Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Digitalizace nám dává konkurenční výhodu

„Digitalizace nám dává konkurenční výhodu, bez ní bychom možná nepřežil“ – to jsou slova ředitele závodu Siemens Elektromotory Frenštát Romana Valného. Při návštěvě tohoto závodu jsme se zajímali nejen o současnou úroveň digitalizace, ale také o cestu, která k tomuto stavu vedla. 

Frenštátský Siemens čerpá ze své více než sedmdesátileté historie výroby i vývoje elektromotorů. K časovým mezníkům patří období ekonomické krize na konci prvního desetiletí 21. století. V té době vznikaly také první skutečně přínosné aktivity, které lze z dnešního pohledu považovat za prvopočátky digitalizace. Krize pomohla vedení firmy uvědomit si, že typická sériová výroba na sklad se stává doménou především firem z východní Asie.

Současnost je taková, že závod nejen přežil ekonomickou krizi, ale za poslední tři roky zvýšil obrat o 60 %, a přešel prakticky na zakázkovou výrobu, neboť dnes je každý druhý motor na objednávce odlišný. A vyrábí se zde okolo 300 motorů denně, které putují prakticky do celého světa. Vyrábí se zde a expeduje přibližně 300 motorů denně. 

Cíle a strategie digitalizace

První snahy o digitalizaci spadají do období krize před zhruba deseti lety. Ale teprve před čtyřmi lety byl na tuto oblast vyčleněn speciální tým digitalizace. Na základě důkladné analýzy byl zpracován kompletní koncept digitalizace výroby včetně podpůrných procesů.

K hlavním cílům patřilo a patří snižování množství ruční práce, neustálé zvyšování kvality při zachování nákladů a zlepšování ekonomických parametrů. Jedním z výsledků je zkrácení dodací lhůty od objednávky po expedici z původních 100 dní na současných patnáct. Pomocí nových systémů se vývoj zcela nových produktů zkrátil na v průměru osmnáct měsíců. A s přechodem na zakázkovou výrobu se významně rozšířila flexibilita nabídky. Zákazníkům může být vypracována nabídka z připravených řešení zahrnujících několik desítek tisíc variant. To jsou výsledky, které před několika lety byly přinejmenším velmi obtížně představitelné.

A přitom není vše úplně hotovo a současný výhled předpokládá systematické úsilí o další digitalizaci na dobu nejméně příštích pěti let. 

Digitalizace technických, výrobních i obchodních procesů

Digitalizace se dotkla všech základních procesů ve firmě – vývoje, byznysu, výroby i správy.

Vývoj a inovace nejen respektují zkušenosti odborníků z předcházejících období, ale jsou vtěleny do konstrukčního systému CAD, umožňujícího návrh konkrétních motorů v podobě digitálních dvojčat. Digitální dvojčata se uplatňují při tvorbě nabídek a výrobní dokumentace i při vývoji zcela nových produktů a dále při návrzích všeho nového, od technologických postupů výroby přes výrobní a servisní dokumentaci až po návrhy nových linek, výrobních hal a celých pracovišť. V dnešní době je důležité vyzkoušet si v digitální podobě pomocí digitálního dvojčete ještě před samotnou stavbou – od ergonomie nového pracoviště po simulaci výrobního taktu a včasného nalezení úzkých míst ve výrobě.

Digitalizace výroby patří k procesům zavedeným již před delší dobou. Předně jde o bezpapírovou výrobu. Jednotlivá pracoviště jsou osazena obrazovkami, na kterých pracovník, kde pracovník může sledovat všechny důležité informace: plán pracoviště, dokumentaci, pracovní postupy, odhlašování výroby a další. Automaticky je monitorována celá výroba, a to jak s využitím čárových kódů, tak čipů RFID. Takto jsou obslouženy všechny sklady, od příjmu materiálu přes provozní až po expediční, kde se jednotlivé motory balí, kompletuje se dokumentace a zásilky jsou expedovány. S výhodou je využíván hlasový výstup řídicího systému, především pro přípravu materiálu pro jednotlivá pracoviště, který zajišťuje automatickou komunikaci mezi řídicím systémem a člověkem.

Z mnoha důležitých strojů a technologických uzlů se sbírají data. Ta jsou využívána nejen ke kontrole provozních parametrů, které se stávají součástí rodokmenu jednotlivých výrobků, ale také pro potřeby údržby, tedy procesu správy majetku. Tento proces sběru technologických dat se realizuje postupně. Nejdříve byly připojeny nejdůležitější agregáty – tlakové licí stroje, následují stroje a zařízení, které mohou již dnes předávat data, a ve finální fázi to budou stroje, jež je nutné senzory teprve vybavit. Cesta postupného připojování dat z technologie má svou logiku, nicméně nové stroje a linky podmínku sběru dat již musí splňovat. 

Pro spokojenost zákazníků je klíčová kvalita

Naprosto samostatnou kapitolou jsou zkušebny. Jednotlivé kontroly kvality jsou vykonávány při každé operaci a jejich výsledky jsou průběžně zaznamenávány a navíc se provádí 100% kontrola všech motorů před uvolněním do expedičního skladu. Toto pracoviště připomíná rozsahem, vybavením a možnostmi velín velkého průmyslového celku. A je také zárukou, že se k zákazníkovi dostanou pouze takové motory, které splňují jeho požadavky. A ty mohou být velmi náročné. Ke specialitám patří např. motory do tunelů pro odsávání spalin. Ty musí fungovat ještě velmi dlouhou dobu po tom, kdy celé jejich okolí hoří. K dalším neobvyklým zakázkám patří motory na vrtné plošiny v moři. Požadavky na jejich kvalitu, odolnost proti slané vodě a celkově náročným podmínkám na moři kladou na jejich vývoj, provedení, výrobu a testování výjimečné požadavky. Spokojený a vracející se zákazník je nejlepší referencí. 

Digitalizace umožňuje rozšiřovat obchodní aktivity

Digitalizace se dotkla také obchodních aktivit. Nejen zkrácení doby dodání, zvýšení flexibility nabídky, zlepšení pružného plánování a přeplánování, ale též nové služby umožněné digitalizací představují pro pro frenštátský Siemens nové příležitosti. Zákazník může využívat modul sběru dat, který je k motorům nabízen a dodáván. Z něho může získat informace o elektrických veličinách a rovněž o např. teplotách a vibracích. K dalším službám patří diagnostika motorů dodaných s tímto modulem jako služba odborníků ze společnosti Sie­mens. Takto se naplňuje idea průmyslového internetu věcí. Mezi oběma krajními polohami, tj. od sledování dat pouze konečným uživatelem po službu výrobce, existuje mnoho mezipoloh, které úspěšně využívají dodavatelé technologických celků, jejichž nedílnou součástí jsou elektromotory z Frenštátu. Tato cesta má před sebou velkou budoucnost. Při ceně elektromotoru představují náklady na modul sběru dat několik procent, ale úspory a přínosy obsažené v systematickém vyhodnocování provozních dat tyto náklady vysoce převyšují. Vzniká tak prostor nejen pro další obchodní aktivity, ale také pro velmi úzkou spolupráci se zákazníkem, popř. s finálním uživatelem. 

Digitalizace vyžaduje jasnou strategii a motivované manažery

Závod Elektromotory ve Frenštátě je i z pohledu koncernu Siemens v digitalizaci velmi daleko. Při digitalizaci někdy může být i výhodné, je-li závod součástí silné nadnárodní společnosti. K dispozici má systémy třídy CAD a CAE, programové simulační nástroje, řídicí a zobrazovací techniku a informační systémy pro plánování, cloudová úložiště a sběr a analýzu dat a informací. To určitě představuje ulehčení, ale nebylo by to nic platné bez jasné strategie, vůle po změně a odvaze při přípravě, prosazování a realizaci celého komplexu úloh, kterými se společně může nazývat proces digitalizace průmyslového podniku. 

Radim Adam

Obr. 1. Motory se ve Frenštátě vyrábějí přesně podle požadavků zákazníka; průměrná velikost jedné objednávky je 1,86 motoru

Obr. 2. Bezpapírová dokumentace zvyšuje flexibilitu výroby a omezuje chybovost

Obr. 3. O dopravu polotovarů se starají bezpilotní vozíky

Obr. 4. Pracovník skladu připravuje materiál na základě požadavků pracovišť díky hlasovému výstupu ze systému řízení skladu

Obr. 5. Dobře vybavená zkušebna motorů je předpokladem spokojenosti zákazníků

Obr. 6. Snímač na motoru měří provozní veličiny, teplotu a vibrace a umožňuje je vizualizovat spolu s údaji o motoru a jeho konfiguraci např. v aplikaci na mobilním telefonu