A weboldalunkon cookie-kat használunk, hogy a legjobb felhasználói élményt nyújthassuk.

Részletek Rendben!
robot

Ipar 4.0 szakmai napon voltunk és jó úton vagyunk

Hírek

Számos workshopra, szakmai konferenciára hivatalosak azok a gyártóvállalatok, amelyek jelenleg a magyar ipar jelentős részét teszik ki. Ezeken a rendezvényeken a legforróbb témák az ipar 4.0 elemeihez kapcsolódnak. Hogy mi is az az ipar 4.0? A mi meghatározásunk is elég képlékeny és számos elemet tartalmaz.

 

Történelem

 

A 2011-ben bevezetett fogalom, az Ipar 4.0, más néven a IV. ipari forradalom elemei integrálódnak a már meglévő gyártási-, logisztikai- és kereskedelmi rendszerekbe.

Egyszerűen ipari forradalomnak nevezik a technikatörténetben a mechanizációt, ami az 1850-es évekig lezajlott és beindította az ipari méretű termelést. Ezt követte a taylorizmus, az automatizmus – utóbb II. ipari forradalomnak nevezett – kora, amit a III. ipari forradalom, a számítógépek és az informatikai rendszerek megjelenése követett, a 1970-es évek elejétől. Napjainkban éljük az Internet of Things forradalmát (IoT - a dolgok internete, vagyis a különböző eszközök, tárgyak, gyártósorok, digitális rendszerek internetre való csatlakozása), amikor intelligens eszközök a már meglévő szabványokba integrálódnak és új, autonóm gyártási rendszerek kiépülése megy végbe, mindezt az internetre kapcsolva, tehát egyetlen hálózaton belül megvalósítva. A pár éve még ismeretlen kifejezések, mint a BIG DATA, IoT, felhő, mesterséges intelligencia, kiterjesztett valóság hétköznapivá kezd válni sok vállalat számára.

 

Rendszerelemek

 

Minden intelligens gyárnak az alapját az internet, valamint a rendszerek és gépek hálózatba szervezése képezi. Egy digitális üzem olyan virtuális gyártási rendszert kapcsol össze valós gyártással, ami magának a IV. ipari forradalomnak a víziója.  Az informatikai úton történő vezérlést, a termékfejlesztés és a gyártás közötti közvetlen adatcserét nagyteljesítményű PLM programok biztosítják. A koncepció lényege, hogy egy termék életciklusához tartozó összes - főként műszaki jellegű - adatot, dokumentumot, folyamatot és projektet egy egységes rendszeren belül kezelünk. Ezek segítségével lehet virtuálisan szimulálni az összes termékinformációt. A kutatási és fejlesztési folyamatokból, a virtuális szimulációkból származó összes termékinformációt egy gyártásvezérlő rendszerhez továbbítják, ami valós időben vezérli a gyártás teljes folyamatát. A termékek irányítják a saját gyártásukat: termékkódokkal kommunikálnak a gyártásban részt vevő gépekkel és eszközökkel a gyártási jellemzőkről és követelményekről, ezáltal előre vetítve a szükséges gyártástechnológiai lépéseket. Mindezt gyári dolgozók nélkül. Az automatizálás három fő célja a jól használható munkahelyi megoldások, a test és az elme folyamatos fejlesztése, illetve az erős és autentikus kapcsolatok fenntartása, amelyek segíthetnek az embereknek teljesebb életet élni.

 

B2B helyett E2E

 

A hagyományos ipar képét átformáló átalakulást az egyre szélesebb körben alkalmazott IoT rendszerek, a robotika, a 3D nyomtatás és a mesterséges intelligenciát használó kognitív számítástechnika ösztönzik. Az ipari vállalatok ma úgy nyilatkoznak javarészt, hogy az IoT egyike azoknak a digitális technológiáknak, amelyek üzleti stratégiájukban fontos szerepet játszhatnak, mint a digitális gyártási folyamatok, a felhő megoldások vagy a kognitív számítástechnika. Mindezek az ipar 4.0 világának technológiái, amelyben nemcsak a gyártás és fejlesztés módszerei változnak meg, hanem a piaccal, a fogyasztókkal, ügyfelekkel való kapcsolat logikája is. A fogyasztó egyre közelebb kerül a gyártóhoz, hiszen a vállalatok egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek a személyre szabott felhasználói élményre, és mind többet invesztálnak a vevők véleményének, szokásainak feltárásába. Az eddig megszokott B2B, azaz Business-to-Business megközelítés helyett egyre inkább az E2E, azaz az Everyone-to-Everyone logikája mozgatja az üzleti döntéseket. Az E2E üzleti környezetben a gyártók, beszállítók, partnerek és vevők egyaránt fontos szerepet kapnak az új termékek fejlesztésben és piacra vezetésében. 

 

Hazai platformok

 

Októberben, az MTA SZTAKI által szervezett, INDIGO - Ipari Digitalizációs Szakmai napon vettünk részt, ahol szemléletes példákon keresztül ismerkedtünk az ipar 4.0 mélységeivel. Kádár Botond, MTA-SZTAKI részéről az ipari digitalizációs trendekről beszélt. Előadásában szemléletes példákon keresztül mutatta be, hogy igényeink milyen minőségben növekedtek. Példaként hozta a BMW-t, ahol 1978-ban két típust gyártottak, ehhez képest 2014-ben már 22 típus közül választhattak a BMW ügyfelei. Kádár Botond az ipar 4.0 fogalmába bevonta az ipari digitalizációt, mint a korábban nem létező valós és virtuális világ integrációjának eszközét. Ennek köszönhetően új üzleti modelleken alapulva  épülnek fel értékláncolatok, ami egy történelmi időszak, ha a gazdaságfejlesztés lehetőségeit nézzük. Kiemelte, hogy olyan digitális ikermodelleket hozhatunk létre a termelési rendszert leképezve, amelynek segítségével valós idejű elemzéseket, előrejelzéseket készíthetünk, így folyamatosan támogatva a tervezési és irányítási döntések meghozatalát. Ennek segítségével a valós és virtuális folyamatok a gyártás teljes ciklusában összekapcsolódnak. Lehetővé válik pl. a „virtuális üzembe helyezés”, ami jelentősen csökkentheti a kockázatokat.

 

Az ipar 4.0 elemei

 

Egyik legfontosabb jellemzője a IV. ipari forradalomnak, vagy ipar 4.0-nak a termelés elemeinek hálózatba kapcsolása; M2M-nek is nevezik (machine to machine), amit a már bemutatott IoT (a dolgok internetje) szolgál ki informatikai oldalról. A másik jellemző eleme, a “digitális ikermodell”, és végül az ember, akinek megváltozik a szerepe, a súlypont átkerül az ellenőrzésre, a termékek tulajdonságait szoftverek fogják beállítani.

A fizikai, adminisztrációs munka hatékonyságának növelése, stratégiai tervezés, modellezés, elemzés, optimalizálás - számos terület van, ahol az ipar 4.0 elemek beépíthetőek egy gyár működésébe. Wilfried Sihn (Fraunhofer Austria) is tartott előadást a INDIGO konferencián, a digitális átalakulás minden szektort átszövő voltáról és beszélt az additive gyártásról, az alternatív energiáról, a BIG DATA, a block chain, a digitalis ikermodell hármasáról, valamint minden olyan dologról, amiről csak az ipar 4.0 szólhat. Bemutatta röviden az európai ipar 4.0-hoz kapcsolódó politikai-kormányzati kezdeményezéseket, mint nálunk az Ipar 4.0 Platform vagy a németeknél a MADE. Összehasonlította Ausztria és Magyarország digitális gazdasági és társadalmi indexét, valamint bemutatta egy felmérésnek a részletét, melyből kiderült, hogy az osztrák vállalatok elismerik a digitalizációt a jövő fontos témájaként, és egyre több iparági megoldás is megvalósul.

 

 

Ipar40-indigo-szakmai-nap

Forrás: MTA SZTAKI - Indigo szakmai nap

 

Gyakorlat

 

A délutáni szakmai előadások talán legérdekesebbje volt a Digitális gyártás - termelési és logisztikai rendszerek kapacitáselemzése, Pfeiffer András prezentációjában. Napjaink korszerű szimulációs és adatelemzési szoftverei és a rendelkezésre álló, megnövekedett számítási kapacitás lehetővé teszik akár rendkívül bonyolult termelési rendszerek részletes vizsgálatát, valamint az ezt követő kapacitásokra vonatkozó döntéstámogatást is biztosítják. A gyártás, illetve a logisztika területén az eseményalapú szimulációs modellezés és a kapcsolódó részletes adatelemzés lehetőséget biztosít egy sor fontos vizsgálatra. A kiválósági központban képesek a gyártási és logisztikai adatok elemzésére, a rendszerkomponensek vagy a teljes rendszer folyamatainak a vizsgálatára, a gyenge pontok, mint a ki nem használt kapacitások felderítése, az anyagi és információs folyamatok összefüggéseinek a feltárására, valamint ezeknek a megoldásoknak az összehasonlító vizsgálatára. Képzeljük el, hogy van egy üzemünk, ahol termékeket gyártunk, beérkeznek a nyersanyagok és távozik a késztermék. Ha lenne lehetőségünk, hogy úgy rendezzük át a gyárat, hogy jelentősen növeljük a kapacitást, megtennénk? Nyilván, de hogyan? Számtalan bonyolult számítással, időigényes tervezéssel és teszttel természetesen lehet maximalizálni a kapacitást, hiszen erre találták ki a LEAN-módszert is, ami egy vállalatszervezési, vállalatirányítási rendszer, amelynek célja, hogy a vállalat minél gazdaságosabban állítsa elő a termékeit, szolgáltatásait. Most a MTA-SZTAKI munkatársai kitaláltak egy olyan platformot, amit egy egyszerű mágnestáblával kombinálva könnyedén meghatározható az optimális termeléshez szükséges elrendezés. A mágnestáblán elhelyezett gépeket szimbolizáló lapokat kell áthelyeznünk, amit érzékel egy szenzor és a program máris kiszámolja, hogy egységnyi idő alatt mennyi terméket lehet levenni a futószalagról.

 

Ipar 4.0 előkészítettség

 

A GIA Form is elindult az ipar 4.0 elemek beépítésének az útján, 2016 első félévében szereltük be az első robotokat, amiknek a feladatuk, hogy a készterméket kihelyezzék a fröccsöntő gépből. Úgy előkészíti csomagolásra a gyártmányt, hogy azt egyetlenegy mozdulattal be lehet helyezni a dobozba – ez azt jelenti, hogy óránként elegendő tíz percet fordítani a termékgyártásra. Amennyiben ezt a folyamatot egy dolgozónak kéne elvégeznie, akkor a termék ilyen formában nem is lenne gyártható, mert összegabalyodnának az alkatrészek. Nem beszélve arról, hogy a robotok segítségével maximum két másodpercet vesz el a gyártási időből a futószalagra helyezés folyamata, míg emberi erővel ez tizenöt másodperc is lehet. A robotok ezek mellett alkalmasak szerszáminzertek behelyezésére és meglövési csonkok kivételére is.  Idén ezt a csapatot bővítettük két 160 tonnás Engel fröccsöntőgéppel és az ehhez tartozó két Viper12-es robottal, ami így együttesen egy komplett gyártócellát alkot. Jól látszik, hogy a kapacitás bővítés trendje nem a területbővítés, hanem a digitalizáció és az automatizáció. Az ipar 4.0 eszközök megjelennek az integrált-, ellátási lánc menedzsment- és termelési rendszerekben, prediktív karbantartás során, CAD/CAM tervezéskor, a gépek hálózatba és végül internetre kapcsolt gépek bevezetésekor, amelynek az előkészítettsége nálunk is biztosítva van. Úgy látjuk a GIA Formnál, hogy a klasszikus megoldásoktól el kell rugaszkodni, ha kapacitásbővítésről van szó és sokkal inkább az új technológiák bevezetésével lehet hatékony megoldást találni erre.