Úterý, Leden 19, 2021

Průmysl 4.0

Martin Prokš: martin (tečka) proks (zavináč) proks-martin (tečka) cz
Původně publikováno na https://martin-proks.blogspot.com dne 24.11.2019.

(Sepsáno 2016-2019) Jsem technik a průmysl mě živí a zajímá. V posledních asi pěti letech v ČR nabírá na obrátkách nové sexy heslo: Průmysl 4.0 a mě z toho může vzít čert. Setkávám se s tímto termínem čím dál častěji a hlavně vysoký management toho má plná ústa.

Úvod

Jsem samostatný konstruktér/vývojář. Ve firmě kde pracuji to znamená, že když do konstrukce přijde nová zakázka, tak vedoucí určí někoho z nás konstruktérů jako hlavního, který to bude mít na starost. A pak mu dává (a zase bere) k dispozi další volné lidi na výpomoc dle potřeby a kapacit. Jako vedoucí konstruktér jsem obvykle u zakázky od sjednávání kontraktu, až po předání výrobku zákazníkovi, první použití a následně jsem většinou zapojován do průběhu života zařízení - podpora a řešení případných problémů a závad z pozice konstruktéra zařízení.

Fakticky se zakázkou pracuji od fáze podpory obchodníka (technické podklady pro odhad času, peněz a technických rizik), přes projekt (sice máme oddělení projekty, ale jejich chápání slova projekt je zcela odlišné od chápání tohoto slova strojařem), 3D návrh, výrobní výkresová dokumentace a průvodní dokumentace, podpora výroby, řešení vad ve výrobě, podpora zkoušek, podpora uvedení do provozu u zákazníka a konečně i dlouhodobá podpora servisu.

Z pohledu vedení firmy jsem jen neviditelný zaměnitelný pěšák, položka v databázi, jeden z asi 40 dalších pěšáků na daném oddělení. Z mého pohledu procházím téměř celou firmou jako duch (jestli zlý nebo dobrý je jiná věc), respektive tou výrobní částí firmy. Obrazně řečeno: oženil jsem se s komínem.

Z moderních technologií pracuji s 3D CADem, jedním z top CADů na trhu - modeluji 3D, kreslím a dozoruji výkresy. Také jako konstruktér co výrobek navrhuje a dokonale zná píšu dokumentaci. Na konstrukční data máme PLM (Produch Lifecycle Management), na textovou dokumentaci máme DMS (Document Management System) a již léta zvažujeme a zase zavrhujeme CMS (Content Management System). Na řízení výroby ERP systém a databáze pro předávání a řízení dalších informací jako jsou změny, neshody ve výrobě a další. CNC programátoři mají přístup k našim 3D modelům a drtivá většina obráběcích strojů u nás je CNC. Přímo u nás ve vývoji máme 3D tiskárnu pro modely a prototypy z plastu. Pro potřeby prezentací, oponentur a podpory obchodu děláme animovaná videa, kvalitní rendery statických záběrů a kolega zavádí VR (Virtual Reality) a AR (Augment Reality) do čehož se jako uživatel také trochu vrtám hlavně kvůli kontrole ergonomie, virtuálně/funkčním testům a v neposlední řadě i prezentaci toho co navrhuji. (Koukám že takto sepsané na papíře to zní mnohem honosněji než jak obyčejně a přízemně to pak vypadá v realitě.)

Zkrátka něco o moderní (prototypové) fabrice a výrobě snad vím. Ten úvod o sobě jsem psal pro to, aby bylo jasné že nejsem teoretik z vysoké školy nebo manager od shora, ale člověk co s tím pracuje a roste do toho od spoda.

Definice

Průmysl 4.0 je dle mého názoru hodně vágní pojem a jeho definice se dosti liší podle zdroje. Ono je dost zajímavé vůbec vědět co ty jednotlivé průmysly znamenají. Podle mě docela rozumný je článek na české Wikipedii - Průmysl 4.0.

  • Průmysl 1.0 - (První) průmyslová revoluce, parní stroj a vodní síla. Doba Jamese Watta, počátek 19. století.
  • Průmysl 2.0 - (druhá) průmyslová revoluce - masová výroba, montážní linky. Přelom 19. a 20. století, druhá průmyslová revoluce.
  • Průmysl 3.0 - Robotizace, výpočetní technika, IT. To začalo někdy v 70. letech 20. století a teoreticky to probíhalo do cca přelomu tisíciletí.
  • Průmysl 4.0 - kyber-fyzikální systémy. Počítače se zapojují do (nižších) rozhodovacích systémů. Chytré továrny. Prý od roku 2013 kdy to bylo představeno na veletrhu v Hannoveru.

Takže co to vlastně má být ten průmysl 4.0? Nebudu zde opakovat tu stránku z wikipedie, spíše doplním praktické příklady co jsem se kde dočetl:

  • Automatizovaný sklad by měl poznat, že něco dochází. Takže to automaticky objedná u dodavatele včas, než to dojde. V podstatě bez lidského zásahu.
  • Obráběcí stroj sám pozná, že nástroj je již tupý a sám ho vymění a opotřebovaný pošle na přeostření, nebo do šrotu a objedná nový (některé CNC mašiny tohle již opravdu umí).
  • Minimalizace lidí u výrobního pásu. Opakovanou otrockou práci převezmou velmi univerzální roboti a automaty. Manuální práce a opakující se jednoduché kontroly a z nich vyplývající rozhodování se redukuje. Např. automat-operátor lisu zakládá polotovar, spouští lis, vyndavá výlisek. Jestli je výlisek na první pohled OK dává ho na pás nebo do krabice pro další výrobu nebo kontrolu. Jestliže je výlisek na první pohled vadný, dává ho do krabice se zmetky.
  • Automat-operátor který přendavá výrobky mezi jednotlivými výrobními stroji a umí sám, nebo jen s minimální dopomocí, změnit své chování při změně výrobní linky.
  • Rychlá automatická reakce na změnu požadavků - barva výrobku, drobné modifikace. Stačí zadat požadavek od zákazníka a automatizované procesy ideálně bez další lidské interakce zařídí změnu výroby až po konečný výrobek.

Dnešní realita

To vše jsou záležitosti hromadné a superhromadné výroby. Příkladem mohou být výrobky jako injekční stříkačky, lékařský spotřební materiál, nejrůznější plastové výrobky, spotřební materiál obecně, ale i velká míra potravin jako je mouka, pečivo, nápoje, sušenky, párky a podobně. Dalšími příklady mohou být komplexnější výrobky jako elektromotory, elektronika obecně, až po opravdu komplexní výrobky vyráběné v masových sériích jako např. automobily.

Kdo kdy měl něco společného s přípravou výroby, tak si asi dokáže (nebo spíše chápe, že jako jednotlivec do posledního detailu nedokáže) představit komplexitu takového úkolu. Linky pro masovou výrobu se nějakou dobu staví a dlouhodobě ladí. Veškeré procesy se vyvíjí, staví, zkouší a ladí dlouhé měsíce a roky, než se spustí série. Často se jedná o výsledek evoluce v daném specifickém průmyslu v průběhu dlouhých desítek let. V průběhu času se pak linka a veškerá logistika kolem obvykle odlaďuje a jemně upravuje, aby byla co nejproduktivnější. Sem se vyplatí stavět roboty, řešit logiku ovládání, automatizované sklady a logistiku. Sem se průmysl 4.0 hodí.

Ale teď se zeptám. Jak velké procento výroby a zaměstnání je takováto supermasivní výroba? Kolik procent lidí je dnes zaměstnáno v takovémto typu výroby? Kolik firem se takovýmto typem výroby zabývá? A ten zbytek?

A zeptám se podruhé přízemněji. Kolik firem má dnes zvládnutý ten takzvaný průmysl 3.0? Tu jednoduchou robotizaci a zapojení IT do celého procesu? Zavedené a hlavně zvládnuté ERP, zavedené a zvládnuté PLM (nebo alespoň PDM) a nedejbože fungující propojení těchto dvou systémů, které se fylozoficky doplňují, na sebe navazují a měly by mezi sebou komunikovat? O systémech jako DMS a CMS nemluvě a nedejbože jejich implementaci do PLM - to už je hotové sci-fi. Kdo z managerů vůbec ví co ty zkratky opravdu znamenají a co obnáší? Kdo alespoň tuší co obnáší takové systémy krmit, školit a udržovat lidi aby to chápali a používali alespoň trochu smysluplně? Z managerů a úředníků co o tom chytře a tak rádi mluví pochybuji že někdo.

Závěr

Jsem přesvědčen, že průmysl 4.0 je jen prázdná bublina. Sexy slovní obrat na který se dá čerpat mraky státních a dotačních peněz. Pojem se kterým se dá šermovat na poradách managerů, ministrů a vysokých škol. Ale fakticky k této metě máme jako lidstvo ještě desítky let daleko. Čest možným výjimkám - ale chtěl bych nějakou takovou vidět, navštívit a smět se opravdu ptát lidí co s tím dělají a nemají zákaz říkat i nepříjemné pravdy co většinou spadají pod podnikové tajemství, ať už to často znamená cokoli.

Jsem přesvědčen, že drtivá většina firem ne jen v ČR, ale i ve světě, stojí na otrocké práci lidí, co neustále předatlovávají data mezi jednotlivými nesourodými a nepropojenými systémy, často špatně implementovaných či nedoimplementovaných. Zkrátka i ten tak zvaný průmysl 3.0 je zatím nedosaženou metou pro drtivou většinu firem. Ale to nezní tak sexy a nedá se na to čerpat a dojit prachy. Takže pšt!

[h4]Drobné vysvětlivky[h4]

  • ERP - Enterprise Resource Planning = plánování podnikových zdrojů. Řízení průběhu “výroby a procesů” a navazující logistiky. Většinou tento systém má mnoho dalších příbuzných modulů s tím opravdu původním určením nesouvisejících, nicméně dnes již vnímaných jako samozřejmá a nedílná součást. Např. finance, personalistika, marketing. Asi nejznámější zástupce je slavný i proklínaný SAP.
  • PLM - Product Lifecycle Management = správa životního cyklu výrobku. Systém pro správu: obchodních a technických požadavků na výrobek; technický vývoj výrobku; přípravu výrobní dokumentace; vydání do výroby; sledování zkušeností ve výrobě; zkušeností ze zkoušek prototypů a sériových kusů; zkušeností z provozu; zkušenosti z reklamací. Systém zajišťuje (měl by zajišťovat) vazby mezi všemi těmito daty a přenos informací a zkušeností do vývoje nových výrobků.
  • PDM - Product Data Managemet = správa výrobkových dat. Většinou CAD data z fáze vývoje výrobku a výkresové výrobní dokumentace. Pokud má fabrika implementované PLM, pak je v drtivé většině případů PDM jedním z modulů PLM. Mnohdy je PLM nasazené jen kvůli PDM modulu a nic jiného se z toho nevyužívá.
  • DMS - Data Management System = správa a řízení dokumentace (hotové dokumentace).
  • CMS - Content Management System = správa, řízení, tvorba a publikace dokumentace. Zní to podobně jako DMS, ale není to to samé. Podstatná je ta tvorba té dokumentace, správa procesu tvorby.