Aktuální vydání

celé číslo

06

2019

Počítačová podpora vývoje a výroby, software pro řízení údržby 

celé číslo
Digitalizace? Digitalizace, ale…

Digitalizace je pojem, se kterým se setkáváme na každém kroku. Digitalizace v průmyslu má ještě další rozměr, který je přímo spojen s fyzickými produkty, procesy a službami s nimi souvisejícími. K digitalizaci existuje značné množství klíčových slov, kterými jsme také obklopeni. Především umělá inteligence, internet věcí a internet služeb, robotizace, virtuální a rozšířená realita, disruptivní technologie, komunikace a jejich bezpečnost, big a smart data, cloud, edge commputing, reálný čas, digitální dvojčata, standardizace a mnoho dalších. Ve všech oblastech se zmiňují lidé jako zdroj pozitivní i negativní kreativity, ale také jako zdroj ohrožení bezpečnosti dat, informací, řešení, technologických postupů, znalostí a zkušeností. S lidmi jsou spojeny otázky vzdělání, využití nabytých zkušeností, ale i právní odpovědnosti a manažerských rozhodnutí.Myslím si, že se stále nacházíme v optimistickém období hledání nových možností, které digitalizace průmyslovým podnikům a jejich zákazníkům může nabídnout. Naproti tomu si uvědomuji mnoho úskalí, která uvádění digitalizačních projektů do praxe, nejen v průmyslu, může přinést.Požádal jsem o odpověď na několik otázek odborníky z předních společností, které mají s digitalizací průmyslu bohaté zkušenosti. Jsem rád, že se o své názory podělili (seřazeno abecedně podle firem):Peter Bílik, Smart Industry Solution Designer, ANASOFT,Pavel Roman, vedoucí korporátní komunikace Bosch Group v ČR a SR, Robert Bosch odbytová, s. r. o.,Jan Ohřál, Country manager CZ+SK, B&R,Vlastimil Braun, jednatel, COMPAS automatizace, spol. s r. o., a Compas robotika, s. r. o.,Jan Burian, Senior Manager, Advisory – Performance Improvement, Ernst & Young, s. r. o.,Roman Cagaš, ředitel společnosti, Moravské přístroje, a. s.,Otto Havle, FCC průmyslové systémy,David Zeman, INFOR Czech,Daria Hvížďalová, vedoucí oddělení Solutions, JHV-ENGINEERING,Petr Schaffartzik, K2 atmitec, s. r. o.,Vladimír Kebo, Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky, Agronomická fakulta, Mendelova univerzita v Brně,Petr Brynda, Business Development Mana­ger, Mitsubishi Electric Europe B. V., Czech Branch,Viktor Němec, Senior Presales Manager, Oracle Czech, Oracle,Zbyněk Červenka, výkonný ředitel, Pantek (CS), s. r. o., autorizovaný distributor značky Wonderware pro ČR a SR,Ivo Procházka, expert na řešení pro průmysl, SAP ČR,Ladislav Šmejkal, Teco a. s. Jaké má digitalizace v průmyslu limity?Peter Bílik, Smart Industry Solution Designer, ANASOFTHodně nudné, rutinní práce je založeno na znalostních zručnostech, ve kterých lidi poráží umělá inteligence.Peter Bílik (ANASOFT): Limity, s nimiž se nejčastěji setkáváme, se týkají převážně personální stránky. Na jedné straně je to nedostatek odborníků, kteří by měli v podniku na starost samotnou digitální transformaci (ve velkých zahraničních společnostech se již začaly objevovat role Chief Transformation Officer, označující náměstka ředitele, který odpovídá za přípravu a realizaci strategie digitální transformace). Na straně druhé jde o otázku pracovní síly nepřipravené na nové nástroje a zručnosti, které tyto nástroje vyžadují. S tím souvisí i pomalá adaptace nových technologií do stávajících výrobních procesů a v některých případech také nevůle s nimi pracovat. Právě tyto dva faktory by se přitom daly eliminovat modifikací vzdělávacího systému. Vzhledem k tomu nejsme ve vztahu k podnikům jenom dodavatelem samotného softwarového systému Smart Industry. Při zavádění inteligentních systémů řízení výrobních a logistických procesů zastáváme rovněž úlohu konzultantů v oblasti digitalizace, automatizace a autonomizace nebo také integrátora a projektového manažera. Pavel Roman (Bosch): Rozhodující limit bývá pochopení digitalizace ze strany vedoucích pracovníků, jejich neznalost možností digitalizace a propojení, dále nedostatečná datová infrastruktura v průmyslových podnicích a nedostatek odborníků v oblasti dat a datové analytiky. Továrnu budoucnosti charakterizuje plná flexibilita, individualita a škálovatelnost. Požadavky na výrobu jsou dnes určovány kratšími životními cykly výrobku a individuálním návrhem a tvarem výrobku. V důsledku se bude veškerá příprava, změny a testování dělat předem v počítačích na digitálních dvojčatech výrobních procesů. Jde vlastně o virtuální kopie celých řetězců. Bude možné nakonfigurovat všechny stroje a systémy, rychle vytvořit nové linky. Výroba jako celek bude probíhat nejen v reálném světě, ale i v tom virtuálním s digitálními dvojčaty. Ověří se chování hardwaru ještě před jeho použitím. Výrobní stroje budou vzájemně komunikovat napříč úrovněmi v reálném čase.K vytvoření digitálního dvojčete výrobního podniku je zapotřebí velkého úsilí. A to nejen z pohledu ekonomického, ale také z pohledu realizace, implementace nových technologií, změny v myšlení jednotlivých oddělení a vedoucích pracovníků. Jan Ohřál, Country manager CZ+SK, B&RNové generace už přemýšlejí a chovají se více digitálně, ty mladší téměř výhradně. To jsou nejenom budoucí pracovníci, ale také budoucí zákazníci, kteří budou určující pro úspěšnost produktů a služeb na trhu.Jan Ohřál (B&R): V technické oblasti je to především vzájemná nekompatibilita různých systémů, způsobená do jisté míry dominancí některých dodavatelů. Dále musíme hovořit i o velké technické náročnosti a složitosti přeměny výroby velkosériové, byť s vysokým stupněm automatizace, na výrobu flexibilní. Co se týče personální a organizační problematiky, jde při dnešní vytíženosti průmyslu spíše o nedostatek času, do jisté míry také o jistou pohodlnost a málo odvahy věci měnit. Zde nepomohou hrozby typu „když nebudete digitalizovat, nemusíte za pár let být vůbec…“. Jako správnou cestu vidím spíše postupné digitalizační kroky s vyhodnocením dílčích přínosů, pochopitelně v natolik otevřeném prostředí, aby jednotlivé etapy byly navzájem propojitelné a navazovaly na sebe. Vlastimil Braun (COMPAS): Limity jsou různé: nepřipravenost lidí, obava z nového, významná proměna výrobních procesů apod. Digitalizace se však není třeba obávat, není to cesta do neznáma. Ve zmíněných oblastech je třeba řešit obdobné zajištění projektů jako např. při rozsáhlejších investičních a rozvojových projektech, tedy je zajistit technicky, organizačně i personálně, v případě digitalizace včetně rozsáhlejšího procesního zavedení. Naše zkušenosti s digitalizací jsou však pozitivní, běžně aplikujeme řešení kompletní digitalizace všech procesů řízení výroby. Jde buď o dílčí funkce, nebo o ucelený navzájem provázaný koncept Digitální továrny Compas pro diskrétní i dávkové výrobní procesy, a to již od roku 2008. Jan Burian (EY): Neřekl bych, že digitalizace jako taková má technické limity. Spíše jsou to limity z pohledu náročnosti investic, ochoty propojení subjektů v rámci dodavatelsko-odběratelských řetězců a dostupností vhodných a vzdělaných pracovníků.Za největší překážku však pokládám lidský faktor. Zejména nedostatečné znalosti směrů vývoje techniky i současných trendů, neschopnost identifikovat potenciál nových technologií před tím, než tak učiní konkurent. To je navíc třeba dělat neustále, protože přichází stále více nových technologií a směrů v čím dál kratších časových cyklech. Roman Cagaš (Moravské přístroje): Technické limity jsou dosud v nedohlednu, digitalizací průmyslové výroby se pouze bude dále zmenšovat ona menšina lidí, jejíž aktivita a tvůrčí práce zabezpečují kvalitu života celé populace. Strach mám spíše z digitalizace státu, který bude mít postupně k dispozici stále více prostředků pro nepřetržitý dohled nad každým člověkem. Otto Havle (FCC PS): Budoucnost je těžké předvídat. Již mnohokrát se stalo, že interpolace vývoje vycházející ze současného stavu a současných technologií implikovala alarmující limity, které se pak ukázaly bezvýznamné, protože skutečný vývoj šel úplně jinudy. O technické limity pravděpodobně nepůjde. Možná že půjde o limity společenské. Až začne digitalizace skutečně měnit svět, je možné, že budou uplatňovány nové státní regulace (jako dnes GDPR) a bude vytvářen společenský (spíše asi aktivistický) nátlak na autoregulaci soukromých firem (jako dnes na Facebook). David Zeman, INFOR CzechDigitalizace se opírá o inteligentní pracovní sílu, zaměstnance, kteří jsou technicky zdatní, velmi se angažují v proaktivním rozhodování a mají kritické soft skills, jako je schopnost spolupráce a řešení konfliktů.David Zeman (INFOR): Digitalizace znamená různé věci pro různé výrobní závody a různá vertikální odvětví, v závislosti na velikosti, rozsahu, typech výrobků, dodavatelském řetězci a očekáváních zákazníků. V digitalizaci jde však vždy o data a informace v nich obsažené, které mohou vést k optimalizaci výrobních procesů v podniku. Digitalizace znamená používání technologií, které pomáhají pracovníkům být produktivnější a mít větší přehled, a konsolidaci informací napříč společností. Specifické digitální nástroje obsahují prvky robotiky a technologie internetu věcí (IoT) až k umělé inteligenci (AI) a rozšířené realitě. Navzdory obrovským přínosům je třeba překonat některé výzvy a omezení. Jednou z nejnáročnějších výzev je právě nedostatek kvalifikovaných pracovníků. Kritickou složkou je také potřeba překlenovací strategie, která je v některých společnostech upozaděna v pokušení přeskočit ve spěchu etapu implementace nové technologie. Bez fundamentální strategie však může být tato inicia­tiva jen bláznivým projektem probíhajícím bez většího efektu na společnost. Pro skutečnou digitalizaci musí být přítomna strategie pro zachycení a vytěžování smysluplných dat. Daria Hvížďalová (JHV): Zaprvé je to omezené chápání. Pojem digitalizace je velmi široký a každá společnost si pod ním představuje různé věci a zdůrazňuje různé aspekty, které jsou pro její podnikání klíčové. V digitalizaci jde obecně o ochotu a připravenost pracovat s daty, analyzovat trendy a předcházet problémům, a ne odstraňovat jejich následky.Rychlost digitalizace průmyslu není aktuál­ně ani tak brzděná technickými limity jako spíše přirozenou historickou zátěží. V případě, že se staví nový výrobní podnik na zelené louce, je v něm míra digitalizace zpravidla velmi vysoká. Poměr takovýchto projektů na celkové průmyslové produkci je však relativně malý a většina výroby se uskutečňuje v provozech, které existují již delší dobu. V takovém případě je digitalizace brzděna nutností zohlednit také možnosti strojů starých pět, deset nebo i více let. Postupně se na trhu ale začínají objevovat také řešení, jak digitalizovat i tyto stroje. Petr Schaffartzik (K2): Teoreticky žádné limity neexistují. Z praktického hlediska je pro průmysl rozhodující smysluplná návratnost investic. Ne vše se prostě vyplatí digitalizovat a automatizovat. Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Máme-li hovořit o limitech „digitalizace“, tak mi to nedá začít u člověka a pojmu sémantika – významu obsahu sdělení, které je závislé na mnoha subjektivních faktorech. Stejnou větu, mají-li si rozumět různí příjemci informace (ať lidé, nebo umělé agenty), by obsahově měli pochopit všichni stejně. Už když se podíváme na samotný pojem „digitalizace“, tak je různě chápán účastníky naší diskuse, a to nejen proto, že v češtině má několik významů. Jako člověk zabývající se dlouhodobě kybernetikou bych obecně digitalizaci považoval za přechod od analogové do digitální podoby ve všech oblastech života, průmysl nevyjímaje. Co se týče limitů digitalizace, vyzdvihl bych ty obecné – společenské. Zde nejen „digitalizaci“ chybějí jasně definované společné cíle a systémová opatření, která budou konsenzuálně přijata celou společností a nezmění se po nejbližších volbách. K tomu ovšem potřebujeme dlouhodobě platné společné hodnoty – pravda, čest, osobní zodpovědnost, slušnost a vzájemný respekt, odvaha spojená s odpovídající pokorou, zkrátka uznání a respektování klasických společenských hodnot demokratické společnosti. Klíčovým faktorem a limitem digitalizace jsou lidé – jejich osobní hodnoty a dovednosti. Techniku, společnost, organizace, personální vztahy – to vše vytvářejí lidé jako odraz hodnot, které sdílejí. Petr Brynda (Mitsubishi): Digitalizace výroby se musí organizačně pečlivě připravit, to znamená naplánovat technologické a lidské zdroje, které budou třeba k jejímu zavádění a následnému provozování. Viktor Němec (Oracle): Jediným limitem digitalizace v průmyslu z dlouhodobého pohledu je snad jen rychlost světla. Hovořím z historické zkušenosti – kdykoliv jsme si v minulosti mysleli, že existuje nějaký limit nebo omezení, vždy byly časem překonány.Ano, určitě existují taktická omezení daná kapacitou výpočetních prostředků, kvalitou čidel, určitou „nekompatibilitou“ myšlení lidské obsluhy s novými postupy. Jsem ale přesvědčený, že všechna tato omezení budou časem překonána a budou před námi stát nová, na která teď nedokážeme ani dohlédnout. Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Pro digitalizaci ve smyslu komplexní technické automatizace výrobních procesů bývají obvykle limitem finanční prostředky, a zavádí se proto rychleji nebo pomaleji a v různém rozsahu. Pro smysluplné využití získávaných informací pro podporu kvalifikovaných rozhodování pracovníků na různých úrovních řízení však mohou nastat limity personální i organizační. Mluvíme o takzvané digitální transformaci pracovních procesů, kterou jenom technika nevyřeší a lidský faktor (kdo, kdy a jak využívá informace) je zde velmi důležitý. Ivo Procházka (SAP ČR): Největší omezení pro digitalizaci průmyslu leží možná překvapivě v oblasti personální. Zaprvé, velmi málo manažerů si zřetelně uvědomuje, jak velký pokrok udělaly informační systémy za posledních řekněme deset let a jak moc informatické nástroje rozhodují o dalším rozvoji firmy. Stačí se jen podívat, jak IT žene dopředu například Amazon. Zadruhé, české vysoké školství nevychovává dostatek odborníků zdatných v IT s přesahem do výroby. Budou to právě tito odborníci, kteří ve výrobních firmách budou schopni zavádět moderní informační systémy doplněné o automatizaci, umělou inteligenci a robotizaci v jednom funkčním celku. Ladislav Šmejkal (Teco): Vzhledem k úžasnému rozvoji elektronických a informačních technologií nepředpokládám výrazné limity z tohoto důvodu. Omezení a problémy čekám spíše na straně „lidského faktoru“, tedy konzervativismus, nedostatek tvořivosti, fantazie a odvahy, organizační bariéry a především nedostatek kvalifikovaných pracovníků. Je možné, že snahy o standardizaci všech procesů v podniku mohou vést v budoucnu ke snížení kreativního přístupu k řešení operativních, taktických i strategických problémů?Pavel Roman (Bosch): Standardizace umožňuje kontinuální zlepšování v rámci nastaveného komunikačního protokolu, technologie výroby či kontrolního procesu, což nevede ke snížení kreativního přístupu. Naopak, standardizací uvolněná kapacita poslouží kreativitě, nápady pak díky digitalizaci bude možné rychle testovat a zrychlovat jejich vývoj až do fáze zavedení do výroby. Jan Ohřál (B&R): Domnívám se, že je to právě naopak. Právě standardizace systémů a jejich rozhraní otvírá cestu ke kreativitě tam, kde je žádoucí. Řešit dnešní vzájemnou nekompatibilitu je natolik náročné a do jisté míry ubíjející, že pak opravdu nezbývá prostor pro realizaci vlastních technických nápadů a chytrých řešení, které podnik mohou odlišit od konkurence. To navíc v otevřeném prostředí, které umožní další růst. Jako významný počin vidím na výrobci nezávislý, stále více se prosazující komunikační standard OPC UA, který řeší nejenom komunikační, ale i kontextovou stránku úlohy, je základním kamenem architektury orientované na služby a jedním z pilířů digitalizace průmyslu. Velmi úspěšně se implementuje i jeho rozšíření o sítě TSN pro úlohy v reálném čase, jako je např. řešení složitých mechatronických výrobních systémů s časovou přesností v řádech mikrosekund. Jsem přesvědčen o tom, že se OPC UA prosadí, že bude právě tím respektovaným standardem propojení digitálního a fyzického světa výroby a že se v budoucnosti dočkáme realizace přání zákazníků, které lze definovat jako „plug and produce“, připoj a vyráběj. To bych ve srovnání s dnešními poměry považoval za opravdovou technickou revoluci. Vlastimil Braun, jednatel, COMPAS automatizace, spol. s r. o., a Compas robotika, s. r. o.Jeden z klíčových aspektů úspěchu projektu digitalizace je jeho procesní zavedení (hodně změní procesy ve firmě). Procesní zavedení za manažery podniku žádný dodavatel neudělá.Vlastimil Braun (COMPAS): Domnívám se, že „kreativita“ nepatří do řešení problémů operativního řízení výrobních procesů, spíše do oblasti strategického rozvoje. Trendy rozvoje v oblastech průmyslu, kterými se především zabýváme (automobilový průmysl, farmacie, potravinářství), vedou spíše ke standardizaci, a to z důvodu požadavků na vysokou a rovnoměrnou jakost výroby, takže obava ze snížení kreativního přístupu není omezující faktor rozvoje. Naopak se domnívám, že standardizace na platformě digitalizace zcela jistě přispěje k efektivnějšímu řešení problémů výrobních procesů. Co se týče podnikové problematiky v oblasti návrhů výrobků a technologií, zde si myslím, že ani tady nástroje digitalizace neomezují krea­tivní přístup. Jan Burian, (EY): Obecně práce v jakémkoliv vysoce standardizovaném prostředí potlačuje kreativní přístup k řešení problémů. Tedy zejména těch, kde si pracovník kreativně vypomáhá v situacích, se kterými standardy prostě nepočítají.V moderní automatizované továrně skutečně příliš prostoru pro kreativitu nenalezneme.O to více bude třeba se zaměřit na podporu kreativity v rámci navrhování a zlepšování těchto továren jako celku. Klíčové pro přežití podniků pak bude i zaměření zejména na podporu kreativity v rámci návrhů výrobků a budování vztahů se zákazníkem. Roman Cagaš (Moravské přístroje): Krea­tivní práce je neomezená zásoba, nikdy nebude vše hotovo. Otto Havle (FCC PS): Standardizace je výhodná u rutinních činností podniku. Snižuje náklady, umožňuje plánování a udržení parametrů výroby. Standardizace procesů souvisejících s inovacemi může negativně ovlivňovat kreativitu; může vést k zamítnutí inovace z důvodu jejího chybného vyhodnocení podle stávajících kritérií. Tomuto problému se velké korporace nevyhnou ani přesunem vývojových aktivit do samostatných jednotek se start-upovou kulturou. Propast mezi inovačním centrem a zbytkem firmy je nakonec tím větší, čím progresivnější jsou vyvinuté inovace. David Zeman (INFOR): Opak je pravda. Podniky, které implementují digitální technologie, aby standardizovaly a zefektivnily procesy, uvolňují čas pracovníkům, aby se mohli více angažovat u zákazníků a řešit problémy kreativními nápady. Oddělení výzkumu a vývoje se může zaměřit spíše na nové nápady než na nudné procesy a administrativní úkoly, které mohou být řešeny standardním systémem ERP. Daria Hvížďalová (JHV): Podle mého názoru bude efekt právě opačný, protože kreativita je vyžadována v okamžiku, kdy úkol vyčnívá ze standardního procesu. Ve chvíli, kdy standardní procesy a výroba běží dobře a nevyžadují nepřetržitou pozornost managementu, je možné o to více času věnovat zkoumání, jak technologii výroby ještě více vylepšit z pohledu ceny, kvality, dopadů na životní prostředí a tak dále. Petr Schaffartzik, K2 atmitec, s. r. o.Jestliže připustíme, že pod slovo robot patří i čistě softwarová řešení, pak se zde objevuje mnohem větší skupina pracovních pozic, které jsou nahrazovány. Automatické zpracování objednávek z webu včetně celé logistiky je jeden z nejčastěji automatizovaných procesů.Petr Schaffartzik (K2): Kreativitu bychom se v podnicích měli snažit udržet tam, kde je zapotřebí. Firemní vize a strategie nebo například vývoj nových produktů se bez ní neobejdou. Všude jinde bychom měli jít cestou standardizace. Jako výrobci a dodavateli systému ERP nám zkušenosti firem ukazují, že kreativní operativní řešení problémů přináší v nejlepším případě jen velmi krátkodobý efekt. Obchodní partneři dnes jednoznačně preferují jistoty standardních postupů před nejistotou vyplývající z kreativních řešení. Pro kreativitu v podobě nápadů na zlepšení standardních procesů by však měl zůstat v každé firmě dostatečný prostor. Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Standardizace je nutnou součástí průmyslových aktivit a její místo je spojeno s užitnými vlastnostmi a kvalitou výrobků a služeb. Kreativita je svázána se způsobem myšlení člověka, který se formuje ve velmi raném předškolním věku. V průmyslu by kreativita měla být klíčovým zdrojem inovací ve všech formách návrhu a přípravy výroby a služeb.Kreativní přístup bych v průmyslu určitě vyřadil z řešení operativních problémů, tam nepatří! Nedovedu si představit dopady na kvalitu a vlastnosti výrobků po kreativních operativních řešeních či zásazích obsluhy. Petr Brynda (Mitsubishi): Nutně to tak být nemusí, standardizace procesů i jejich krea­tivní řešení se mohou doplňovat. K řešení operativních problémů je nejlepší použít standardní řešení, většinou není čas na vymýšlení kreativních řešení, ke kterým je vhodné se vrátit a vnést do problematiky i jiný pohled, ale až po odstranění operativního problému. U taktických i strategických problémů nás většinou netlačí čas, tak je dost prostoru na kreativitu a porovnávání různých nápadů. Viktor Němec (Oracle): Standardizace procesů je obecně velmi prospěšná věc, která většinou vede k výraznému zvýšení efektivity. Správně navržený procesní model ale počítá se zpětnou vazbou a s možností neustálého vylepšování a zdokonalování. Kromě toho musí ve správném modelu existovat doména „strategie a plánování“, která se zabývá právě tím kreativním přístupem. Standardizace procesů může tedy naopak přispět k tomu, že kreativní nápady budou správným způsobem zpracovány, zdokumentovány, posouzeny a případně implementovány (a „nevyšumí“, jak se často stává v chaoticky řízených organizacích). Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Podle mého názoru je kompletní standardizace opravdu všech procesů v podniku téměř nemožná; vždy budou nastávat nepředvídatelné situace, které se budou muset operativně a kreativně řešit. Již zmíněná digitální transformace pracovních procesů není univerzálním všelékem, ale může pomoci zautomatizovat mnoho rutinních činností, striktně dodržovat předepsané výrobní postupy, předávat okamžitě aktuální informace širšímu počtu zainteresovaných pracovníků, mít elektronické záznamy o skutečné výrobní historii včetně provedených rozhodnutí pro interní nebo externí audity a podobně. Ivo Procházka (SAP ČR): Opak je pravdou. Standardizace procesů a jejich digitalizace povedou k efektivnímu zpracování obchodních zakázek. Kreativní přístup jednotlivců velmi často snižuje celkovou efektivitu výrobní firmy. Lidé jsou většinou bytostně přesvědčeni, že jejich operativní flexibilita je to, co efektivně řeší problémy, ale zapomínají, že problémy jsou většinou způsobeny špatně nastaveným procesem nebo špatně fungujícím softwarem a že mnohdy také svojí operativní flexibilitou způsobují problémy návazným oddělením ve firmě. Ladislav Šmejkal (Teco): Ano, to riziko je reálné – problém se vyskytuje už u jednotlivých plně automatizovaných technologií, kdy operátor jen dohlíží na průběh automatizovaného procesu a v případě mimořádné situace nebo poruchy je zcela bezradný. V rámci tréninku se osvědčuje občas přepnout řízení do ručního režimu nebo chování v mimořádných situacích trénovat v simulaci na trenažéru. Prosadí se digitalizace v průmyslu ve větší míře po odchodu stávající generace řídících pracovníků z vrcholových pozic?Peter Bílik (ANASOFT): Digitalizace, jakož i transformační aktivity podniku z ní vyplývající nejsou z naší zkušenosti omezovány konzervativním managementem. Adaptace nových technologií a digitální transformace a automatizace procesů ve výrobních podnicích nebo zásobovacím řetězci závisejí jenom na cílech daného podniku a vůli jeho managementu. Doba se zrychluje a změny na trhu nebo nastavení nových podnikatelských modelů nastávají častěji než generační obměna. Vzhledem ke společnostem, které jsou lídry digitalizace a jež díky digitalizaci a automatizaci získávají konkurenční výhody, se musí i ostatní společnosti v segmentu nevyhnutně přizpůsobit tomuto tempu, a to z důvodu jak zachování konkurenceschopnosti, tak i udržitelnosti procesů. Odpověď na otázku tedy je: ne, protože už nebude mít význam digitalizovat nebo nebude co digitalizovat. Pavel Roman (Bosch): Přístup k digitalizaci u takzvaných mileniálů a příslušníků generace Z, kteří budou postupně nahrazovat stávající vedoucí pracovníky, je vstřícnější. Lze očekávat, že obecně větší digitální gramotnost, velké požadavky v oblasti propojování a digitální komunikace povedou k rychlejšímu nástupu a rozšíření těchto technologií ve firmách. Jan Ohřál (B&R): O tom není pochyb. Nové generace už přemýšlejí a chovají se více digitálně, ty mladší téměř výhradně. To jsou nejenom budoucí pracovníci, ale také budoucí zákazníci, kteří budou určující pro úspěšnost produktů a služeb na trhu. Mezi stěžejní cíle podnikových managementů patří především snaha zákazníkovi porozumět. Když se bavíme o změně myšlení, musíme si připustit, že v budoucnosti bude pro obchodní úspěch určující ani ne tolik výrobce a jeho „značka“, ale především zákazník a uspokojení jeho individuálních požadavků. Největší soudobou výzvou je takový produkt vyrobit a dodat v krátkém čase. Výrobní náklady přitom však musí ekonomicky odpovídat výrobě sériové. Vlastimil Braun (COMPAS): Nedomnívám se, že míru rozvoje určuje věk manažerů, myslím si, že inovativní myšlení nesouvisí přímo s věkem. Ve výrobě jsou důležité rovněž zkušenosti, a proto vyvážené schopnosti kreativity (vyšší v mladém věku) a zkušeností (souvisejí s vyšším věkem) nutných k tomu, aby se nešlo do utopických cílů, vedou k úspěšným projektům. Nicméně manažeři, kteří se pustí do plné digitalizace, musí být cílevědomí a přesvědčení o tom, že jim projekt digitalizace hodně přinese. Dále jeden z klíčových aspektů úspěchu projektu digitalizace je jeho procesní zavedení (hodně změní procesy ve firmě). Procesní zavedení za manažery podniku žádný dodavatel neudělá, jakkoliv se snažíme manažerům a personálu podniků jako dodavatel digitální továrny pomáhat. Jan Burian, (EY): Nejsem si jistý, jestli zavádění digitalizace v průmyslu vůbec souvisí s věkem manažerů. V českých firmách může generační obměna přinést svěží vítr do digitálních inovací, v zahraničních společnostech působících na území České republiky však bude spíše záležet na přístupu a celkové strategii „matek“. Roman Cagaš (Moravské přístroje): Nesetkal jsem se s informacemi, že by stávající, byť již často nepříliš mladí řídící pracovníci digitalizaci brzdili. Generační výměna na řídicích pozicích asi dynamiku digitalizace nijak výrazně neovlivní. Otto Havle (FCC PS): Četl jsem (asi u Taleba nebo Gladwella) o studii, která dokazovala, že osobnost CEO má jen minimální vliv na úspěšnost podniku. A nemyslím si, že by na vrcholových postech průmyslu seděli zavilí brzdiči pokroku. Větším problémem jsou, podle mého názoru, státní regulace nebo intervence, dotace a snahy diktovat vize (nejen průmyslu) na základě ideologií a aktivistických výstřelků. David Zeman (INFOR): Ne. Digitalizace již začala. Současní vedoucí pracovníci vidí potřebu a chápou přínosy. Nemusí se narodit s chytrými telefony v ruce jako malá generace, ale žijí ve světě digitálních technologií a vědí, jak se tímto světem snadno pohybovat. Zkušení a inovativní manažeři adoptují digitální technologie stejně dobře jako jejich mladší kolegové. Daria Hvížďalová, vedoucí oddělení Solu­tions, JHV-ENGINEERINGV digitalizaci jde obecně o ochotu a připravenost pracovat s daty, analyzovat trendy a předcházet problémům, a ne odstraňovat jejich následky.Daria Hvížďalová (JHV): Myslím, že se prosadí více, až uvidíme rostoucí počet úspěšných praktických implementací a náklady na techniku budou tlačeny dolů. Je asi pravda, že mladší ročníky mají k digitální technice obecně asi o něco blíže, ale rozhodně to neplatí plošně. Mladší management je na jedné straně otevřenější inovacím, na druhé straně však hrozí, že se ocitne v pasti takzvaných buzzwordů. I když jednoznačně převažují přínosy inovaci, občas máme pocit, že požadavek na jejich implementaci plyne jen z nutnosti vyzkoušet novou technologii, bez domyšlení celého kontextu a technického řešení. Otázkou ovšem je, zda je celý proces připraven na digitalizaci jako takovou.Je také třeba si uvědomit, že pro efektivní zavádění principů I4.0 je důležité nejen znát nejnovější technické možnosti, ale také rozumět samotné technologii výroby a vědět, co měřit a zjišťovat a jaké veličiny mohou mít vliv na kvalitu, životnost nástrojů a tak dále. Prolínání generací je tedy z mého pohledu příležitost, jak skloubit znalost možností technických novinek, jejímž nositelem bude spíše mladší generace, se znalostí a zkušenostmi z technologie výroby, což bude častěji doménou generace starší. Petr Schaffartzik (K2): Řídící pracovníci rozhodují o směřování každého podniku. Nevnímám stávající generace jako hlavní brzdu digitalizace v průmyslu. V mnoha případech nezáleží na věku. Spíše vnímám jako brzdu pokroku to, že se podniku v současné ekonomické situaci daří velmi dobře a necítí potřebu investic do digitalizace. Okamžitý byznys dostává přednost před dlouhodobější strategií. Ve spojení s nedostatkem lidí na trhu práce také chybí energie a odvaha provést radikálnější změny. Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Míra prosazení digitalizace v průmyslu bude závislá na mnoha faktorech, kde konzervatis­mus v myšlení řídících pracovníků nebude rozhodující. Lokálně mohou řídící pracovníci postup digitalizace zpomalit, ale tlaku a společenským trendům se nevyhnou. Naproti tomu znám mnoho „starších“ řídících pracovníků, kteří svými znalostmi, zkušenostmi a osobní vizí jsou hybateli v rozvoji a digitalizaci firem. Petr Brynda (Mitsubishi): Myslím, že je to více závislé na konkurenčním prostředí a výhodách, které může digitalizace přinést, případně na nutnosti splnit jejím zavedením normy (například serializace léčiv ve farmaceutickém průmyslu) než na řídících pracovnících. Viktor Němec (Oracle): Podle mého názoru to nebude mít žádný vliv. Konkurence je taková, že žádný řídící pracovník (i ze stávající generace) si nemůže dovolit ignorovat trendy. Zbyněk Červenka, výkonný ředitel Pantek (CS), s. r. o., autorizovaný distributor značky Wonderware pro ČR a SRMluvíme o takzvané digitální transformaci pracovních procesů, kterou jenom technika nevyřeší a lidský faktor (kdo, kdy a jak využívá informace) je zde velmi důležitý.Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Záleží na konkrétních osobnostech ve vrcholovém vedení a firemní kultuře v každém podniku. Existují pokrokové a technologicky progresivní podniky i podniky, jejichž management změny z různých důvodů příliš neiniciuje, dokud k tomu není donucen svými zákazníky nebo legislativou. Ideálním stavem pro digitální transformaci je, když v podniku existuje tým vedený nadšeným a kompetentním vizionářem v této oblasti (technický ředitel, ředitel pro digitalizaci, šéf IT a podobně), který je partnerem jak svému vrcholovému managementu, tak i externím dodavatelským firmám. Kvalifikovaně se vyznat v možnostech dnešních moderních IT a automatizačních systémů rozhodně není jednoduché a vrcholový management má spoustu jiných úkolů. Ivo Procházka (SAP ČR): Více než o generační výměnu půjde o uvědomění si technologických trendů a jejich dramatických dopadů na fungování firem. Ruku v ruce s tím jde i uvědomění si toho, kdo je vlastně konkurence a jak konkurence organizuje výrobu.Úspěšně se bude rozvíjet firma, která správně pochopí důsledky technických trendů, začne se porovnávat s konkurencí z vyspělých trhů a bude o krok napřed v digitalizaci výroby. Ladislav Šmejkal (Teco): Předpokládám, že ano, generační obměna proces urychlí, stejně jako v jiných oborech – mladí mají zcela jiný přístup k technice a informatice, jiný způsob myšlení a jednání. V tom vidím velký potenciál pro budoucnost. Do jaké míry je úspěšná digitalizace společnosti podmíněna přípravou v rámci vzdělávacího systému?Peter Bílik (ANASOFT): Vzdělávací systém zastává klíčovou roli ve vztahu k úspěšné digitalizaci společnosti. Současný vzdělávací systém je stále ve větší míře postaven na informacích v tištěné podobě. Za posledních dvacet let došlo k exponenciálnímu nárůstu informací v digitální podobě, v současnosti zůstává v tištěné podobě méně než 1 % informací, kterými jako lidstvo disponujeme. Především by se měl zvýšit důraz na předměty z oblastí vědy, techniky a matematiky. Tuhle skutečnost si uvědomujeme i v naší společnosti, a proto dlouhodobě podporujeme aktivity a iniciativy vedoucí ke vzdělávání, mimo jiné i robotickou soutěž First Lego League, kde se děti učí programovat. Taktéž spolupracujeme i s univerzitou, kde s Ústavem počítačového inžinierstva a aplikovanej informatiky a Ústavem informatiky, informačných systémov a softvérového inžinierstva Fakulty informatiky a informačných technológií Slovenskej technickej univerzity v Bratislavě spolupracujeme v rámci výzkumné laboratoře pro použití umělé inteligence v systémech smart industry. Pavel Roman, vedoucí korporátní komunikace Bosch Group v ČR a SR, Robert Bosch odbytová, s. r. o.Důležitou otázkou dneška je povolení, zavedení a využití vnitropodnikových sítí 5G. K přenosu dat v nich dochází stokrát větší rychlostí než u sítí 4G.Pavel Roman (Bosch): To je naprosto zásadní předpoklad. Digitální transformaci lze provádět pouze s experty z datových disciplín a s vedením, které toto podporuje a chápe důsledky například investice do datových struktur.Je nutné investovat do vzdělávacího systému tak, aby končící absolventi měli uplatnění na trhu práce, kde lze očekávat vysoké a narůstající požadavky na digitální gramotnost. Bohužel změny ve studijních plánech a akreditace nových oborů přinesou své výsledky až za dlouhou dobu, pravděpodobně až po pěti, možná i až deseti letech. Je třeba hledat i jiné možnosti. Průmysl bude potřebovat více těchto odborníků již podstatně dříve.Cestou, jak situaci s nedostatkem odborníků s novými kompetencemi na pracovním trhu aktivně řešit, by mohly být rekvalifikační programy pro ty již existující. První pilotní projekty známe z Německa. Bosch například otevřel specifické programy na zapracování do nových oblastí či spustil ve spolupráci s univerzitami pilotní programy na rekvalifikaci pro svoje stávající zaměstnance. Přeškolit zkušeného strojního inženýra na vývojáře softwarových řešení či systémového inženýra v oblasti elektronických systémů by mělo být podstatně rychlejší než čekat na promoce nynějších středoškoláků. Jan Ohřál (B&R): Já si myslím, že zbytečně žehráme na vzdělávací systém a čekáme od něj spasení, dokonce si myslím, že u nás až tak špatný není. Dnes se lidé i podvědomě vzdělávají také díky nekonečnému přílivu informací dostupných online. V posledních dvaceti letech sledujeme například ohromný posun už třeba jenom v jazykové výbavě mladé generace, schopnosti přijímat informace v angličtině, umění se prezentovat a samostatně vyjadřovat, bezproblémově komunikovat s vrstevníky kdekoliv na světě. Uvědomění si toho, že svět nekončí na Šumavě, že dnešní digitální technologie neznají hranice. To nám chybělo, v tomto jsou na tom dnešní studenti výrazně lépe. Co se týče techniky samotné, je důležité školní teoretické znalosti uvést do kontextu. Propojit digitální teorii s fyzickou praxí. V tomto směru máme jistě co závidět zemím, kde je velmi úspěšný systém duálního vzdělávání. Praktickou část výuky lze u nás dohnat pouze pravidelnou praxí u konkrétních firem, nejlépe již během studia. Naše firma tímto způsobem pracuje již léta. V poslední době nám velmi výrazně roste zájem studentů o praktickou činnost, o to, vyzkoušet si na mecha­tronických modelech chování fyzických strojů ve skutečnosti, možnost kreativně zkoušet nejrůznější nápady mimo standardní školské laboratorní úlohy. Vlastimil Braun (COMPAS): Vzdělávání je nezbytné nejen pro digitalizaci, ale i pro schopnost inovací a rozvoj personálu firem obecně. Například jako dodavatel řešení Digitální továrny Compas pro diskrétní i dávkové výrobní procesy pořádáme workshopy a školení personálu výrobních podniků, včetně vysvětlování vize čtvrté průmyslové revoluce ve výrobě, a to v podobě německé iniciativy a vznikajících standardů Platformy Industrie 4.0. Kromě jiného Industrie 4.0 (dále I4.0) je jediná mně známá platforma, která má podrobný technický obsah a standardy, což například Národní iniciativa Průmysl 4.0 neobsahuje, a tedy průmysl 4.0 nelze v praxi aplikovat. To by se mělo zlepšit a potom je možné nasadit témata do vzdělávání a dát k dispozici podnikům. Mimo jiné naše průzkumy ukazují katastrofální neznalost digitalizace a principů I4.0 jak u personálu výrobních firem, tak překvapivě i u inženýrsko-dodavatelských firem, které dokonce téma I4.0 prezentují ve svých příspěvcích na konferencích a v médiích, ale mnoho o I4.0 nevědí. Jan Burian, (EY): Vzdělávací systém na digitalizaci jako takovou může připravit pouze do omezené míry. S tím, jakým tempem nové technologie přicházejí a zase zastarávají, je klíčové přijmout ideu celoživotního vzdělávání. Tedy nikoliv, že střední či univerzitní vzdělání bude dostačovat po celý pracovní život.Samozřejmě je důležité se snažit o propojení teoretického a praktického vzdělání. Na druhou stranu průmysl musí dát mladým lidem větší motivaci než pouze „stát celý den u stroje“ (jakkoliv moderního) a zejména mzdu, která zajistí slušný životní standard. Jinak ještě vzroste odliv kvalitních a chytrých pracovníků z průmyslu, zejména do oblasti služeb. Roman Cagaš (Moravské přístroje): Co je to úspěšná digitalizace společnosti? Je to stav, kdy ztratíme poslední zbytek osobní svobody a kdy bude nepřetržitě online hlídáno naše chování a udržován náš sociální kredit jako v Číně? V případě vzdělávacího systému nejde o to, aby více lidí lépe rozumělo například informačním technologiím. Chovám určitou naději, že je zde souvislost mezi úrovní vzdělanosti a hodnotou svobody. V tomto kontextu je vzdělávací systém velmi důležitý. Otto Havle, FCC průmyslové systémyJiž mnohokrát se stalo, že interpolace vývoje vycházející ze současného stavu a současných technologií implikovala alarmující limity, které se pak ukázaly bezvýznamné, protože skutečný vývoj šel úplně jinudy. Větším problémem jsou, podle mého názoru, státní regulace nebo intervence, dotace a snahy diktovat vize (nejen průmyslu) na základě ideologií a aktivistických výstřelků.Otto Havle (FCC PS): Vzdělávací systém nepodmiňuje jen úspěšnost digitalizace, ale celé společnosti. Současné aktivistické trendy, které získávají stále větší vliv na řízení školství i státu, upřednostňují získávání měkkých dovedností. Tvrdá data si přece každý najde na Googlu. Titíž lidé ovšem prohlašují, že internet je plný fake news. Je jasné, že lidem, kteří neumějí zpracovat a vyhodnotit tvrdá data, se lépe vládne. Ale na průmysl to má devastující vliv. A nejde jen o „tradiční“ průmysl, o kterém se dnes s oblibou tvrdí, že nemá budoucnost. Jde o budoucnost Evropy jako suverénního regionu, který bude schopen vlastních ekonomických aktivit. Jak píše Marian Kechlibar: bylo by smutné, kdyby se naši vnukové živili předváděním se v kostýmu Krtečka před čínskými turisty. David Zeman (INFOR): Digitalizace se opírá o inteligentní pracovní sílu, zaměstnance, kteří jsou technicky zdatní, velmi se angažují v proaktivním rozhodování a mají kritické soft skills, jako je schopnost spolupráce a řešení konfliktů. Výroba se zaměřuje na dnešní školy, aby vychovávaly absolventy, kteří jsou zvědaví a připravení na celoživotní vzdělávání. Daria Hvížďalová (JHV): V oblasti vzdělávání vyvolala digitální revoluce mnoho pochybností a velký stupeň nejistoty: nikdo si není jistý, co a jak bychom měli v tomto novém století učit. Čelíme mnoha novým otázkám. Jakou roli by měla hrát technika ve vzdělávání? Jaká je role učitele v novém scénáři? Jak neformální vzdělávání pomáhá připravit studenty na život ve společnosti 21. století?Důležitým aspektem podle mého názoru je to, že vzdělávací systém si již nemůže dovolit důraz na memorování, jelikož zdroje dat jsou nekonečné, ale spíše musí být založen na filtrování a zpracování dostupných informací. Petr Schaffartzik (K2): Vzdělávací systém určuje, jací lidé budou vstupovat na trh práce. Tito lidé mají znalosti a očekávání, která z jejich znalostí vyplývají. Firmy si musí uvědomit, že už mnohdy nestačí konkurovat na trhu práce velikostí a značkou s mnohaletou historií. Dnes mnohem více rozhoduje prostředí firmy. A nejde pouze o firemní sídlo a vybavenost kanceláří. Mladé lidi stejně tak zajímá smysluplnost procesů ve firmě a kvalita softwaru, se kterým budou pracovat. Čím kvalitnější bude příprava mladých lidí v rámci vzdělávacího procesu, tím větší bude tlak na firmy, aby reagovaly. V mnoha případech totiž platí, že lidé na trhu práce jsou. Jenom je ne všechny firmy umějí zaujmout a nabídnout jim adekvátní pracovní prostředí. Vladimír Kebo, Mendelova univerzita BrnoCo se týče limitů digitalizace, vyzdvihl bych ty obecné – společenské. Zde nejen „digitalizaci“ chybějí jasně definované společné cíle a systémová opatření, která budou konsenzuálně přijata celou společností a nezmění se po nejbližších volbách. K tomu ovšem potřebujeme dlouhodobě platné společné hodnoty – pravda, čest, osobní zodpovědnost, lušnost a vzájemný respekt, odvaha spojená s odpovídající pokorou, zkrátka uznání a respektování klasických společenských hodnot demokratické společnosti.Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Jestliže vláda bere vážně digitalizaci společnosti, tak by se měla konečně intenzivně věnovat nejdůležitější strategické agendě v zemi – systému školství. Chaotické financování pedagogických pracovníků bez předem jasně definovaných a demokraticky prodiskutovaných dlouhodobých cílů může nadělat více škody než užitku. Dejme učitelům a akademickým pracovníkům pevný bod ve vesmíru – cíle a zdroje, a zbavme je přebujelé byrokracie – a věřím tomu, že naši důvěru nezklamou a povedou mladou generaci ke kreativitě.Osobně jsem v denním kontaktu s mladou generací a mohu konstatovat, že „digitální“ dovednosti jsou přirozenou součástí jejich světa a přes nedostatky ve vzdělávacím systému nemám obavy o naši budoucnost. Petr Brynda (Mitsubishi): To je dost obecná otázka, nemyslím si, že je nutně podmíněna ve vzdělávacím systému. Digitalizace společnosti záleží hlavně na tom, jak bude digitalizace pro uživatele atraktivní. Ve škole nás nikdo neučil pracovat se sociálními sítěmi, mobilními aplikacemi, nakupovat přes e-shopy, a přesto se jejich používání úspěšně uchytilo. Viktor Němec (Oracle): Na toto téma by se dal napsat dlouhý článek, protože odpověď na tuto otázku má spoustu aspektů. Řečeno velmi stručně: vzdělávací systém hraje naprosto zásadní roli. Práce s informacemi a digitálními technologiemi se během posledních dvaceti let radikálně změnila. Spousta tradičních postupů (uvedu tolikrát omílaný příklad „biflování“ letopočtů) ve výuce již není relevantní. Nyní jde o to, jak správně a rychle informace najít, vyhodnotit jejich důležitost a jak je dát do souvislostí s mým problémem. Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Velkou výhodou je, že dnešní mladá generace si bez digitálních technologií již vůbec nedokáže představit svůj osobní život, takže i ve svých budoucích zaměstnáních bude digitalizaci plně podporovat a aktivně ji využívat. Vzdělávací systém s kvalitní výukou zaměřenou na digitální technologie, včetně podpory vlastních vzdělávacích procesů těmito technologiemi, může samozřejmě velmi pomoci. Nicméně poté v praxi již záleží na iniciativě každého člověka a jeho touze maximálně zefektivnit práci svoji i svých kolegů. K tomu přispívá i příležitost prakticky využívat moderní technologie, které jsou ve výrobních podnicích obecně přece jenom dostupnější než v akademickém prostředí, i když výjimky by se určitě našly. Ivo Procházka (SAP ČR): Digitalizace průmyslu je vzdělávacím systémem zásadně podmíněna. České vysoké školství nevychovává dostatek IT odborníků s přesahem do oborů, v nichž bude digitalizace probíhat. Bude-li například výrobní firma modernizovat podnikový informační systém s vysokým podílem automatizace, strojového učení a robotizace, nebude v budoucnu dostatek IT odborníků, kteří budou rozumět problémům výrobních firem a budou schopni takový komplexní systém v prostředí výrobní firmy efektivně zprovoznit. V porovnání s vyspělými trhy to bude strategická překážka, jež by mohla Českou republiku delegovat mezi technicky zaostalé země. Ladislav Šmejkal, Teco, a. s.Řešitel by měl být nejenom technicky zdatný, ale měl by mít i „diplomatické a psychologické schopnosti“, vidět problém i z pohledu budoucích uživatelů, umět se uživatelů ptát a „dostat je do hry“, dotvářet s nimi zadání, umět si vymýšlet, vést je a řešení vytvářet v interakci s nimi tak, aby se cítili spoluřešiteli, a výsledek přijali „za svůj“.Ladislav Šmejkal (Teco): Pro úspěšnou digitalizaci podnikových procesů považuji kvalifikaci řešitelů za zásadní. Je to komplexní problém, který je třeba řešit v mnoha souvislostech – je třeba řešit mnoho dílčích úkolů technického i netechnického charakteru. Řešitel by měl být nejenom technicky zdatný, ale měl by mít i „diplomatické a psychologické schopnosti“, vidět problém i z pohledu budoucích uživatelů, umět se uživatelů ptát a „dostat je do hry“, dotvářet s nimi zadání, umět si vymýšlet a vést je a řešení vytvářet v interakci s nimi tak, aby se cítili spoluřešiteli a výsledek přijali „za svůj“. Je nutné předpokládat, že předávacím protokolem řešení nekončí, že digitalizace je „nekonečným příběhem“. Takový úkol nemůže vyřešit „nějaký ajťák“, absolvent nějaké obskurní školy, která „taky učí IT“. Škol, které poskytují potřebnou kvalifikaci, není mnoho (pokud vůbec existují) – a navíc je ještě potřebná nějaká doba „školy života“. Ve vzdělávacím procesu pro tuto kvalifikaci (i pro jiné) vidím největší omezení. Pokud se na robotizaci pohlíží jako na nahrazení operátorů, nejde spíše o nahrazení obslužné práce tam, kde ji dříve nebylo možné řešit strojem?Peter Bílik (ANASOFT): Roboty se primárně používají tam, kde se vykonává rutinní práce. Doposud to byly vesměs práce manuální, v budoucnu ale můžeme očekávat použití robotů v činnostech bez ohledu na to, jestli jde o manuální, nebo znalostní práci. V současnosti je tlak na používání robotů všude tam, kde jde o nebezpečnou nebo „špinavou“ práci. Do popředí se však dostávají roboty, které budou za lidi dělat veškerou „nudnou“ práci. Hodně takové nudné práce je založeno na znalostních zručnostech, ve kterých lidi poráží umělá inteligence. Za robotizaci totiž lze považovat i používání digitálních dvojčat a inteligentních informačních agentů. Právě autonomní inteligentní informační agenty představují nezbytnou součást konceptu chytré továrny (smart factory) a jsou základním stavebním prvkem systémů smart industry. Vzhledem k jejich vlastnostem interoperability, adaptability a kognitivním schopnostem umožňují při autonomním řízení výrobních a logistických procesů využívat kolektivní inteligenci.Pavel Roman (Bosch): Robotizace se hlavně zaměřuje na jednotvárnou náročnou práci, která nevyžaduje kreativitu člověka a kde robotika kompenzuje „nedostatky“ člověka – pozornost, přesnost a tak dále. Lidé by se naopak měli zaměřit na práce s vysokou přidanou hodnotou, kterou nelze nahradit stroji.Rozvoj výroby robotů pro průmyslové využití přišel v 70. letech minulého století. Za téměř padesát let bylo vytvořeno nepřeberné množství variant co do velikosti, funkce, rychlosti nebo tvaru. V poslední době došlo k výraznému zlevnění pohonů a řízení. Postupující robotizace bude mít významný dopad na mnoho pracovních pozic napříč odvětvími. Budou zanikat nepotřebné pozice a vznikat nové. Stále však v průmyslu existuje a bude mnoho výrobních technologií, které se bez lidské přítomnosti neobejdou. A tak s příchodem kolaborativních robotů dojde k propojení lidské a strojní činnosti. Jan Ohřál (B&R): Já si myslím, že robotizace je dnes již poněkud zastaralý pojem, fáze, kterou má průmysl již většinou za sebou. V celém procesu digitalizace nejde přece pouze o změnu způsobu obsluhy stávajících technologií. V budoucnosti se budou stále více prosazovat flexibilní výrobní systémy s roboty a zde nemám na mysli pouze standardní průmyslové roboty, jak je známe dnes, ale i různě složitá či jednoduchá mechatronická výrobní a transportní zařízení, včetně mobilních. Výrobní proces nebude určován strojem, ale výrobkem samým, respektive jeho digitálním obrazem v datech, stroj se pružně přizpůsobí. A to až do úrovně jednoho unikátního kusu. Vlastimil Braun (COMPAS): Myslím, že využití robotů je neustále zdokonalováno a monotónní a opakovanou práci lidí jimi bude v blízké budoucnosti možné nahradit zcela. Možnosti robotů a jejich příslušenství, jako například schopnosti chapadel, se rychle zdokonalují a doplněné o schopnosti analýzy obrazů a jejich rozpoznávání jsou již nyní úžasné. Momentálně vyvíjíme montážní linku se čtyřmi roboty montující výrobek z deseti volně sypaných komponent. Roboty nahrazují manuální práci devíti lidí, a jestliže se to podaří, bude to obrovský skok v možnostech současné techniky a robotiky. Jan Burian, Senior Manager, Advisory – Performance Improvement, Ernst & Young, s. r. o.Průmysl musí dát mladým lidem větší motivaci než pouze „stát celý den u stroje“ (jakkoliv moderního) a zejména mzdu, která zajistí slušný životní standard. Jinak ještě vzroste odliv kvalitních a chytrých pracovníků z průmyslu, zejména do oblasti služeb.Jan Burian, (EY): Cena, respektive ne vždy optimální finanční návratnost, a požadavky na prostor byly dlouhou dobu klíčovými faktory omezujícími zavádění robotů ve výrobních podnicích a skladech. Díky snížení ceny robotů a zejména nástupu kolaborativních robotů se otevřely pro mnohé společnosti možnosti, jak zvýšit podíl automatizace ve výrobě.Robotizace jako taková by však mohla mít určitě vyšší ambice než pouhé nahrazení člověka strojem. V době takzvané mass customisation, tedy vysoce individualizované výroby podle přání zákazníka, jde zejména o vysoce flexibilní systém propojení konfigurátoru výrobku, PLM, ERP a právě i robotů, které jsou schopné daný výrobek vyrobit podle digitalizovaného zadání. Roman Cagaš (Moravské přístroje): Robotizace, která nahrazuje pracovníky ve výrobě, není žádným novým moderním trendem. Je součástí automatizace průmyslu již desítky let a žádný revoluční zlom se zde neodehrává. Velké změny přinese robotizace spojená s umělou inteligencí, která bude schopna řídit auta, vlaky a letadla, vykonávat veškeré úřednické práce a také kvalitně a neúnavně řídit průmyslové výrobní provozy. Otto Havle (FCC PS): Samozřejmě. A paradoxní je, že k tomu dochází nejdříve na poli rutinní fyzické práce, a nikoliv rutinní práce duševní. Každý systémový inženýr jistě zaregistroval, že úřednickou práci lze modelovat systémem bez zpětných vazeb a její výsledek spočívá pouze ve vytištěném papíru. Mechatronický systém je z hlediska algoritmů i zpracování a použití dat mnohem komplikovanější. David Zeman (INFOR): Robotika je často používána k provádění opakovaných úkolů, zejména těch, které vyžadují extrémní přesnost nebo odolávají extrémním podmínkám prostředí, jako jsou teplotní extrémy nebo nebezpečná místa. Daria Hvížďalová (JHV): Podle World Economic Forum by digitalizace mohla v letech 2016 až 2025 vytvořit celosvětově až šest milionů pracovních míst v odvětví logistiky, softwaru a elektrotechniky. Jinde automatizace nahradí mnoho lidských pozic. Výsledkem digitální transformace jsou jak vítězové, tak i poražení; to závisí na tom, zda podniky v blízké budoucnosti dovedou zaměstnance dále rozvíjet a formovat další generaci talentů pro digitální věk. Petr Schaffartzik (K2): V oblasti fyzické manipulace s produkty, jako je tomu například ve výrobě nebo v logistice, to platí. Jestliže připustíme, že pod slovo robot patří i čistě softwarová řešení, pak se zde objevuje mnohem větší skupina pracovních pozic, které jsou nahrazovány. Automatické zpracování objednávek z webu včetně celé logistiky je jeden z nejčastěji automatizovaných procesů. Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Náhrada práce člověka byla součástí všech průmyslových revolucí, čtvrtou, digitální nevyjímaje. Robotizaci v průmyslu, která nás provází už více než padesát let, bych spíše vnímal jako snahu o zvýšení kvality výroby a produktivity práce. Jedním ze současných hlavních limitů použití robotů je bezpečnost lidské obsluhy ve výrobních linkách. Například používání kolaborativních robotů nepovažuji za cílové řešení pro průmysl, je to pouze mezikrok k totální automatizaci výroby a plnému využití kyberneticko-fyzikálních systémů. Petr Brynda, Business Development Manager, Mitsubishi Electric Europe B. V., Czech BranchDigitalizace společnosti záleží hlavně na tom, jak bude digitalizace pro uživatele atraktivní. Ve škole nás nikdo neučil pracovat se sociálními sítěmi, mobilními aplikacemi nebo nakupovat přes e-shopy, a přesto se jejich používání úspěšně uchytilo.Petr Brynda (Mitsubishi): Tam, kde se dnes nasazují roboty, se daly využít roboty nebo automatizace i dříve, ale bylo to pro společnosti nerentabilní. Robotizace i automatizace se zavádějí ve vyšší míře z důvodu nedostatku pracovníků, zdražení lidské práce a zlevnění techniky. Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Robotizace posouvá určité výrobní procesy na zcela jinou úroveň – kvalitativní, kvantitativní i z hlediska ochrany zdraví a bezpečnosti výroby. Při výrobě automobilů je například ruční svařování a lakování nadále možné, avšak roboty tuto práci vykonávají řádově rychleji a ve stejnorodé kvalitě lépe než jakýkoliv člověk. Místo výrobních operátorů se v robotizované výrobě najde uplatnění pro jiné profese, zejména v údržbě těchto zařízení. Ivo Procházka (SAP ČR): Cílem robotizace je kompletně nahradit lidskou práci. Rozsah robotizace je zatím limitován technickým pokrokem a cenou. S budoucím vývojem tyto dvě překážky postupně zmizí. Ladislav Šmejkal (Teco): Mechanické řešení robotů dovoluje řešit stále složitější operace, obzvláště ve spojení s „chytrými algoritmy“ řízení, někdy již s využitím určité míry umělé inteligence. Postupně mohou řešit i úkoly dosud vyhrazené pro „lidského operátora“, a nenahrazují tak pouze „fyzickou sílu“ člověka, ale postupně přebírají i jeho „šikovnost“. Ostatně je otázka, kde je hranice pojmu „robot“? Zdaleka to není jen „řízené manipulační zařízení“, případně kooperující s člověkem, nebo stroj „humanoidního vzhledu“. Za robot je možné dnes považovat i autonomní vozidlo nebo programový produkt. Digitalizace v dnešním slova smyslu je spojována s internetem. Mnoho průmyslových projektů bylo realizováno ještě před érou internetu. Tyto projekty jsou velmi efektivní, i když ke komunikaci nevyužívají internet. Uplatňují v sobě umělou inteligenci, sběr a analýzu obrovského množství technologických dat zpracovávaných v reálném čase a podobně. Je nutné spojovat čtvrtou průmyslovou revoluci a digitalizaci pouze s využitím internetu?Peter Bílik (ANASOFT): Čtvrtá průmyslová revoluce, tedy to, co se v Evropě označuje jako průmysl 4.0, se například ve Spojených státech nazývá internet věcí (Internet of Things, IoT), což zároveň poukazuje na postavení a význam internetu. Jedním ze základních principů průmyslu 4.0 je právě interoperabilita, kdy jednotlivé průmyslové komponenty, a to i v případech, kdy jsou samy o sobě efektivně fungující, musí navzájem komunikovat. Když chce podnik správně a pružně reagovat na měnící se prostředí (a je jedno, zda jde o vnější výrobní prostředí nebo o změny na trhu či ve spotřebitelském chování nebo o další externí a interní vlivy a faktory), musí být zabezpečen pružný tok informací napříč celým podnikem. Nedovedu si představit jiný způsob vzájemné komunikace než ten, který využívá internet. Internet je fundamentální součást i při zavádění autonomní koordinace a synchronizace procesů ve výrobním toku (horizontální integrace). Stejně tak když dochází k vertikální integraci na principu propojení modelem „shop floor to top floor“, má internet nenahraditelnou pozici. Pavel Roman (Bosch): Internet v souvislosti se čtvrtou průmyslovou revolucí není rozhodně podmínkou nutnou. Jsou i jiné způsoby, jak propojovat různá zařízení. Důležitou otázkou dneška je povolení, zavedení a využití vnitropodnikových sítí 5G. K přenosu dat v nich dochází stokrát větší rychlostí než u sítí 4G.Propojování podniků a jejich inteligentních autonomních systémů pak přinese výhody v logistice, nových obchodních modelech nebo v servisu. Internet je jakýsi spojovací článek, který otevírá dveře k nekonečnému množství informací, úložištím dat – cloudům, a aplikacím zpracovávajícím data na těchto cloudech. Jan Ohřál (B&R): Já myslím, že ano, čtvrtá průmyslová revoluce je produktem internetového věku, i když ne vždy musí být souvislost přímá. Samou revoluční podstatou je vzájemné digitální propojení a zde nemusí jít vždy o připojení na veřejný internet, ačkoliv i ten hraje nezastupitelnou roli, například v dodavatelsko-odběratelských vztazích nebo globální logistice. Stejně tak i pokročilé průmyslové zobrazovací systémy dnes používají internetové technologie (HTML), které umožňují sledování procesů prakticky odkudkoliv. Tyto systémy by bez internetu vůbec nevznikly. V poslední době se stále častěji uplatňuje zpracování dat na „hraně“ mezi výrobním a vnějším, chcete-li internetovým či „cloudovým“ světem. Jde o takzvaný edge computing, využívající možnosti zpracování dat ještě na půdě průmyslového závodu, což umožňuje pružnější odezvu, lepší agregaci dat a jejich předzpracování před případnou další analýzou v cloudu, je-li tato ještě vůbec nutná. Ovšem i v těchto postupech se využívají principy internetového propojení, přestože data nemusí podnik vůbec opustit. Vlastimil Braun (COMPAS): Internet zcela jistě podporuje nová IT řešení a umožňuje vyvíjet nové IT architektury a obchodní modely, které jsou například spojovány s řešeními na principu poskytování softwarových funkcí v podobě služby. Příkladem je naše řešení „Chytré digitální továrny Compas“, vyvíjené na principech I4.0 (inteligentní komponenty výroby, autooptimalizace, autokonfigurace a tak dále), a dále již vyvinuté řešení poskytování MES jako služby C4C (COMES for cloud). Internet je pouhým technickým prostředkem, ale neposkytuje inovativní řešení jako takové. Především co se týče výrobních továrnen, musí být funkce implementovány v produktech jako takových. Jan Burian (EY): Když se díváme na digitalizaci v kontextu českých firem, tak využití internetu skutečně není úplně podmínkou nutnou pro vybudování moderní továrny.Na druhou stranu s využitím platforem IoT a potřebou propojování zákazníků, výrobců a dodavatelů poroste i význam přenosu dat, a tedy i využití internetu.Mezi digitalizací a internetem tedy nemusí být nutně rovnítko, osobně internet považuji spíše za jeden z takzvaných enablerů digitalizace průmyslu. Roman Cagaš, ředitel společnosti, Moravské přístroje, a. s.Strach mám spíše z digitalizace státu, který bude mít postupně k dispozici stále více prostředků pro nepřetržitý dohled nad každým člověkem.Roman Cagaš (Moravské přístroje): Internet je pro digitalizaci jen jedním z komunikačních prostředí. Koncept všeobjímající ploché komunikační struktury internetu, do které jsou zapojeny všechny senzory a vůbec všechna zařízení na této planetě, je jen jednou z často publikovaných podivností reklamních kampaní zvaných průmysl 4. 0. Efektivní, odolné a životaschopné systémy naopak potřebují hierarchické uspořádání. Mohou tak lépe vzdorovat jak hackerům, tak i dozoru silného a všehoschopného státu. Spojovat digitalizaci pouze s využitím internetu není rozumné.Velký význam internetu ale spočívá v tom, že klíčové internetové technologie slouží celému lidstvu a dosud se ani nejsilnějším firmám nepodařilo je dostat pod svou kontrolu. Internetové standardy tak silným hráčům poněkud komplikují jejich snahu o uzamčení svých zákazníků. Otto Havle (FCC PS): Průmysl 4.0 se prezentuje hlavně jako technická revoluce. Já osobně jej chápu jako společenskou změnu, kterou nové technologie umožní a vlastně i způsobí. Nebude to v horizontu, který v projektech zavádění průmyslu 4.0 prezentují žadatelé o granty, ale k hlubokým změnám tradičního obchodního nebo výrobního modelu dojde. Jen malou analogii: na úplném počátku 90. let jsem se dostal na prezentaci manažerky Microsoftu, která přijela do Prahy propagovat internet. Mluvila o tom, jak internet úplně změní způsob obchodování. Co by se mohlo změnit na tom, že přijde objednávka a já odešlu zboží a fakturu, bylo pro mne tenkrát opravdu nepochopitelné – samozřejmě i v kontextu doby, která právě končila. Předpokládám, že se v současnosti nacházíme v podobné situaci, jen ty změny budou možná daleko razantnější a obávám se, že i bolestivější. David Zeman (INFOR): Samozřejmě že ne. Shromažďování a sdělování dat mohou být interní a provádějí se prostřednictvím intranetů a nástrojů pro spolupráci, které jsou součástí systémů ERP. Pro optimalizaci přínosů by však měla být propojena celá síť kolegů, globální síť dodavatelských řetězců a subdodavatelé a partneři, kteří budou sdílet relevantní údaje. Daria Hvížďalová (JHV): Je nepopiratelné, že ještě před rozvojem internetu bylo postaveno mnoho skvělých projektů, ale například úroveň umělé inteligence v minulém století byla velmi omezená vzhledem k nízkému výpočetnímu výkonu, omezené paměti i malé velikosti dostupných tréninkových dat. Díky internetu a připojení k výpočetním centrům je možné všechny tyto veličiny násobně vylepšit.Rozšíření internetu v průmyslu s sebou přináší také zcela nové obchodní modely, jako je výroba na míru zákazníkovi v jednokusových sériích (takzvaná batch size one). Zákazník si na webu sestaví výrobek (například boty konkrétního designu, barevné kombinace a velikosti), který se až po objednání vyrobí a odešle.Podstatou digitalizace rozhodně není internet jako takový, ale koncepce propojení světa reálných fyzických objektů (strojů, zařízení, robotů, výrobků nebo lidí) a světa virtuálního, kde je každá fyzická jednotka zobrazena jako virtuální a její chování simulováno softwarovým modulem. Základním prvkem je ale vzájemné propojení jednotlivých autonomních jednotek prostřednictvím sítě, anglicky Internet of Things – IoT.Díky kombinování dat ze senzorů a řídicích systémů, tedy reálného světa, a dat z virtuálních modelů zařízení a strojů získáváme kompletnější informace. To umožňuje predikci poruch, neustálé optimalizování všech procesů a přizpůsobování se aktuálním podmínkám v reálném čase, což je cílem čtvrté průmyslové revoluce. Petr Schaffartzik (K2): Myslím si, že pojem čtvrtá průmyslová revoluce je spíše otázka marketingu. Současnou situaci vnímám jako postupující trend digitalizace a automatizace, jehož součástí se v posledních letech stává mnohem více internet a umělá inteligence. Spíše by mne zajímalo, jak toto období bude hodnoceno s odstupem 30 až 50 let a zda si v té době ještě někdo vzpomene, že jsme tak často hovořili o průmyslu 4.0. Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Internet jako celosvětový systém vzájemně propojených počítačových sítí je vynikající nástroj pro komunikaci, sdílení a výměnu informací, ale není jediný. Internet pracuje s digitálními objekty a symboly a svým otevřeným způsobem komunikace vytváří bezpečnostní rizika a hrozby, které nejsou pro konkrétní průmyslovou výrobu akceptovatelné. Internet může být výhodným zdrojem informací pro průmysl, pokud tyto budou efektivně zpracovány a vytěženy ve formě analýz, grafů, reportů a podobně. Někdy mi připadá, že firmy sbírají, skladují a udržují gigabajty dat, která jim i přes užití sofistikovaných softwarových nástrojů nevytvářejí žádnou přidanou hodnotu, kromě toho, že jsou in. Čtvrtou průmyslovou revoluci bych s internetem přímo nespojoval, jde o „kybernetickou revoluci“ spojenou s digitalizací průmyslu a společnosti jako celku. Naučili jsme se modelovat a využívat nástroje lidského myšlení v aplikacích umělé inteligence. Efektivně v průmyslu využíváme symbolickou zpětnou vazbu a virtualizaci a snažíme se využít sociální zpětnou vazbu. Tyto nové nástroje aplikované v průmyslu jsou zdrojem dalšího rozvoje na straně jedné, ale současně otevírají nové otázky spojené zejména s bezpečností a etikou umělé inteligence. Petr Brynda (Mitsubishi): Sám pojem čtvrtá průmyslová revoluce (Industry 4.0) je umělý pojem vymyšlený a uveřejněný německými politiky na veletrhu Hannover Messe 2013. Mitsubishi Electric představilo koncept digitalizace výroby e-F@ctory již v roce 2003 a první linka postavená na této platformě byla uvedena do plného provozu v roce 2005. Digitalizace výroby a metody výpočtů založených na algoritmech umělé inteligence se využívají v různém rozsahu již od 60. let 20. století. Nárůst výkonu procesorů a propustnosti komunikačních sítí v poslední době nabízí stále větší možnosti nasazení technologií pro digitalizaci výroby, zejména pro online testy během výroby s následnou optimalizací výrobních parametrů. Viktor Němec, Se­nior Presales Manager, Oracle Czech, OracleStandardizace procesů může tedy naopak přispět k tomu, že kreativní nápady budou správným způsobem zpracovány, zdokumentovány, posouzeny a případně implementovány (a „nevyšumí“, jak se často stává v chao­ticky řízených organizacích).Viktor Němec (Oracle): Nechci hodnotit používání termínu „čtvrtá průmyslová revoluce“ – to je věc terminologie. Zásadním přínosem internetu je otevřenost a možnost relativně snadného propojení různorodých systémů po celém světě. Ty průmyslové projekty, které jsou zmíněny v otázce, jsou většinou proprietární a omezené buď jen na jednu společnost, nebo na úzké odvětví. Příkladem může být technologie EDI (Electronic Data Interchange), která existuje snad už od 80. let. Dříve existovaly privátní sítě EDI, které podporovaly jeden konkrétní dodavatelsko-odběratelský řetězec. Díky internetu je možné EDI používat v podstatě neomezeně, začaly vznikat otevřené EDI huby. Internet také umožňuje propojovat EDI zprávy s jinými informacemi nebo službami, které jsou na internetu k dispozici, a tím celý proces výměny dat podstatně obohatit. Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Obecně rozhodně ne. Určité výrobní technologie nebo procesy (například jaderné elektrárny) musí být i nadále izolovány od vnějšího světa, zejména kvůli kybernetické bezpečnosti. A jak je v otázce uvedeno, i bez použití internetu vzniklo dříve mnoho „digitálních superaplikací“, a to i u nás v České republice a na Slovensku. Pro určité podniky však může být výhodné přesunout některé své činnosti do prostředí cloudu, to je prostřednictvím internetu využívat vzdálený výpočetní hardware i software. Odpadá tak nutnost lokálního pořizovaní, správy a obnovování těchto prostředků. Toto využívání vzdáleného výkonu může být například velmi výhodné pro podniky s více závody, které tak mohou snadno využívat stejnou infrastrukturu a mít i stejné prostředí pro vyhodnocování a porovnávání klíčových výrobních ukazatelů. Ivo Procházka, expert na řešení pro průmysl, SAP ČRCílem robotizace je kompletně nahradit lidskou práci. Rozsah robotizace je zatím limitován technickým pokrokem a cenou. S budoucím vývojem tyto dvě překážky postupně zmizí.Ivo Procházka (SAP ČR): Ne nutně. Digitalizovat aktivity výrobního podniku lze, jak správně říkáte, za pomoci IT systému běžícího ve výrobní firmě bez většího zapojení internetu. Internet ale pomáhá výrobním firmám lépe komunikovat s partnery a zákazníky, a efektivně tak spravovat komplexní dodavatelský řetězec. Internet také pomáhá řídit výrobu, která je rozprostřena přes vícero výrobních závodů. Když se firma i s jedním výrobním závodem rozhodne přesunout IT systém nebo jeho části do cloudu, pak internet a internet věcí hrají naprosto zásadní roli. Ladislav Šmejkal (Teco): Domnívám se, že internet je důležitým nástrojem pro digitalizaci a čtvrtou průmyslovou revoluci, ale není jejich podmínkou. ZávěrNámět na téma této diskuse vznikl v souvislosti s diskusí před auditoriem na Fóru automatizace na letošním veletrhu Amper. Děkuji jak účastníkům fyzické diskuse za zpracování svých názorů z ní a doplnění o odpovědi na další otázky, tak dalším osloveným odborníkům. Jsme opravdu rádi, že zazněly velmi rozsáhlé odpovědi a že si nejednou odporují. Tato situace svědčí o tom, že uvedené téma je současné a myšlenky, ideje, možnosti a praxe se neustále rozvíjejí. Děkujeme všem účastníkům za čas, který otázkám a odpovědím věnovali. Diskusi připravil Radim Adam. (Redakčně upraveno.)

Industrie 4.0: mezi konceptem a technickou praxí

V roce 2011 vstoupil do světa výroby pojem Industrie 4. 0. Napůl koncept, napůl inicia­tiva – pojem Industrie 4.0 byl představen Fraunhoferovým ústavem a německou spolkovou vládou za podpory významných německých průmyslových asociací a firem. Koncept Industrie 4.0 popisuje vizi budoucnosti průmyslu, kde se budou kombinovat informace v digitální podobě a výrobní technologie. Podobné ambice jako německý koncept Industrie 4.0 mají i některé další iniciativy: průmyslový internet věcí (IIoT – Industrial Internet of Things) nebo chytrá výroba, smart manufacturing. Výsledkem je, že v současné době je v různých konceptech poněkud zmatek a někteří pochybují o reálném potenciálu využití těchto trendů.V tomto článku shrneme historii Industrie 4.0 a podíváme se na problémy, které řeší. Navíc identifikujeme obory, které budou mít z této iniciativy největší užitek, a předpovíme, jak by se koncept mohl rozvíjet. Historie a cíle Industrie 4.0Technické aspektyNa konci 90. let 20. století spatřily světlo světa nové řídicí architektury kombinující informační systémy s tradiční automatizační technikou. Tyto architektury usnadnily integraci různých disciplín řízení prostřednictvím etablovaných metod známých ze světa IT. Místo tradičních programovatelných automatů označovaných jako PLC (Programmable Logic Controller) se objevily programovatelné automaty PAC (Programmable Automation Controller) a průmyslové počítače – IPC. Zařízení obou kategorií se vyznačují rozhraními pro komunikační sítě a ovladači pro databáze, které umožňují přistupovat k informacím na úrovni provozního řízení a sdílet je. Ovšem průmyslové stroje a zařízení mají dlouhé životní cykly, takže zavádění nové techniky je pomalé. V současné době jsou integrované architektury již standardem, snad až na nejmenší stroje.Průmyslový Ethernet přinesl do oblasti komunikačních sítí zásadní změnu tím, že nahradil proprietární sítě stejně rychlým, ale univerzálně akceptovaným systémem komunikace. V současné době používá průmyslový Ethernet už většina nových strojů. K realizaci „podniku řízeného informacemi“ přispívá také software na úrovni HMI (Human-Machine Interface), MES (Manufacturing Execution System) a MOM (Manufacturing Operations Management). A v posledních deseti letech zanechává v průmyslové automatizaci stále zřetelnější stopy rovněž virtualizace a digitalizace. Ekonomické aspektyFinanční krize v letech 2008 a 2009 zasáhla tvrději a déle podniky, které byly vystaveny přímému vlivu finančních trhů, než podniky s vyšším podílem přímé výroby. Byla to krize finanční, nikoliv průmyslová. Z výrobních podniků byly zasaženy ty, které jsou závislé na zájmu kupujících: automobilový průmysl, výroba spotřební elektroniky apod. (Pozn. red.: U nás se tomuto tématu podrobně věnovala např. konference ARaP v roce 2009 s podtitulem Automatizace a recese, viz www.arap.cz.)Blízkost k zákazníkovi a rostoucí náklady na dopravu jsou hlavní důvody, které vedou mnohé firmy po boomu outsourcingu, který probíhal v 80. letech v Evropě a na počátku století v Asii, k tomu, že se pokoušejí vrátit výrobu zpět do původních zemí. Chování zákazníkůTrend masové individualizace výroby se objevil už v 80. letech minulého století. V současné době spotřebitelé mladší generace vyžadují spotřebitelské prostředí, v němž se budou snadno pohybovat, které jim poskytne individualizované produkty a kde mohou očekávat interakce v reálném čase – a tyto skutečnosti dávají trendu masové individualizace mnohem větší dynamiku. Proč teď?Iniciativu Industrie 4.0 můžeme v mnoha ohledech považovat za černou labuť. Pojem černých labutí, popsaný Nassimem Nicholasem Talebem, definuje černé labutě jako překvapivé události s velkým vlivem na další vývoj, které si často později nepatřičně racio­nalizujeme [1].Všechny tyto charakteristiky se hodí na náhlý humbuk kolem konceptů Industrie 4.0, IIoT a chytré výroby. Překvapivé přitom je to, že už máme vše nebo téměř vše, co pro čtvrtou průmyslovou revoluci potřebujeme, jen jsme to k ní dosud nepoužili. Industrie 4.0 má potenciál změnit všechno, co děláme, od výroby přes prodej až po distribuci produktů.V současné době se Industrie 4.0 mnohým jeví jako přirozený důsledek předchozího vývoje. Tento široce rozšířený názor je záležitostí kolektivního vnímání tohoto pojmu.Mnohé průmyslové firmy nepřijaly koncept Industrie 4.0, dokud se nezačaly běžně používat metody a technické prostředky, které jej umožňují, jako sítě senzorů nebo prediktivní údržba. Cíle Industrie 4.0Industrie 4.0 však není jen technická vize budoucí výroby, ale také iniciativa s jasným programem: zvýšit konkurenceschopnost německého průmyslu, objevit jeho konkurenční přednosti a v důsledku toho zajistit návrat výroby zpět do Evropy, blíže ke spotřebiteli. Dalším cílem je zajištění udržitelné a čisté výroby, která umožní místo znečištěných průmyslových areálů znovu vytvářet oblasti, kde se mísí přírodní krajina se zemědělskou, s rozptýlenými lidskými sídly a výrobními podniky. Tím se také zkrátí dopravní vzdálenosti osob i zboží a omezí se s tím spojená potřeba dalších dopravních staveb i znečištění životního prostředí. Shrnuto, cílem je zvyšovat produktivitu a ekonomické výsledky, zaměstnanost, zdraví a pohodu obyvatel. Ačkoliv jiné země mohou mít s pojmem „průmysl 4.0“ nebo podobnými iniciativami spojený jiný politický program [2] [3] [4], evropské země mají ve srovnání s jinými trhy dvě výhody: zaprvé blízkost k velkému spotřebitelskému trhu a zadruhé dostupnost vzdělaných a zkušených odborníků. Jestliže je třeba velké množství manuální práce a kapacita pro hromadnou výrobu a nejsou-li dodací lhůty kritické, výroba se stále bude stěhovat do zahraničí – na tom se nic nezmění. Pro udržení pracovních míst v Evropě nebo jejich návrat zpět musí být výroba:flexibilní a adaptabilní,vysoce automatizovaná,zisková i v malých výrobních dávkách,efektivní z hlediska spotřeby surovin a energie. Koncept Industrie 4.0 a technické prostředkyKoncept Industrie 4.0 byl navržen tak, aby splňoval požadavky na rychlost výroby, její automatizaci, ziskovost a efektivitu. Pro dosažení těchto požadavků využívá kyber-fyzické systémy (CPS), tedy systémy, které se skládají z různých objektů s vestavěným zpracováním dat a informací. Objekty mohou být polotovary (vybavené např. čipy RFID), samokonfigurovatelné podsestavy, zařízení nebo stroje. Na rozdíl od běžných strojů s komunikací M2M (machine-to-machine) se mohou objekty CPS stát součástí interaktivních a samooptimalizujících se sítí. Síť má fyzický vstup a výstup a často je doplněna digitálním dvojčetem a optimalizačním softwarem.Příklady použití CPS zahrnují chytré sítě (smart grid), autonomní vozidla, přístroje pro monitorování zdravotního stavu pacienta, výrobní linky s distribuovanými roboty, autopiloty v letadlech apod.Využití CPS vytváří prostředí, v němž je možné efektivně vyrábět i malé výrobní dávky. K tomu je třeba, aby byly kdykoliv dostupné všechny potřebné informace, jako momentální ceny vstupů, ziskovost, cena práce, znečištění ovzduší v místě výroby atd. Algoritmy v CPS optimalizují provoz podle všech vstupních proměnných (snižují pracovní náklady, minimalizují emise, prodlužují intervaly údržby atd.) a udržují provoz systému v zadaných mezích (minimální prostupnost, maximální dodací lhůty, možnost pracovat jen od šesti ráno do osmi večer apod.). CPS optimalizují celý systém, jehož jsou součástí, učí se a pokračují ve své vlastní optimalizaci.V konceptu Industrie 4.0 je explicitně vyjádřena potřeba samooptimalizace prostřednictvím algoritmů učení a umělé inteligence. Algoritmy učení jsou založené na metodách simulace a modelování. Které průmyslové obory budou mít z Industrie 4.0 užitek?Koncept Industrie 4.0, ačkoliv je dobře definovaný, se může zdát vzdálenou vizí. Skutečností ovšem je, že už nyní je postupně a částečně realizován. V některých oborech se však nadále bude uplatňovat tradiční výroba, protože je to efektivnější. Příkladem mohou být obory jako těžební průmysl, petrochemie a těžká chemie, v nichž sice může využití IIoT přispívat ke snížení nákladů, ale potřeba vyrábět malé dávky podle individuál­ních požadavků zákazníků je téměř nulová; stejné je to v oborech s velkosériovou výrobou pro celosvětový trh, jako je výroba polovodičových součástek a elektroniky.Industrie 4.0 souvisí s novou technikou, ale je také reakcí na nové požadavky trhu (flexibilita, menší výrobní dávky) a využívat ji má smysl jen tam, kde výrobci potřebují dosáhnout určitých cílů, jako je dát do souladu informace o potřebách zákazníků s aktuální kapacitou závodu nebo učinit výrobu, dodavatelské řetězce a organizaci pružnějšími a udržitelnějšími v daném prostředí. Industrie 4.0 a dopady na současný trhJak prostřednictvím Industrie 4.0 zvyšovat ziskovost? Koncept umožňuje průmyslovým firmám rychle reagovat na měnící se požadavky trhu. Navíc je cílen na „zeštíhlení“ výrobních procesů a dosažení větší efektivity prostřednictvím vyhodnocování dat a rea­lizací zpětné vazby v reálném čase. Avšak jestliže všechny podniky přijmou koncept Industrie 4.0, nezmění to pro všechny jen „úroveň hry“? Koncoví uživatelé potřebují porozumět tomu, zda investice do Industrie 4.0 jen sníží náklady, nebo zda představuje zcela novou strategii potřebnou k udržení konkurenceschopnosti. Například ceny určitých produktů mohou klesat, tzn. že jejich výrobci klesají příjmy. Šancí, jak je znovu zvýšit, je poskytování nových digitálních služeb nebo vytvoření nových předplatitelských a servisních modelů.Pro dodavatele automatizační techniky to přináší mnoho příležitostí i výzev. Zaprvé, dodavatelé musí zaručit, že jejich automatizační architektury podporují požadavky Industrie 4. 0. Znamená to umožnit prostřednictvím otevřené architektury a respektováním komunikačních standardů volný tok informací ze snímačů a akčních členů přes úroveň 2 provozního řízení až na úroveň 3 a 4 operativního řízení výroby a výrobního managementu, popř. k některým funkcím ERP. Data by měla být ostatním zařízením a aplikacím, které je potřebují ke zlepšování kvality procesů a výrobků, k dispozici v zabezpečené a standardizované podobě. Zadruhé, automatizační zařízení musí být „v duchu“ CPS „inteligentní“, tj. musí umět rozpoznat své okolí a podle toho se nakonfigurovat. A nakonec, dodavatelé automatizační techniky by se měli více soustředit na vývoj aplikačního softwaru, který pomůže uživatelům extrahovat a vyhodnotit data, aby bylo možné sledovat a zlepšovat efektivitu využití automatizovaných zařízení. DoporučeníVyplatí se technické inovace? V uplynulých letech se na trhu automatizační techniky objevilo množství technických inovátorů, které ostatní rychle nebo pomaleji následují (či je kupují). Konkurence je však tvrdá a možnosti odlišit se novou technikou malé a omezené v čase, takže být a udržet se na špici technického vývoje v oblasti automatizační techniky je drahé a dlouhodobě se nemusí vyplatit. K tomu, abyste si jako průmyslové firmy udržely přední místo v implementaci konceptů Industrie 4.0 (nebo v Česku průmyslu 4.0), doporučuje ARC následující:Vytvářejte partnerství, zvláště ve specializovaných oblastech, jako je robotika nebo aditivní výroba.Ujistěte se, že komunikační infrastruktura vašich výrobků a systémů je založená na otevřených standardech a bude vyhovovat budoucím požadavkům. Při specifikaci nových automatizačních systémů neváhejte nasadit laťku otevřenosti a konektivity vysoko.Využívejte hodnotu digitálních modelů zařízení od jejich projektování a konstrukce až po prediktivní údržbu.Průmyslová technika většinou následuje za spotřební s odstupem několika let. Proto sledujte svět IT a snažte se v něm najít budoucí průmyslové trendy.Obr. 1. Model RAMI 4.0 (podle ZVEI)  RAMI 4.0V roce 2016 publikoval německý svaz elektroinženýrů ZVEI doporučení pro obecná a na výrobci nezávislá kritéria pro produkty vyhovující konceptu Industrie 4. 0. Jako součást standardizační práce byl navržen model referenční architektury Industrie 4.0 (RAMI 4.0; [6], obr. 1), který reprezentuje celý prostor řešení pro Industrie 4. 0. V RAMI 4.0 jsou technické standardy umístěny na třech osách: vrstvy architektury, životní cyklus a hodnotový řetězec a hierarchické úrovně. V současné době je tento model rozpracováván v různých pracovních výborech.Publikován byl také druhý referenční model nazývaný „komponenty Industrie 4.0“. Tento model popisuje, jak je produkt odpovídající konceptu Industrie 4.0 vestavěn do sítě Industrie 4. 0. K tomu je třeba definovat, co je tzv. digitální obálka, administration shell, která interpretuje komunikaci v sítích Industrie 4. 0. Produkt, který odpovídá koncepci Industrie 4.0, se tedy skládá z vlastního fyzického zařízení (asset) a jeho digitální obálky. Oba referenční modely nesou své požadavky a jsou výchozím bodem pro kritéria rozlišující produkty odpovídající konceptu Industrie 4.0 od ostatních. Vybírají se taková kritéria, která vedou k podstatným změnám a jsou předpokladem pro uplatnění zařízení v konceptu Industrie 4.0.Prodejci na trhu by měli tato kritéria používat při rozhodování, zda daný produkt mohou označit jako Industrie 4.0 Ready. Současně je mohou výrobci používat jako vodítko při vývoji nových produktů. Zákazníkům poskytuje definice ZVEI jasný přehled o parametrech a funkcích, které by měly produkty pro Industrie 4.0 mít. Dokument sdružení Industrie 4.0 Platform Charakteristiky výrobků 2017 popisuje minimální vlastnosti či charakteristiky, které produkty, jež jsou v současné době na trhu, musí splňovat z hlediska způsobilosti k použití v systémech podle konceptu Industrie 4.0.Mezinárodní spolupráceV roce 2018 publikovala dvě sdružení, Industrial Internet Consortium (IIC) a Platform Industrie 4.0, společný technický dokument Propojení architektury a interoperabilita, který detailně popisuje vazby a propojení mezi dvěma předními modely používanými v oblasti IIoT: Referenční architektury průmyslového internetu (IIRA) a RAMI 4.0 [7].Dokument popisuje, jak se obě referen­ční architektury vzájemně přirozeně doplňují. Model IIRA popisuje to, co se v angličtině označuje jako „industry“, tedy procesní i strojní výrobu, ale také energetiku, rozvodné sítě, dopravní systémy, telemedicínu nebo chytrá města, a klade velký důraz na interoperabilitu mezi těmito odvětvími, zatímco německé „Industrie“, a tedy i RAMI 4.0, se soustředí na výrobu a související hodnotové řetězce (v angličtině německému Industrie odpovídá spíše manufacturing). Je důležité, aby systémy IIoT navržené podle referenčních architektur IIRA a RAMI 4.0 byly inter­operabilní. Obě sdružení se shodla, že vypracují propojení obou referenčních architektur, která zaručí interoperabilitu tam, kde v systému dochází k interakcím se systémy navrženými podle „té druhé“ architektury.Literatura:[1] TALEB, Nassim. Černá labuť: následky vysoce nepravděpodobných událostí. Praha: Paseka, 2011. ISBN 978-80-7432-128-3.[2] ed. Česká cesta k Průmyslu 4. 0. Automa. Děčín: Automa – ČAT, 2016, (3), 73. ISSN 1210-9592.[3] BARTOŠÍK, Petr. Čína na prahu průmyslové revoluce. Automa. Děčín: Automa – ČAT, 2016, (8-9), 5–6. ISSN 1210-9592.[4] HLOSKA, Jiří. Společnost 5.0 – japonská cesta od informační k superchytré společnosti. Automa. Děčín: Automa – ČAT, 2018, (2-3), 22–23. ISSN 1210-9592.[5] ev. Francouzský program Industrie du Future. Automa. Děčín: Automa – ČAT, 2015, (10), 5. ISSN 1210-9592.[6] jč. Referenční model struktury Industrie 4.0 RAMI 4. 0. Automa. Děčín: Automa – ČAT, 2015, (11), 43–44. ISSN 1210-9592.[7] BARTOŠÍK, Petr. Platforma Industrie 4.0 dosáhla významných milníků v oblasti standardizace a mezinárodní spolupráce. Automa. Děčín: Automa – ČAT, 2018, (5), 13–14. ISSN 1210-9592. Constanze Schmitz, Fabian Wanke, ARC Advisory GroupARC Industry Forum Europe 2019Ve dnech 21. a 22. května se bude v Sitges nedaleko Barcelony konat konference ARC Industry Forum Europe 2019. O konferenci jsme se již zmiňovali v minulém čísle časopisu Automa (2019, č. 1, str. 41). Zde je její předběžná agenda:Don’t Make Your Machines Smart: Opportunities and Risks of Cloud-based Industrial IoT Business – Marco Link, AdamosMES in Real Life: The Challenge of Integrating a New Application into an Existing Production IT Landscape – Olivier Vallement, Eurial Ultra FraisRestructuring Internal Software Development with an IoT/Development Platform – Grenzebach GroupAI for Predictive Machine Operations: Some Real-world Results – Giovanni Spitale, Milacron, Stefan Hild, eiłHow to Unleash Your Manufacturing Potential – Willie Smit, SasolHow Blockchain Enables Trusted Track & Trace in the Food & Beverage Industry – Alastair Orchard, Siemens PLMDeterministic IoT and TSN: Bringing Industrial Platforms to the Next Level – Georg Kroiss, TTTech ComputertechnikCollaboration and Speed as Key Success Factors in Digitalization Projects – Kathrin Günther, Uhlmann Pac SystemeOPC UA for Industrie 4.0 in the Mechanical Engineering Industry – Christian Mosch, VDMAWorkshop: Additive Manufacturing – moderátor: Fabian Wanke, ARC EuropeWorkshop: Asset Performance Management – moderátor: Valentijn de Leeuw, ARC EuropeWorkshop: Cybersecurity – moderátor: Thomas Menze, ARC EuropeWorkshop: MESA – moderátoři: Valentijn de Leeuw, ARC Europe, a Michel Devos, MESAPodrobnější informace jsou na https://www.arcweb.com/events/arc-industry-forum-europe. Na konferenci budete moci potkat i autory tohoto článku.Poznámka k překladuČlánek popisuje německý koncept a iniciativu Industrie 4.0. Proto byl ponechán jeho německý název, stejně jako v anglickém originálu článku.Jinde v časopise Automa se vyskytují také verze Industry 4.0 nebo průmysl 4.0, které označují obecně koncepce chytré výroby, nejen německé. Označení Průmysl 4.0, tedy s velkým P, je vyhrazeno pro iniciativu českého Ministerstva průmyslu a obchodu.Článek byl při překladu opatřen několika poznámkami a odkazy na českou literaturu.

Přenosný exoskelet pomáhá pacientům po mozkové příhodě

Jako výsledek řešení projektu Recupera-Reha byl v Německu vyvinut mobilní exo­skelet pro podporu horní části lidského těla určený speciálně k rehabilitační terapii pacientů po mozkové příhodě.  Roboty se v lékařství již delší dobu běžně používají při akutních zákrocích. Stále významnější roli ovšem mají robotické systémy také v oboru rehabilitace. V nedávno úspěšně ukončeném projektu s názvem Recupera-Reha se pracovníkům inovačního centra pro robotiku Německého výzkumného střediska pro umělou inteligenci DFKI (Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz) v Brémách pod vedením profesora Dr. Franka Kirchnera, dr. h. c., podařil průlom na poli rehabilitační robotiky. Společně s odborníky specializované firmy Rehaworks GmbH z Olsbergu (Severní Porýní-Vestfálsko) vyvinuli mobilní exoskelet pro podporu horní části těla určený speciálně k rehabilitační terapii pacientů po mozkové příhodě (mrtvici). Interdisciplinární výzkumný tým ustavený DFKI pracoval na koncepci inovačního přenosného exoskeletu pro vnější podporu lidského pohybového aparátu déle než tři roky. Souběžně s tím byl týmem vyvinut robotický dílčí systém, který bude ve střednědobém výhledu použitelný k lékařské rehabilitaci. Jako příklad jeho uživatelského použití zvolili výzkumníci z brémského ústavu terapii pacientů po mozkové příhodě. Tím mohli ukázat, že exoskelety jsou použitelné k realizaci klasických terapeutických metod a dokážou zvládat i některé úlohy z programu Assistive Daily Living, jako např. uchopení a zvedání objektů. „Po mozkové příhodě pomáhá fyziologické trénování postiženému pacientovi opět obnovit určité pohyby. Jen tímto způsobem mohou zdravé oblasti mozku převzít funkce jeho poškozených částí. Naše exoskelety umožňují pacientům intenzivně a přitom udržitelně trénovat, takže si mohou vbrzku obnovit ztracené motorické schopnosti,“ vysvětluje neurobioložka a vedoucí projektu Dr. Elsa Andrea Kirchnerová.  Nové mechatronické podněty a inovační systém pro vyhodnocení biosignálů Obr. 1. Mobilní exoskelet pomáhá pacientům po mozkové příhodě opět pohybovat rukama (foto: DFKI – Annemarie Popp)Vyvinutý exoskelet pro celé tělo snímá kinematicky přibližně celý pohybový prostor lidského těla. Konstrukce horní části (trupu), která slouží k rehabilitaci, je nesena flexibilní konstrukcí nohou. Naproti tomu dílčí robotický systém není samonosný, nýbrž musí být upevněn k invalidním vozíku, jehož se stává nedílnou součástí (obr. 1). Pro stavbu exoskeletů vypracovali odborníci z DFKI nové metody zejména v technice pohonů a v regulační technice. Mechatronickou sestavu zkombinovali s novým systémem pro online vyhodnocení elektroencefalografických (EEG) a elektromyografických (EMG) signálů, což umožňuje zhodnotit zdravotní stav pacienta a použít několikastupňovou podporu regulace. Spolupracující firma Rehaworks GmbH dbala v rámci projektu na dodržování požadavků kladených na lékařské přístroje a průběžně ověřovala navrhované metody a systémy.  Tři různé provozní módy pro variabilní podporu horní části těla Pro dílčí robotický systém byly pracovníky ústavu DFKI navrženy různé varianty rehabilitační terapie, které jimi také byly v rámci uživatelské studie s pacienty postiženými mozkovou příhodou ověřeny. Pacient v exo­skeletu nebo další osoba mohou systém ovládat a zvolit si jeden ze tří možných provozních módů. V prvním provozním módu lze pohyby zdravé paže ovládat pohyb druhé paže, která v tomto módu vykonává přesně stejné pohyby jako paže, jíž hýbá pacient. V tomto módu je exoskelet použitelný pro tzv. zrcadlovou terapii, která nabízí nejenom vizuální, nýbrž také proprioceptivní stimulaci, tj. stimulaci vnímání pohybů vlastního těla a jeho polohy. Obr. 2. V jednom z pracovních módů nový exoskelet odvozuje pohyb paže požadovaný pacientem z naměřených elektromyografických signálů (EMG) (foto: DFKI – Annemarie Popp)Druhý provozní mód umožňuje vnutit pacientovi pohyb, který třetí osoba, např. terapeut, předvedením zadala a který je poté ve smyslu repetitivní terapie kdykoliv libovolně často proveditelný. V třetím provozním módu může být exoskelet řízen na bázi svalové aktivity pacienta, která je u některých skupin pacientů ještě v nepatrné velikosti k dispozici. Tento mód je založen na měření signálů EMG, z čehož systém může odvodit úmysl pacienta k pohybu a v jeho pohybech ho intuitivně podporovat (obr. 2). Podrobnější informace lze nalézt na webové stránce https://robotik.dfki-bremen.de/de/forschung/projekte/recupera-reha.html.  Závěr „V projektu Recupera-Reha se nám podařilo navrhnout novou cestu v interakci člověka a robotu, která může vést k významnému zdokonalení a větší efektivitě technik rehabilitace. Doufáme, že budeme moci v příštích letech exoskelety dále vyvíjet a zdokonalovat tak, aby byly např. ještě lehčí a flexibilnější a současně aby v případě potřeby mohly nabídnout ještě vyšší úroveň podpory pacienta,“ zdůrazňuje profesor Kirchner. Výzkumný projekt Recupera-Reha podpořilo Spolkové ministerstvo pro vzdělání a výzkum (BMBF) v rámci nosného programu Softwaresysteme und Wissenschafts- technologien částkou téměř tři miliony eur. [Recupera-Reha: Tragbares Exoskelett hilft Schlaganfallpatienten sich wieder zu bewegen. Pressemitteilung DFKI Bremen, 12. 2. 2018.] (Kab.)

Začlenění strojového vidění do systémů průmyslové automatizace

Zpracování obrazů z kamer a vizuální inspekce jsou stále častějšími součástmi současných systémů průmyslové automatizace. Proto má značný význam i požadavek na spolupráci systémů strojového vidění s řídicími a automatizačními systémy. Systém strojového vidění VisionLab lze přímo instalovat do programového prostředí Control Web. Integrace úloh vizuální inspekce do systémů průmyslové automatizace (obr. 1) je tedy maximálně efektivní.  Obr. 1. Strojové vidění jako součást řídicího systému: rozsah funkcí činí ze systému Control Web efektivní nástroj digitalizace průmyslu pro téměř libovolná zakázková řešeníToto propojení v jednom programovém prostředí nejenže výrazně zjednodušuje vývoj nových aplikací, ale výsledné řešení také vychází levněji než jiné koncepce. Uživatel totiž může ve většině případů použít jediný počítač, ke kterému jsou připojeny jak kamery, tak i jednotky průmyslových vstupů a výstupů a který je rovněž připojen k počítačové síti a firemnímu informačnímu systému. Na tomto počítači obvykle běží grafické uživatelské rozhraní aplikace, databázový SQL server, webový server, úlohy vizuální inspekce a strojového vidění a také celá logika automatizační aplikace. Při potřebě dalších vzdálených automatizačních rozváděčů může být každý z nich připojen pomocí Ethernetu a komunikovat prostřednictvím TCP/IP. Příklad takového vzdáleného rozváděče je na obr. 2. Efektivita řešení a výhodná cena veškerého hardwaru i softwaru jsou u takto koncipovaných systémů zřejmé.Obr. 2. Automatizační rozváděč je připojen jediným ethernetovým kabelem S novou generací prostředí Control Web 8 přibylo i několik vlastností, které možnosti integrace strojového vidění nadále zdokonalují. Do strojového vidění byl doplněn nový typ datových objektů pro přenos obecných binárních dat. Tento typ koresponduje s datovými elementy typu data v prostředí systému Control Web. Virtuální přístroje v aplikačním programu a kroky v řetězci strojového vidění si nyní mohou efektivně vyměňovat bloky libovolných dat. Typ dat a formát jejich uložení nejsou nikterak předepsány, stačí, když jim příjemce dat rozumí. V některých úlohách, jako je např. další práce s detekovanými významnými body obrazu v aplikačním programu, přináší tato technika přenosu bloků binárních dat významné zrychlení. Nové možnosti spolupráce automatizační aplikace s řetězcem kroků strojového vidění může dobře demonstrovat např. virtuální přístroj pro zobrazení prostorové scény v podobě 3D objektu (obr. 3).Obr. 3. Ukázka stereoskopického snímání prostoru venkovní scény – virtuální přístroj si vybuduje 3D model snímaného prostoru a z něj pak dokáže stanovit např. pozice automobilů a jejich vzdálenosti od kamery Obrazová data jsou snímána stereoskopickou dvojicí kamer (obr. 4). Tento virtuální přístroj má několik zvláštností. Zobrazuje sice scénu snímanou kamerami, ale sám s kamerami bezprostředně nekomunikuje. Pro svou činnost potřebuje nejen dva obrazy z kamer, ale i informace o významných bodech a jejich deskriptorech nalezených v těchto dvou obrazech. Musí proto spolupracovat se strojovým viděním, které pomocí kroku pro detekci významných bodů plní datové elementy typu data nalezenými deskriptory těchto bodů. Obdobně jako deskriptory bodů, i vlastní obraz z každé kamery je do virtuálního přístroje přenášen prostřednictvím datových elementů typu data. Virtuální přístroj může být velmi užitečný v aplikacích, kde jsou třeba informace o vzdálenostech objektů v obraze (obr. 5), když je zapotřebí nalézat objekty v různých vzdálenostech (obr. 6) nebo se při pohybu vyhýbat kolizím s objekty v prostoru. Pomocí datových elementů typu data může být rovněž libovolný obraz přenášen např. do zobrazovacích přístrojů umístěných kdekoliv v 3D prostoru scény.Obr. 4. 3D model snímané scény vytvořený ze dvou obrazů z kamer Schopnost kroků systému strojového vidění VisionLab efektivně a s maximálním využitím masivně paralelního výkonu GPU nalézat významné body obrazu a počítat deskriptory popisující jejich okolí je možné využít také k detekci obecných objektů v obrazech. Významné body jsou hledány ve stupnici několika měřítek a objekty lze potom detekovat nezávisle nejen na jejich natočení a jasu, ale i na jejich velikosti (obr. 7 a obr. 8). Množinu deskriptorů, která charakterizuje objekty, jež je třeba dále v obrazových datech identifikovat, mohou detekční kroky poskytovat jak v souborech, tak i v datových elementech typu data.Obr. 5. V modelu 3D prostoru lze měřit vzdálenosti jednotlivých povrchů od kamer Novinek je mnohem více, zmíněn byl jen malý zlomek. Systém VisionLab je neustále zdokonalován a rozvíjen a nyní obsahuje již přes dvě stovky kroků pro řešení nejrůznějších požadavků v úlohách strojového vidění.Obr. 6. Pomocí významných bodů lze v obraze z kamery identifikovat např. dopravní značky A nyní, když je k dispozici nová, osmá generace systému Control Web, jistě stojí za zmínku i to, že vývojovou verzi systému Control Web je možné volně stáhnout z webu www.moravinst.com a používat ji na neomezeném počtu instalací zdarma. Licence je potřebná jen při požadavku na trvalý běh aplikace. Stejně tak lze používat i veškeré ovladače a systém strojového vidění VisionLab. Obr. 7. Hledaný objekt stačí označit a uložit si množinu deskriptorů, která jej charakterizuje...Obr. 8. ... a poté jej lze spolehlivě ve videozáznamu detekovat (červeně jsou označeny všechny nalezené významné body aktuálního obrazu) (Moravské přístroje a. s.)

Regulace procesu zmrazování masa: snadná implementace pokročilých metod řízení

Řídicí systém od firmy Beckhoff reguluje sdružený chladicí systém s transkritickým okruhem CO2 a odstraňuje nutnost pravidelného odmrazování.  Obr. 1. Stefan Bollmann (Tekloth), Christoph Holtschlag (Tekloth), Michael Holländer (Beckhoff) a Marco Möllenbeck (Tekloth) před kompresory sdruženého chladicího zařízení (vpravo dole)Společnost Tekloth GmbH z Bocholtu v Německu vyvinula nový sdružený chladicí systém s transkritickým okruhem CO2, který pracuje bez nutnosti pravidelného odmrazování, vyžadovaného jinými komerčními systémy na zmrazování masa, jež jsou v současné době dostupné na trhu (obr. 1). Řídicí systém na platformě PC umožnil snadno a pohodlně implementovat znalosti a zkušenosti potřebné pro speciální konfiguraci a regulaci chladicího systému, a to navzdory velké složitosti této úlohy. Systém byl vyvinut pro německou firmu Fischer Kälte-Klima Essen a je součástí sdruženého mrazicího zařízení využívajícího CO2 pro hluboké zmrazování uzeného vepřového masa. Poté, co je maso vyuzeno, je šokem zmrazeno na teplotu –18 °C nebo nižší. Protože maso je před zmrazením stále teplé (+30 až 40 °C), při zmrazování kondenzuje velké množství vlhkosti, jež pokrývá jako námraza zejména výparník chladicího systému. Konvenční chladicí systémy proto musí být velmi často odmrazovány. Odmrazování ovšem vyžaduje velké množství energie. Konstruktéři společnosti Tekloth proto celý mrazicí systém překonstruovali tak, aby byl energeticky mnohem úspornější. Konstruktér a projektant Marco Möllenbeck z firmy Tekloth vysvětluje: „Vzhledem ke speciální konstrukci systému a odpovídajícím řídicím funkcím naše zařízení nevyžaduje pravidelné odmrazování jako jiné, konvenční systémy. Naší specialitou je ventil, který umožňuje přepínat mezi běžným chlazením (RC, Regular Cooling) a hlubokým zmrazováním (DF, Deep Free­zing). Tradiční systémy k tomu využívají dva oddělené okruhy, kdežto my si vystačíme s jedním. Výhody jsou zřejmé: výrazné úspory nákladů a snížení energetické náročnosti.“  Dva provozní režimy v jednom chladicím zařízení Obr. 2. Unikátní regulační ventil přepíná mezi režimy běžného chlazení a hlubokého zmrazováníPřepínací ventil (obr. 2) dovoluje systém používat v režimu běžného chlazení RC s transkritickými parametry nebo s využitím obou kompresorů pro chlazení a hluboké zmrazování (RC-DF booster). Přepínání však vyžaduje realizovat mnoho regulačních úloh, které běžné systémy nepodporují. Softwarový inženýr firmy Tekloth Christoph Holtschlag vysvětluje: „Při přepnutí režimu systém nejprve chladí a vysušuje vzduch v mrazicím boxu v režimu RC při teplotě výparníku přibližně –6 °C. Zvýšená teplota výparníku omezuje tvorbu námrazy na minimum. Jakmile teplota v mrazicím boxu dosáhne +4 °C, systém se přepne do kombinovaného režimu chlazení a hlubokého zmrazování RC-DF booster. Přitom je režim RC nejprve zastaven a začne oběhové odmrazování. Režim RC umožňuje energeticky efektivní chlazení na běžnou teplotu při současném vysušování povrchu uloženého masa, aniž by vlhkost namrzala na výměníku tepla ve výparníku. Po skončení fáze oběhového odmrazování a přepnutí do režimu hlubokého zmrazování RC-DF booster je maso v chladicím boxu zamraženo na –18 °C. Podle množství zboží v chladicím boxu a doby uložení je v mnoha případech možné zcela eliminovat odmrazování v průběhu uložení.  Počítačový řídicí systém jako otevřená a flexibilní platforma Stefan Bollmann, který ve firmě Tekloth pracuje v oddělení řízení projektů a prodeje, je přesvědčen, že pro implementaci složitého sekvenčního řízení na počítačové platformě je mnoho dobrých důvodů. „První výhodou pro nás je to, že řídicí technika Beckhoff splňuje ve všech našich projektech náročné průmyslové požadavky. Navíc modularita systému a otevřené programovací prostředí přinášejí velkou flexibilitu a umožňují nám realizovat velmi inovativní řešení. Výsledkem je, že pro tento sdružený chladicí systém jsme schopni programovat pokročilé řídicí algoritmy a mít plnou kontrolu nad softwarem zařízení. Kromě toho nám umožňuje rychle reagovat na požadavky zákazníka, je-li třeba provést změny v systému.“ Další výhodou je, že řízení na platformě PC je možné používat konzistentně pro různé regulační úlohy. Christoph Holtschlag vysvětluje: „Ať navrhujeme vytápění, chlazení, větrání, nebo systémy automatizace budov s individuálním nebo centrálním řízením, můžeme hardware i software Beckhoff použít k řízení v otevřené smyčce i ke zpětnovazební regulaci. Tato univerzálnost nám umožňuje použít jednou vyvinuté softwarové moduly v různých oblastech. Další výhodou je otevřenost systému a podpora širokého sortimentu sběrnic používaných v automatizaci budov.“ A dodává, že jde také o finančně výhodnou platformu: „Běžné řídicí systémy pro HVAC jsou složité a jejich úpravy náročné. Beckhoff nám nabízí vše, co potřebujeme, abychom měli kontrolu nad řízením procesů, dokázali řídicí algoritmy efektivně implementovat a navíc dodat zákazníkům přidanou hodnotu v podobě špičkové a spolehlivé techniky. Bez výhrad to platí pro sdružený chladicí systém, protože žádný běžně dostupný řídicí systém nedokáže správně regulovat proces přechodu z běžného chlazení na hluboké zmrazování.“  Optimalizovaná zpětnovazební regulace Obr. 3. Multidotykové panelové PC CP2716 s 15,6" obrazovkou umožňuje přehledně zobrazit i složitá schémataJako hardware pro řízení, záznam dat a vizualizaci slouží multidotykové panelové PC CP2716 s 15,6" obrazovkou (obr. 3). Modulární systém I/O se konfiguruje podle požadavků zákazníka (obr. 4). Jeho terminály s analogovými a digitálními vstupy sbírají data ze snímačů a akčních členů. Součástí řídicího systému jsou snímače teploty se senzory Pt1000, tlakoměry různých rozsahů nebo snímače koncentrace CO2. Do řídicího systému jsou dále zavedeny zpětné vazby z různých technologických jednotek, žádané hodnoty a regulační odchylky zpětnovazebních smyček. Systém sbírá v minutových intervalech data z více než 150 datových bodů a tím vytváří kompletní obraz provozního stavu chladicího zařízení. Jestliže se vyskytne závada, jsou změny dat registrovány v sekundových intervalech a v tomto vysokém rozlišení mohou být data ukládána po dobu až jedné hodiny. Výsledkem je, že proces je pod úplnou kontrolou. „Flexibilita a snadná implementace řídicího systému založeného na platformě PC pro nás byly důležité, abychom mohli využít naše znalosti a zkušenosti v oblasti chladicí techniky. Vykonali jsme hodně práce v oblasti elektrotechniky i softwarového inženýrství, abychom byli schopni vytvořit model chladicího procesu a realizovat nové algoritmy řízení, které konvenční systémy nemají. K tomu přispěly mnohé funkce řídicího systému Beckhoff založeného na PC, jako je grafické uživatelské rozhraní, vytváření trendových křivek, záznam chybových signálů nebo zasílání notifikací e-mailem. Tyto funkce nám umožnily implementovat individuální požadavky uživatelů tím nejlepším způsobem,“ shrnuje Holtschlag.Obr. 4. Výhoda modularity řídicího systému vyniká zvláště na úrovni I/O modulů [Fleisch-Tiefkühlung: Komplexe Steuerungsfunktionen einfach umsetzbar. PC Control, Beckhoff Automation, 04/2017]. (Foto: Beckhoff Automation.)  (Beckhoff Automation)   Transkritický chladicí cyklus V transkritickém chladicím cyklu je vstupní tlak CO2 nižší než kritický tlak (7,4 MPa) a teplota odpařování je nižší než kritická teplota (304,1 K), ovšem tlak ve výfuku je vyšší než kritický tlak. Teplo se tedy pohlcuje za podkritických podmínek a přenos tepla je realizován především latentním teplem výparu. Transkritické chladicí cykly s CO2 jsou v současné době v praxi nejpoužívanější.  

Jednotky HMI jako okno do světa automatizace výroby

Vzhledem k rostoucímu stupni automatizace a zvyšujícím se schopnostem robotů se v mnoha výrobních podnicích stávají manuální lidské zásahy do výroby stále vzácnější. Ovšem lidský faktor je stále nezbytný pro dohled, řízení a údržbu strojů a robotů, a to i v „chytrých“ továrnách. Jedním z efektů, který jde ruku v ruce se zvyšujícím se stupněm automatizace, je neustále rostoucí objem produkovaných dat. Pro optimální využití těchto dat a jejich analýz musí být dostupná vhodná vizualizace – často v reálném čase přímo v provozu nebo ve velínu. Operátoři potřebují mít přístup ke všem relevantním datům a informacím. Rozhraní, která jim to umožňují, se označují jako jednotky HMI – Human Machine Interface.  Jednotky HMI jako okna do provozu Zkratkou HMI se označuje rozhraní mezi strojem nebo výrobní linkou a operátorem, kterému poskytuje všechny důležité informace a dovoluje zasáhnout do probíhajících procesů. Pro složité operace, které přesahují prostou aktivaci a deaktivaci funkcí, jsou nej­účinnějším řešením úlohy HMI monitory (bez vlastního výpočetního výkonu) nebo panelová PC (umožňující kromě vizualizace realizovat i řídicí funkce). Tyto jednotky HMI poskytují okamžité informace o stavu strojů nebo celého výrobního procesu a v mnoha případech umožňují také intervenci. Monitory a panelová PC jsou „okny do provozu“ a umožňují výrobní procesy ovládat, koordinovat a optimalizovat. K tomu musí splňovat množství různých požadavků ohledně velikosti displeje, kvality zobrazení, odolnosti a možnosti integrace do celého systému řízení provozu. Moderní inteligentní jednotky HMI poskytují ve správný čas a na správném místě relevantní informace a tím usnadňují správné rozhodování. Obr. 1. Řady FlatClient XXL a FlatView XXL umožňují vizualizaci s velkým rozlišením Ultra-HD na displeji s úhlopříčkou až 75“ Navzdory automatizaci nemohou být lidé zcela nahrazeni Ačkoliv úroveň automatizace výroby je vysoká a dále se zvyšuje, lidské zásahy jsou stále nezbytné. Ať jde o vyhodnocení a analýzu varovných hlášení a protokolů o chybách, nebo o rozhodování, jak je řešit – v současné době jsou v tom lidé stále ještě lepší než stroje. V mnoha případech dominují výrobním halám světelné signální sloupky. Zobrazují stav stroje podobně jako světla na semaforech: zelené světlo znamená v pořádku, žluté, že stroj vyžaduje zásah, protože hrozí vážný problém, a červené, že stroj byl odstaven. Jednoduchý barevný kód je založen na tzv. principu Andon. Podobně jako jiné principy v moderním průmyslu, vychází i Andon z japonského pojetí výroby. Základní myšlenkou je, že výrobní dělníci by měli být schopni rychle najít zdroj a povahu problému a v ideál­ním případě rychle zasáhnout, a zabránit tudíž velkým výrobním ztrátám už v samotném počátku. To je důvod, proč by barevný zobrazovač stavu měl být doplněn ještě odpovídajícími informacemi umožňujícími kvalifikované rozhodnutí. Jednoduchý systém semaforu sám o sobě pro moderní vysoce složité stroje nevyhovuje.  Monitory XXL: ideální pro tabule Andon To je důvod, proč se kromě světelných signálních sloupků často používají také tabule Andon. Jestliže jsou pro ně použity displeje, má to ve srovnání s čistě jen barevnou signalizací výrazné přednosti. Kromě barev je totiž možné zobrazovat také detailní informace, jako odkazy na příčinu poruchy a její umístění. V průběhu běžného provozu pomáhají tabule Andon udržovat vysokou efektivitu. Mohou být použity k zobrazení výtahu nejdůležitějších informací ze stávajících systémů SCADA a MES, stejně jako dalších informací, jako jsou notifikace o plánované údržbě nebo bezpečnostní varování. Ovšem plocha typických průmyslových monitorů často nebývá pro tabule Andon dostatečná. Jasně a na velkou vzdálenost čitelné zobrazení je možné realizovat jen s velkoformátovými průmyslovými monitory nebo panelovými PC (obr. 1). Centrálně umístěná tabule je potom viditelná z každého místa výrobní linky. Jasně zobrazené informace díky velkému displeji s vysokým rozlišením – to jsou možnosti, které menší monitory nemohou nabídnout. Operátoři mohou kontrolovat stav strojů, lokalizovat problémy a identifikovat, zda představují nebezpečí pro jejich pracoviště. Velké monitory na strojích mohou zobrazovat i složité procesy s mnoha detaily. Funkce dotykové obrazovky zde umožňuje navigaci do hlubších úrovní provozních procesů.  Jednotky HMI přibližují bezpapírovou organizaci výroby Monitory velkých formátů podporují také trend směrem k bezpapírové organizaci výroby. Na velkých monitorech mohou být čitelně zobrazeny dokonce i složité výkresy a schémata. To samé platí pro návody k montáži a konfiguraci produktů. Monitory velkých formátů mohou najednou zobrazit více informací, což zjednodušuje navigaci v dokumentech a zvyšuje koncentraci obsluhy na vlastní úkoly. Všechna data jsou dostupná z centrálního zdroje. To zaručuje jejich konzistenci a aktuálnost. Zastaralá a neplatná papírová dokumentace je již minulostí.  Všechny informace v jednom pohledu Při pohledu na displej HMI je ideální, když vše svítí zeleně, protože to znamená, že všechny výrobní procesy probíhají hladce (pozn. red.: zelená barva je převzata z principu Andon, v moderních aplikacích HMI/ /SCADA se často dává přednost šedé, aby více vyniklo barevné hlášení alarmového stavu). Cílem je zabránit zastavení stroje a neočekávaným přerušením výrobního procesu. To však v praxi vždy nejde. Čím složitější jsou stroje a procesy, tím častěji se mohou vyskytnout různé poruchy. V nejhorším případě stroj selže, obrobek se zničí, výrobní lhůta je překročena nebo výrobek neodpovídá požadovaným specifikacím. Příčiny poruch mohou být různé a poruchy různě závažné. Velkou výhodou je, je-li možné odstávky plánovat, včas zajistit náhradní díly a potřebné servisní úkony vykonat při pravidelné údržbě. Dojde-li přece jen k neplánovanému náhlému odstavení stroje, je třeba co nejrychleji najít jeho příčinu. Současné průmyslové stroje jsou konstruovány tak, aby prostřednictvím moderních metod zajištění bezpečnosti a funkce rychlého zastavení předešly fatálním ztrátám. V případě, kdy výrobní procesy neběží hladce, je ústředním bodem kontaktu se strojem jednotka HMI, jako např. Kontron Fu­sionClient. Jestliže se barva na tabuli Andon změní na oranžovou nebo červenou, změní se rovněž barva LED signálního sloupku na stroji a na displeji jednotky HMI je zobrazen popis problému. Prostřednictvím dotykového displeje lze bezprostředně vyvolat všechny informace o chybě i instrukce k jejímu odstranění. Volitelně je možné instalovat čtečku RFID, která umožňuje, aby se k displeji přihlašovaly různé osoby s různou úrovní práv – např. seřizovač, operátor, údržbář nebo vedoucí, kteří mají své vlastní RFID štítky nebo karty. Obr. 2. WideLink zajišťuje datovou komunikaci mezi vzdálenými vizualizačními jednotkami a řídicím počítačem prostřednictvím ethernetového kabelu na vzdálenost až 100 m Kontron WideLink pro monitory vzdálené až sto metrů Kontron WideLink (obr. 2) je metoda přenosu signálů, která umožňuje vizualizaci na monitorech vzdálených až 100 m od zdroje dat. Přenášejí se digitální signály zobrazení, zpětná vazba dotykové obrazovky, audiosignál a USB. Kontron WideLink přenáší tyto signály po ethernetovém kabelu a poskytuje terminálové služby bez zpoždění a ztráty kvality. Tato metoda přenosu nezatěžuje CPU ani paměť řídicího počítače a není třeba speciální operační systém ani doplňkový software. Obrazová data jsou přenášena bez komprese a v rozlišení až Full HD. Kontron nabízí rozhraní WideLink buď integrované do výkonných počítačů Embedded Box PC, nebo jako transceiver, který propojuje řídicí PC s odpovídajícím monitorem. Průmyslové monitory Kontron FusionView (obr. 3) s integrovaným rozhraním WideLink jsou perfektní decentralizovanou vizualizační jednotkou. Obr. 3. Průmyslové monitory FusionView bez vystouplých rámečků jsou vybaveny snadno čistitelným čelním panelem odolným proti poškrábání a s antireflexní úpravou; volitelně také s multidotykovým displejem PCAP Průmyslové jednotky HMI s ochranou proti vlivům prostředí Monitory pro průmyslové účely musí být trvale odolné proti nárazům, vibracím, prachu, nebo dokonce stříkající vodě. Kontron nabízí monitory odolné proti běžným okolním vlivům, ale i zcela utěsněná zařízení s ochranným sklem, odolná proti prachu, stříkající vodě, nebo dokonce čištění tlakovou vodou. Ta mají třídu krytí IP69K. Displeje musí být dobře čitelné i za nepříznivých okolních podmínek, bez ohledu na denní světlo. To lze zajistit např. použitím antireflexní vrstvy. Navíc, zvláště v potravinářském a farmaceutickém průmyslu, musí být sklo nerozbitné. Obecně řečeno, zařízení HMI musí být konstruována tak, aby byla co nejvíce odolná proti poruše a vyžadovala minimum údržby. Znamená to, že monitory a panelová PC by neměly být vybaveny ventilátorem, protože pohyblivé části podléhají opotřebení a mohou se stát slabým místem celého zařízení. Panelová PC by tedy měla být vybavena procesory s co nejlepším poměrem výpočetního výkonu k elektrickému příkonu, aby zařízení mohla mít pasivní chlazení.  Panelová PC: výpočetní výkon přímo v jednotce HMI Panelová PC se používají tam, kde je účelné vestavět „inteligenci“ přímo do monitoru. Výpočetní výkon se liší podle požadavků řídicí úlohy a stupni integrace do lokální infrastruktury. Pro průmyslová zařízení HMI není rozhodující jen odolnost proti prachu, vodě, vibracím a dalším vlivům okolí. Panelová PC musí umožňovat také začlenění do stávajících prostředí provozních a informačních systémů, OT a IT. Proto musí vyhovovat běžným standardům, zvláště s ohledem na komunikaci a zabezpečení. Pro připojení je nejčastější gigabitový Ethernet nebo WiFi. Kontron nabízí zařízení s vestavěnými anténami WiFi, které jsou chráněné proti vlivům prostředí a současně mají příznivé vysílací charakteristiky.  Průmyslové monitory pro všechny průmyslové obory Kontron nabízí široký sortiment katalogových zařízení s flexibilní konfigurací, ale současně je připraven tato standardní zařízení modifikovat, aby přesně odpovídala požadavkům zákazníka. Modifikaci usnadňuje modulární konstrukce s předem připravenými interními rozhraními. Desky CPU, displeje, vstupní jednotky, paměťové jednotky, stejně jako rozšiřující I/O nebo napájecí zdroje mohou být individuálně sestaveny podle požadavků, které musí zařízení splňovat. Výhoda je zřejmá: na základě standardních produktů je možné snadno, rychle a cenově výhodně sestavit zařízení na míru. Standardizované funkční moduly se standardizovanými rozhraními se vyrábějí velkosériově. S tím je spojena jejich velká spolehlivost a technická vyspělost. Tyto osvědčené moduly jsou solidním základem pro systémy navržené na míru. Obr. 4. Řada panelových PC FlatClient od firmy Kontron zahrnuje provedení s různým výpočetním výkonem (nejvyšší úroveň představují procesory Intel® Core™ i-5 sedmé generace) Individualizovaná zařízení založená na standardních komponentách Tento princip také zrychluje tvorbu prototypů zařízení a minimalizuje rizika chyb ve vývoji. Ve většině případů jsou pro splnění konkrétních požadavků vyžadovány jen malé úpravy katalogových zařízení. V průmyslovém prostředí se často současně používají panelová PC a displeje v různých verzích a velikostech. Až dosud to vyžadovalo velkou škálu různých zařízení s různým softwarem, což vedlo k velkým nákladům na sklad náhradních dílů a na údržbu. Modulární koncept společnosti Kontron umožňuje využít stejné hardwarové moduly i softwarové vizualizační aplikace pro různé velikosti displejů. Kromě panelových PC jsou k dispozici rovněž průmyslová PC s identickými výpočetními jednotkami. Standardizace výrazně snižuje náklady na údržbu. Kromě produktů založených na obecných průmyslových standardech může Kontron implementovat specifické standardy zákazníka. Jde např. o zařízení se zvýšenou funkční bezpečností SIL, o zařízení vyhovující standardům pro drážní dopravu nebo o monitory určené pro extrémní teploty okolí, vybavené dodatečnými prvky pro management tepla. Panelová PC od firmy Kontron navíc podporují zabezpečovací systém APPROTECT, založený na technologii CodeMeter® firmy Wibu-Systems. V tandemu se specifickým softwarovým prostředím to zaručuje dokonalou ochranu duševního vlastnictví. Zabezpečovací čip od Wibu-Systems zabraňuje kopírování aplikací a reverznímu inženýrství.  Ovládání provozu dotykem nebo stiskem Je-li kromě vizualizace požadováno také ovládání strojů a zařízení, používají se již i v průmyslu dotykové displeje. Ty mohou být citlivé na dotyk nebo na stisk. Displeje citlivé na stisk (odporové displeje) jsou první volbou tam, kde podmínky prostředí nedovolují přesné ovládání dotykem prstu, např. v provozech, kde operátoři musí nosit pracovní rukavice nebo mají mimořádně špinavé ruce.Obr. 5. Panelový počítač FlatClient HYG je navržen ve shodě s doporučeními EHEDG (European Hygienic Engineering and Design Group) a má nejvyšší třídu krytí, IP69K Displeje citlivé na dotyk (kapacitní displeje) umožňují stejné ovládání jako u chytrých telefonů nebo tabletů. Akce může být provedena dotykem nebo přejetím prstem, bez nutnosti působit na displej tlakem. Projektivní kapacitní dotykové displeje (PCAP) mají přední panel opatřený mimořádně odolným sklem, za nímž je umístěna citlivá fólie. Tyto displeje jsou velmi odolné proti poškrábání. Jiným příkladem je infračervený dotykový displej. Pracuje s fotoelektrickými senzory, které Kontron využívá u největších monitorů a panelových PC XXL. Kontron zaručuje dlouhodobou dostupnost a možnost výměny všech komponent založených na běžných počítačových a průmyslových standardech a tím chrání investice zákazníků do průmyslové výpočetní techniky.  Nejlepší jednotka HMI pro každou úlohu Prostřednictvím širokého sortimentu produktů dokáže Kontron nabídnout vhodný průmyslový monitor nebo panelové PC pro kaž­dý obor průmyslu a jakékoliv požadavky. Zařízení je možné díky modulární konstrukci snadno přizpůsobovat individuálním požadavkům zákazníka. Standardizované prvky umožňují zkrátit dobu uvedení na trh. Díky bohatým zkušenostem firmy Kontron v oblasti výroby elektronických komponent a vestavných systémů, včetně zařízení HMI, dostávají zákazníci osvědčené a spolehlivé produkty. To omezuje rizika při vývoji a snižuje náklady na tvorbu specifických variant zařízení. Tímto přístupem dokáže Kontron dodávat vysoce kvalitní a snadno dosažitelné průmyslové monitory a panelová PC podle požadavků zákazníka i při malých a středních objemech zakázek.  Günther Deisenhofer, Product Manager HMI Kontron   Sortiment zařízení HMI od firmy Kontron – malé i velké displeje pro různá prostředí Velké monitory a panelová PC od firmy Kontron, jako např. FlatView XXL nebo FlatClient XXL, mají úhlopříčku displeje 75" a rozlišení Ultra-HD (4 K). Dodávány jsou v provedeních pro různé způsoby montáže. Podle požadavků mohou být připevněny na stěnu nebo panel adaptérem VESA a nebo zavěšeny lankem na oka ve stropě místnosti. Pro panelová PC řady FlatClient (obr. 4) s úhlopříčkami 10,4" až 23,8" a FlatClient XXL do úhlopříčky 75" nabízí Kontron verze ECO s procesory Intel Atom® Quad Core™ nebo verze PRO s procesory Intel® Core™ i5. Nejnovější přírůstek do sortimentu panelových PC FlatClient HYG má krytí IP69K (obr. 5). Řada FusionClient zahrnuje konstrukce bez rámečku s displejem o velikosti od 12,1" do 21,5". Zařízení jsou v současné době vybavována procesory sedmé generace Intel® Core™ nebo volitelně procesory Intel Atom®.

Kabely v norském metru odolají ohni i mrazu

Moderní podzemní dráha v norském hlavním města Oslo je velmi dobře technicky vybavena. Velké nároky jsou kladeny na kabeláž usměrňovacích stanic, které převádějí střídavý proud z veřejné sítě na stejnosměrný proud pro pohony vlaků. "V případě nehody je životně důležité, aby se vlaky především dostaly z tunelu," říká Lars Nilsen, produktový manažer společnosti LAPP Norsko. Proto byl použit výkonný kabel LAPP, dvojitě izolovaný a ohnivzdorný, který vydrží prakticky každé představitelné zatížení. V závislosti na zapojení může měděným vodičem o průřezu 400 mm2 proudit až 1 270 A. Proti požáru je kabel chráněn obalem dvěma vrstvami slídové pásky K zamezení úniku elektromagnetických impulzů je izolace pokryta ještě stínicí vrstvou o průřezu 30 mm2. Nad touto vrstvou je podobně provedený plášť ze speciálního polymeru EVA. Vzhledem k propracovanému opláštění je kabel 44 mm tlustý a váží neuvěřitelných 4 730 kg/km. Měděný vodič je dobře chráněn, takže kabel nešíří oheň. Tím je zajištěno, že kabeláž zůstane funkční i v případě požáru a vozy metra jsou stále napájeny elektřinou, dokud nevyjedou z tunelu.Obr. 1. Náročná příprava a montáž kabelu pro norské metro Kromě toho kabel neobsahuje halogeny a zabraňuje úniku kouřových emisí. Nevytváří toxické plyny a je certifikován dle norem NES 02-713 a NFC 20-454. To je důležité v případě, že je kolej zablokována a vlak nemůže opustit tunel. Pokud by k tomu došlo, pasažéři by byli evakuováni z tunelu, aniž by vdechovali kouř nebo dráždivé výpary. Pro metro v Oslo byly speciálně vyvinuty také ohnivzdorné kabelové spoje. Kabely i spojovací prvky vydrží požár a mohou v jeho průběhu stále napájet vlaky elektřinou. Funkce protipožární ochrany však nebyly pro vývojáře v Lapp jedinou výzvou. Kabel pro metro si musí zachovat pružnost i v zimě, výsledkem vývoje byl kabel, který zůstává ohebný při malém poloměru ohybu při šestinásobném vnějším průměru i při teplotách pod –20 °C. Je důležité, aby plášť na vnější straně ohybu neměl žádné příčné trhliny. Byl použit kabel určený pro provoz při teplotě v rozsahu od –40 °C do +90 °C. Po uložení jsou kabely ještě chráněny proti hlodavcům páskou ze skleněných vláken. Kvalita produktů LAPP nezůstala bez povšimnutí zákazníka. S provozovatelem Sporveien Oslo podepsala nedávno společnost LAPP Norsko druhou rámcovou smlouvu. (Lapp)  

Elektroprojekční software pro automatizaci

V souvislosti s automatizací vyvstává také potřeba dokumentace, ať už k elektroprojektu pro ovládání výrobních zařízení, nebo výrobě produktů. Zde jsou stručné informace o dvou CAD programech určených pro tento účel. PC|SCHEMATIC Program PC|SCHEMATIC Automation (zkráceně PCSCHEMATIC) není v ČR žádným nováčkem. Přestože je možné ho používat i pro projekty elektroinstalace, zde bude stručně představen jako program vhodný zejména pro elektroprojektování v oblasti automatizace.Obr. 1. Prostředí programu PC|SCHEMATIC Jde o projektově orientovaný databázový program – používá databázi s potřebnými daty konkrétních přístrojů a umožňuje pracovat na projektu s neomezeným počtem stránek, které zahrnují všechny potřebné informace. Vybráním prvku z databáze program automaticky nabídne potřebné schematické symboly, očísluje jejich vývody, pošle odpovídající mechanický symbol do výkresu rozváděče a data přístroje do výpisů materiálu podle nastavení. Projekt zahrnuje všechny výkresy nutné pro daný účel (schémata, rozváděče, ovládacích panely atd.) spolu s automaticky generovanými výpisy (materiálu, PLC, kabelů a svorek, spojů atd.) a pomocnými výkresy (montážní schéma, výkres kabelů a svorek atd.). Změna provedená ve schématu nebo ve výkresu rozváděče se automaticky promítne do všech navazujících stránek projektu. Stránky projektu zahrnují i titulní stránku, technickou zprávu a jakékoliv další informace, ať už v podobě vložených obrázků, textových dokumentů, tabulek v Excelu, či výkresů DWG nebo DXF atd. Program umožňuje export projektu do inteligentního PDF, napsání vlastních aplikací nebo skriptů. Zahrnuje překladač textů cizích jazyků, funkce pro práci s PLC apod. Program PC|SCHEMATIC Service je určen pro montáž a osazení rozváděčů a panelů, stejně jako pro údržbu a opravy elektrických zařízení. Pracuje s projekty vytvořenými v programu PC|SCHEMATIC, ale bez možnosti je modifikovat.  Solid Edge Electrical Tento software od společnosti Siemens je určen pro navrhování kabelových svazků a zkreslení jejich kompletní dokumentace. Nachází využití v automobilním, leteckém a vojenském průmyslu, stejně jako při výrobě domácích elektrospotřebičů (bílé zboží), ovládacích pultů, různých elektrických zařízení atd. Solid Edge sám o sobě je znám především jako 3D systém MCAD. Připojením modulů Solid Edge Wiring, Solid Edge Harness a Solid Edge Routing vzniká Solid Edge Electrical.Obr. 2. Část výkresu svazku vodičů v Solid Edge Electrical Solid Edge Wiring umožňuje nakreslit elektrické zapojení zaměřené na následné vytvoření 2D výkresu svazku vodičů či kabelů v Solid Edge Harness. Solid Edge Routing potom dovolí připojení k 3D Solid Edge, ve kterém je nakreslen prostorový model mechanické části výrobku a kde lze poté vytvořit i 3D model svazku vodičů/kabelů. Jednotlivé části Solid Edge Electrical zahrnují množství nástrojů, díky nimž jsou kreslení schématu i návrh kabelového svazku jednoduché, automatizované a správné. Kreslení elektrického zapojení je rychlé, zatímco kontrola zapojení ujistí projektanta o správném zakreslení daného obvodu. Zabudovaný simulátor kontroluje možnosti zkratu, velikost proudu v jednotlivých vodičích, úbytky napětí na vodičích atd. Knihovna potřebných komponent zahrnuje nejenom elektrické prvky, ale i mechanické části, které se svazkem vodičů či kabelů souvisejí (průchodky, těsnění, upevňovací materiál atd.). Uživatel si může vytvořit knihovní prvky podle své potřeby. Výstupem je výkres schematického zapojení, 2D výkres rozvinutého tvaru svazku vodičů, výpisy materiálu, vodičů, konektorů. Zobrazení svazku ve 3D je výstupem z programu Solid Edge. Změny provedené v návrhu se dynamicky promítají do výstupů, které jsou tak udržovány aktuální. Více informací zájemci naleznou na webových stránkách www.cadware.cz/elektrotechnika/. Ing. Milan Klauz, CADware s. r. o.

MVK Fusion – jeden modul pro maximální rozmanitost

MVK Fusion – jeden modul pro maximální rozmanitost   MVK Fusion je komunikační modul Profinet/PROFIsafe, který umožňuje zapojení těchto přístrojů: •            standardních digitálních senzorů a akčních členů, •            bezpečnostních digitálních senzorů a akčních členů, •            přístrojů s rozhraním IO-Link Tato inovativní kombinace vede k pokročilými koncepcím automatizačních řešení. Užití modulu MVK Fusion se zjednodušuje konfiguraci a instalaci. Celou konfiguraci lze provést v inženýrském nástroji bezpečnostního řízení. Vývojář softwaru a konstruktér elektro se nemusí učit specifické nástroje výrobce a studovat jeho příručky. Při užití modulu MVK Fusion stačí méně sběrnicových modulů na každou modulární jednotku, v nejlepším případě pouze jeden. To přináší zajímavé možnosti zapojení v mnoha automatizačních řešeních.   Jeden modul pro maximální rozmanitost Zvláštností sběrnicového modulu MVK Fusion je jeho rozmanitost. Je určen pro standardní digitální senzory a akční členy, bezpečnostní digitální senzory a akční členy a také zařízení s rozhraním IO-Link. MVK Fusion má tato zásuvná místa: •            dvě standardní digitální zásuvná místa, která je možné nakonfigurovat libovolně jako vstup nebo výstup podle toho, jak to vyžaduje daná aplikace, •            čtyři bezpečnostní zásuvná místa, která zajišťují, aby bylo možné bez zvýšených nákladů do instalační koncepce zahrnuty téměř všechny digitální bezpečnostní požadavky, •            dvě zásuvná místa IO-Link nabízejí velmi širokou škálu funkcí, protože integrují do sběrnicového systému i složité senzory a akční členy; kromě toho jsou také vhodné pro nákladově efektivní rozšíření digitálních standardních signálů prostřednictvím hubů IO-Link. MVK Fusion je navržen tak, aby usnadňoval instalaci, šetřil prostor a snižoval počet potřebných modulů.   Maximální flexibilita pro bezpečnostní aplikace Modul MVK Fusion umožňuje zahrnout do instalace i bezpečnostní úlohy. Pomocí tří bezpečných dvoukanálových vstupních portů lze shromažďovat signály typických bezpečnostních senzorů, jako jsou nouzové vypínače, světelné závory, obouruční ovládání, bezpečnostní dveře atd. Lze dosáhnout funkční bezpečnosti až do úrovně PLe. Bezpečný výstupní port se dvěma bezpečnými výstupy může být konfigurován podle potřeb dané aplikace (spínání PP, PM nebo PPM) a umožňuje proto integraci nejrůznějších typů akčních členů až po dvojité ventily a ventilové ostrovy,i v tomto případě s funkční bezpečností až do úrovně PLe. Speciální port IO-Link třídy B zajišťuje, aby bylo možné zařízení IO-Link, jako jsou ventilové ostrovy nebo huby, jednoduchým způsobem bezpečně vypínat až do úrovně vlastností PLd. S využitím MVK Fusion lze tedy dosáhnut vysokých bezpečnostních úrovní a optimální ochrany lidí i strojů.   Nastavení bezpečnostních parametrů pomocí několika kliknutí myší S modulem MVK Fusion je konfigurace bezpečnostních senzorů a akčních členů velmi snadná. V inženýrském nástroji bezpečnostního řízení stačí pomocí několika kliknutí myší vybrat bezpečnostní funkce (např. světelné záclony nebo nouzové vypínače) a konfigurace je hotova. Uživatel (většinou vývojář softwaru ne konstruktér elektro) nepotřebuje žádné specifické znalosti o parametrech modulu. Odpadá dodatečné ověřování (výpočet CRC) prostřednictvím dalšího speciálního softwaru výrobce. Práce tak jde rychleji a šetří nervy, protože chybná zadání jsou vyloučena.   Vysoký výkon Modul MVK Fusion vyhovuje požadavkům  Profinet Conformance Class C (IRT), má funkce Shared Device a odolává síťové zátěži podle Netload Class III. Díky tomu nestojí nic v cestě, aby byl modul MVK Fusion použit tam, kde je požadován maximální výkon a absolutní spolehlivost. Jsou stavebním kamenem pro řešení Profinet par excellence.   Široké spektrum využití Plně zalisované robustní kovové pouzdro otevírá široké spektrum využití sahající až po náročné svářecí úlohy. Modul ukládá chyby s časovým razítkem na integrovaném webovém serveru, i v případě výpadku napětí. Chyby lze snadno nalézt, a tím jsou redukovány prostoje. Pomocí otočného přepínače se nastavuje bezpečnostní adresa přímo na modulu a prostřednictvím adresy „000“ je také možné obnovit do továrního nastavení modulu MVK Fusion. Modul je možné používat i při vysokých okolních teplotách (až do 60 °C) v kombinaci s vysokými proudy (až do 16 A). Volitelný chladič pro tyto extrémní podmínky rozšiřuje možnosti využití. Modul lze instalovat – což je neobvyklé – i v ve výrobních závodech umístěných v velké nadmořské výšce (až do 3 000 m.n.m).   Rozsáhlé diagnostické možnosti U každého jednotlivého kanálu jsou monitorovány chyby, jako jsou přetížení, zkrat senzoru nebo přerušení kabelu. Rozsáhlé diagnostické možnosti zajišťují, že chyby je možné rychle identifikovat, analyzovat a odstranit. Další informace jsou uvedeny na  www.murrelektronik.cz.                                                                                                           (Murrelektronik)

Vertikální modul pro manipulátory a zakladače

Brněnská společnost HIWIN s. r. o. představila vertikální modul pro lineární systém HD4 navržený pro stavbu dvou a tříosých modulárních manipulátorů s možností polohování ve svislém směru. Modul zvládá zátěž do 50 kg se zdvihem od 200 do 1 500 mm při zrychlení 5 m/s2 a maximální rychlosti 2 m/s. „Konstrukci modulu, tedy osy Z, tvoří Al profil, který je osazen lineárním vedením HIWIN, a jeho polohování je realizováno pomocí ozubeného řemene vedeného soustavou řemenic. Volitelně lze modul vybavit energo řetězem, koncovými spínači polohy a také přídavnou fixací klidové polohy – pneumatickou brzdou,“ popisuje nové řešení Jan Chrást, hlavní konstruktér oddělení polohovacích systémů Hiwin. Tento modul doplňuje lineární systém HD4 o osu Z a uplatní se v tříosých kompaktních manipulátorech, zakladačích a v zařízeních pro manipulační úlohy typu pick-and-place. Modul byl navržen s ohledem na zachování modularity a kompaktnosti, kterou se vyznačují systémy HD4 i všechny moduly řady Hx. Zákazník si může zvolit některou ze základních variant a vedle toho si mohou zvolit jinou převodovku i motor. „Ve spolupráci se zákazníky jsme schopni navrhnout pro danou aplikaci optimální parametry pohonu a doporučit vhodné komponenty řízení, jak od značky HIWIN, tak od ostatních dodavatelů. Samozřejmostí je kompletní dodávka na míru,“ Tomáš Sojka, obchodní manažer oddělení polohovacích systémů HIWIN s. r. o.