovat do jednoho celku. To vše je Průmysl 4.0.

Průmysl 4.0 či Industry 4.0 je neformálním tématem nejen tohoto vydání, ale i těch, která v budoucnu přineseme. Protože je to téma, které je na jednu stranu bezbřehé a ani vizionáři ještě neví, kterou cestou se přesně vydá, na druhou stranu je to realita. Termín Industry 4.0 nebo Průmysl 4.0 používáme pro jeho jednoduchost, a také pro jeho obecnost, protože při ostatních termínech vždy narazíme na nějaký limit. „Digitalizace výrobních procesů“, „digitální továrna“, „digital factory“, jsou termíny dobře definující novou digitální realitu, ale nezohledňují fakt, že digitalizace se týká i čistě obchodních firem, které v průmyslu také působí. Dále také třeba pracovního trhu, marketingu, financí. A také zavedení autonomních digitálních továren je zatím u nás okrajové, i když třeba firma Siemens je u nás už v provozu má. Nevýhodou termínu Industry 4.0 je to, že s ním, jako s oficiální deklarací – vizí modernizace německého průmyslu, přišla v dubnu 2011 na Hannovermesse spolková vláda Angely Merkelové. Německá vláda toto téma silně propaguje a je tak nekonečně diskutováno nejen na úrovni firem, ale je i tématem politické diskuse. Tudíž ne všichni v naší zemi se s tímto termínem sžili, protože jim až příliš připomíná „povinné organizované hnutí, kterého je potřeba se účastnit“ a se kterým přichází silnější partner ze zahraničí, a na to jsou někteří lidé alergičtí. V USA třeba tento termín vůbec nepoužívají, namísto něho mají „IoT“ (Internet of Things – internet věcí) nebo rovnou „IIoT“ (Industrial Internet of Things).
O „čtvrté průmyslové revoluci“ taky nemůže být řeč, to už lehce zavání ideologií. Moderní prostředky výpočetní techniky a mobil v ruce miliardy lidí mění souběžně všechny obory na této planetě, ale o revoluci třeba v cestovním ruchu, vzdělávání nebo nakupování přes internet nikdo nemluví. Navíc, pokud má být definicí revoluce změna kvality či podstaty fungování, tedy nové paradigma, tak Industry 4.0 takovou změnou (zatím) není. Digitalizace, výpočetní technika, strojové vnímání, umělá inteligence, počítačové spojení strojů, dílů, firem – tedy Industry 4.0 podstatu průmyslu nemění, a není novou kvalitou sám o sobě, „jen“ dělá průmyslové procesy a výrobu lepší, rychlejší, efektivnější, levnější, méně energeticky náročnou a flexibilní.
Zmiňme také, že některé procesy byly zdigitalizované a zautomatizované už dávno před masivním nástupem internetu. Patří sem například komunikace firem v rámci subdodavatelských řetězců, logistika, tok materiálu ve firmě, PLM (Product Lifecycle Management), tyto systémy jsou známé a dobře propracované už desítky let a nějaký ERP (podnikový informační systém) má téměř každá firma.

Takže o čem je nyní řeč v souvislosti s Industry 4.0?
1. Například o propojení firem a strojů navzájem
Vezměme si například běžnou situaci, kdy firma dostane zakázku, není ji ale schopná kompletně vyrobit a potřebuje kooperaci. V reálu nastávají dvě možnosti: firma má stálý okruh kooperujících partnerů, těch je ale málo, třeba desítky, a u nich také není jisté, zda mají volno, jestli mají zcela odpovídající strojní vybavení a za jakou cenu zakázku vyrobí, takže je potřeba oslovit je postupně všechny. Řešení je zdlouhavé, nedokonalé a nezajistí nejlepší možnou cenu na trhu, protože oslovených firem je málo. Druhým extrémem a řešením dneška je bezbřehý nekonečný internet a jeho fulltextové vyhledávání. Zde, když si dáte měsíc času, najdete adekvátních výrobních firem v dané zemi třeba tisíc. Oslovit je ale v reálním čase je nemožné, stejně tak je složité vyjednat v tomto objemu cenu, a navíc nemáte žádné reference. A mezi těmito dvěma extrémy dnes neexistuje nic. V případě, že by ale firmy byly propojené a navzájem by online sdílely údaje o volné výrobní kapacitě, definované předem danými filtry konkrétní technologické operace, tak řešení by bylo dostupné hned. Cena by se vysoutěžila automaticky podobnou formou, jakou se obchodují akcie na burze. Aplikace by navíc byla schopná hromadně sdílet data z CAD programů a nemuseli byste si posílat výkresy jednotlivě e­‑mailem nebo přes úschovnu. Váš stroj nebo počítač si data jednoduše stáhne. A na firmy byste v online prostoru získali reference jako třeba na ubytování na Booking.com.
Vše by navíc fungovalo zdarma. Toto není sci­‑fi! Na podobných principech už fungují platformy, které sdružují statisíce výrobních firem, například Orderfox apod. Je to zatím jen začátek, ze kterého ale může vzniknout nějaká „globální megafactory“, do které budou připojeny miliony firem a desítky milionů strojů, včetně českých kovovýrob, nástrojáren a strojíren.
Výhodou je samozřejmě možnost získat nové zakázky. Získat nové partnery, kteří vás otestují na jednodušší výrobě a později přidají náročnější. Získat partnery především ze zahraničí, kde není komunikace až tak jednoduchá. Výhodou je využití kapacit, když je máte zrovna volné.
Nevýhodou je ještě větší konkurence, ještě větší tlak na cenu. Každý o vás bude vědět všechno, tedy jaké máte stroje, jestli máte volnou kapacitu, jakou máte hodinovou sazbu, za kolik díl vyrobíte, a samozřejmě přibude faktor totální kvality, protože jestli ji nesplníte, tak bude u vaší firmy připojená negativní recenze jako u nějaké restaurace na internetu. Ale i bez těchto nových aplikací už takto průmyslová výroba částečně funguje. Například v automotive je to běžné, třeba u plastových dílů. Tady ten, kdo zadává práci, ví, kolik je potřeba materiálu na výlisek, ví, jaká je cena materiálu, jaké máte stroje, kolik vás asi stojí hodina člověka u stroje a jednoduše vám oznámí počet kusů a cenu za jakou chce jeden díl vyrobit. A vy máte možnost zakázku vzít nebo nevzít.
Že taková megafactory jednou vznikne je jisté, protože to technologie v online čase umožní. Protože zájem firem bude, budete totiž dostávat jen reálné zajímavé zakázky definované automaticky vaším filtrem technologických a finančních možností a jen v době, kdy budete zakázky potřebovat. Zároveň budete sami práci poptávat, protože co když někdo bude vyrábět díly, které vy potřebujete o 20 % levněji a ve stejné kvalitě než stávající dodavatel? A pro mladou generaci technologů a výrobních managerů to absolutně nebude problém, ti už v tomto „klikacím“ světě dávno fungují. Samozřejmě bavíme se o kusové a sériové výrobě, kde je definovaný materiál, rozměr, povrchová úprava, cena atd. Není řeč o individuálním složitém technologickém řešení, jako je třeba stavba jednoúčelového stroje či linky.

Co dále Industry 4.0 přinese?
2. Vyšší variabilitu výroby s ohledem na zákazníka. Vyhodnocování dat a informací od zákazníka přinese třeba „stroj na míru“. Konkrétně německý výrobce obráběcích strojů firma Vollmer právě s tímto záměrem staví novou továrnu na výrobu strojů. A zároveň zcela mění koncept stavby strojů, které už budou stavebnicí kompatibilních dílů – tedy skládačkou dle potřeb zákazníka s částečnou možností stroj v budoucnu přestavět podle nových potřeb zákazníka.
3. Predikce objednávek. V ČR ji využívají již e­‑shopy, které na základě vyhodnocování dat predikují zájem zákazníků a naskladňují zboží v různém objemu v různém časovém období. Stejně tak bude možné predikovat třeba objem objednávek od partnera ve strojírenství, automotive, elektronice, nebo volné kapacity na jednotlivých vlastních strojích.
4. Big Data. Samozřejmě je tu možnost, která už se reálně využívá, získávat data ze strojů a výrobních zařízení. Tedy mít komplexní přehled o tom, jak stroj pracuje, kdy má prostoje, kdy nevyrobí díl přesně. V reálu jsem se už v Česku setkal s firmou, která tak eliminuje zmetkovitost výroby. Prostě nějaký typ dílů na určitém stroji v určitý čas už nevyrábí, paradoxně aniž by ve firmě věděli, kde vězí problém. Důležité je, že mají data, která nelžou a pomohla problém vyřešit.

Predikce servisních zásahů na strojích, rizikovost závad, to je už běžná praxe. Ale velmi mě překvapil rozhovor s Jaroslavem Rysem – datovým analytikem firmy Škoda­‑Auto pro studentský časopis EkonTech.CZ, kde říká, že ve Škodovce vyhodnocují data z pracovních procesů a postupů, kariérních plánů a osobních karet zaměstnanců v nástrojárně a motorárně proto, aby matematickými výpočty odhadli možné důvody odchodu zaměstnance z pracovní pozice a firmy. A mohli tuto případnou situaci řešit dříve, než nastane. Tedy personalistika. A stejně tak jde měřit a vyhodnocovat efektivitu provozu, údržby, energetickou náročnost.
Mimochodem ve vyhodnocování Big Dat ve firmách nad 10 zaměstnanců a mimo finanční sektor je podle údajů Eurostatu ČR na úrovni Německa někde na 9. místě v EU. K datu 29. 1. 2018 vyhodnocovalo Big Data 46 % českých firem.
5. Správa dokumentů – tím se myslí kompletní správa dokumentů. Aby se ve firmě nic nedělalo ručně a nic nepočítalo. Například do firmy dojde objednávka a v digitální podobě propluje celou firmou, na ni je navázána objednávka materiálu, plánování výroby, datum expedice, generování dodacího listu, faktury, objednávka dopravy, kompletní informace o produktu a zákazníkovi pro archivaci. Pro někoho banalita, ale firem, které ještě nemají tento základ a nemají propojené různé druhy systémů do jednoho celku je stále ještě hodně. A stále se někde chodí po dílně s papírovým zakázkovým listem, nebo se inventura počítá ručně.
Vyřazení zbytečných mezistupňů, eliminace chyb a kompletní data o výrobě a produktu jsou odměnou za investici do fungujícího komplexního digitálního systému. A přinesou úsporu lidských sil, získáte tak pracovníky na pozice, kde chybí.

Industry 4.0 je v první fázi obrácení pozornosti především do vlastní firmy na všechny procesy spojené s výrobou, o hledání úspor a efektivity. Ve druhé fázi jde o otevření firmy okolnímu světu za účelem efektivnější kooperace a komunikace se zákazníkem. Digitalizaci výroby budou muset zavést v nějaké podobě všechny firmy. Industry 4.0
zformuje výrobu, firmy, procesy a struktury do nové podoby. Bude to velká jízda, kterou ne všichni přežijí. My o ní budeme nadále rádi referovat jak na stránkách našich časopisů, tak na průmyslovém portále www.oneindustry.one v sekci Průmysl 4.0.M


Jiří Klusáček, redakce

Jiří Klusáček