Aktuální vydání

celé číslo

04

2022

veletrh Amper 2022
celé číslo

„Dobrý den, Industry 4.0“

Na veletrhu Hannover Messe 2015 letos na jaře firma Kuka AG ve stánku s plochou větší než 1 000 m2 ukázala svou oranžovou továrnu budoucnosti. Jako vedoucí evropský dodavatel průmyslových robotů a automatizovaných výrobních systémů se firma Kuka svými výrobky a službami přímo podílí na tzv. 4. průmyslové revoluci, známé také jako Industry 4.0.

 

Industry 4.0

Pojem Industry 4.0 (popř. Industrie 4.0) je označením projektu německé vlády v oblasti rozvoje průmyslu a vědy, který reflektuje současné problémy evropských ekonomik a zároveň představuje způsob jejich řešení, spočívající v automatizaci a elektronizaci výrobních procesů. Často se lze také setkat s označením 4. průmyslová revoluce, které zaznělo poprvé právě na strojírenském veletrhu v Hannoveru v roce 2011, kdy je ve své závěrečné zprávě použila expertní skupina německé vlády, složená ze špičkových odborníků a představitelů německého průmyslu, v níž je přímo zapojena také firma Kuka.
 
Ve stánku firmy Kuka se návštěvníci mohli seznámit se způsoby řešení některých problémů, které s sebou nese prohlubující se digitalizace výroby a zároveň potřeba udržitelné spolupráce lidí a strojů ve výrobním procesu. Přestože roboty i nadále ponesou hlavní tíhu při růstu objemů průmyslové výroby v budoucnu, do popředí zájmu se dostávají potřeby pracovníků. Mezi dalšími kritérii branými v úvahu při posuzování továren budoucnosti jsou důležité zejména otázky kvality koncepcí automatizačních systémů, které musí zajistit trvalé zvyšování efektivity, flexibility, konkurenceschopnosti, a především bezpečnosti výrobních procesů.
 
Veškerá inovativní uspořádání výroby založené na průmyslových robotech, současná, a tím spíše i budoucí, mají na pozadí společnou vlastnost. Propojením současných možností IT a konvenčních high-tech výrobních technologií mohou vznikat komplexní kyber-fyzické výrobní systémy známé také pod zkratkou CPPS (Cyber-Physical Production System). Jedním z důsledků orientace na tuto koncepci je potřeba významně zvýšit podporu mobility, inteligentních platforem a rozvoje kolaborativních řešení.
 

Některé z úloh představených ve stánku firmy Kuka

Ve stánku firmy Kuka na veletrhu Hannover Messe 2015 bylo představeno mnoho robotických úloh z nejrůznějších odvětví ekonomiky. Na obr. 1 je ukázána jednodušší z nich, spočívající v automatickém výběru komponent. V následujícím textu je podrobněji popsáno pět dalších z prezentovaných úloh, vybraných jako do jisté míry typické.
 

Výrobní asistent Kuka flexFELLOW

Mezi základními vlastnostmi umožňujícími realizovat výrobu podle konceptu Industry 4.0 klade firma Kuka důraz zejména na citlivost a flexibilitu průmyslových robotů. Výrobce domovní techniky BSH Hausgeräte GmbH je ve svém výrobním závodě v Dillingenu využívá vrchovatě. Montážní proces založený na robotu Kuka LBR iiwa s citlivým ramenem zajistí, že čerpadlo je ve výrobní lince vždy správně připevněno na své místo v zařízení čtyřmi šrouby, přičemž na tuto montážní operaci je vyhrazeno jen 16 s. Výhoda oproti konvenčnímu uspořádání spočívá v odstranění monotónní a ergonomicky nepříznivé manuální činnosti. Obsluha může řešit jiné úkoly a současně také do výrobního procesu kdykoliv vstoupit; v takovém případě robot automaticky zpomalí svůj chod na bezpečnou rychlost. Citlivé rameno umožňuje robotu LBR iiwa pracovat přímo vedle obsluhy věnující se následným výrobním operacím bez nutnosti fyzického bezpečnostního oplocení (obr. 2).
 

Robot Kuka LBR iiwa může pracovat v pohostinství

Pracovníci za barovým pultem ve veletržním stánku firmy Kuka měli velmi výkonného pomocníka. Doslova okouzlující úloha názorně demonstrovala možnosti spolupráce člověka s robotem a objektově orientovaného programování robotů. Z pohledu programování není čepování kvasnicového piva do sklenice snadným úkolem. Bok po boku se svými lidskými kolegy se robot postará o všechny nezbytné činnosti. Jak to funguje? Opravdu snadno, robot vše řídí jen díky své citlivosti a hmatu. Umožňují mu podle hmotnosti láhve rozpoznat, zda je plná nebo prázdná, pak jemně uchopí sklenici, aniž by hrozilo její rozbití, a otevře láhev použitím právě té správné síly. Robot také nepředstavuje žádnou hrozbu pro lidi okolo. A podobně jako jeho lidský kolega splňuje i veškeré požadavky na hygienu. Na zdraví!
 

miKuka – standardizované vývojové a programovací prostředí od firmy Kuka Systems

Při realizaci konceptu Industry 4.0 jsou důležitými vlastnostmi snadná spolupráce komponent použitých v rámci daného zařízení a vymezené rozhraní pro jeho obsluhu. Standardní prostředí pro vývoj aplikačních programů pro řízení výrobních zařízení a procesů dodávané firmou Kuka Systems má název miKuka.
 
V prostředí miKuka s jeho nedílnými součástmi miControl a miView lze programovat a řídit jak jednoduché výrobní buňky, tak komplexní výrobní systémy. V kombinaci nástroje miKuka s nástroji miControl a miView zákazníci nyní dostávají k použití spolehlivé a bezpečné úplné vývojové prostředí. Nástroj miControl je otevřený softwarový systém založený na standardních jazycích používaných k programování PLC. Síla prostředí miKuka nespočívá jen v jeho otevřenosti. Zákazníci vysoce oceňují také integrovaný vizualizační nástroj miView, který uživateli umožňuje vybírat a zobrazovat data přímo z programu pro PLC. Komplexní přehled o výkonnosti daného výrobního celku systému poskytuje nástroj miKPI (miKEY
Performance Indicator).
 
Vedle softwaru firma Kuka rovněž dodává potřebný standardizovaný hardware – od napájení a rozváděčů po řídicí jednotky a mobilní operátorské panely.
 

Sunrise – řídicí systém spojující průmysl a IT

Nový systém pro řízení robotů LBR iiwa má označení Kuka Sunrise. Jako programovací jazyk je v něm použit jazyk Java, jeden z jazyků nejčastěji používaných ve světě IT. To umožňuje robotům Kuka získat bezprostřední vazby do oboru IT a využít jejich obrovský potenciál. Uživatelé mohou vytvářet své aplikační programy přímo v jazyce Java a používat rozsáhlé softwarové knihovny v něm existující, popř. vytvářet své vlastní. S funkcí Sunrise.Connectivity mohou mít uživatelé přístup k nejvnitřnějším řídicím procesům, což jim umožňuje vyvíjet nové algoritmy odpovídající nejvyšším požadavkům.
 
Uvedené dva trendy, označované jako networking a easy of use, jsou tím rozšířeny z oboru IT také do průmyslu. Cílem je usnadnit řízení a optimalizaci výrobních zařízení do co možná největšího detailu. Za tím účelem musí být všechny komponenty, řídicí jednotky, stroje, snímače a akční členy propojeny navzájem tak, aby mohly pružně reagovat na nejrůznější podněty. Řídicí systém se tak již nyní přizpůsobuje trendům zítřka, stejně jako robot LBR iiwa, a je tudíž Industry 4.0 „ready“. Inovativní systém řízení Kuka Sunrise tvoří řídicí jednotka Kuka Sunrise s nainstalovaným softwarem Kuka Sunrise.OS (Operating System). Jeho rozhraní a snadná rozšiřitelnost, výkonnost a otevřenost nabízejí téměř libovolné možnosti při automatizaci různých strojů, což firma Kuka demonstrovala na příkladu KMR iiwa (Kuka Mobile Robot). Mobilní platforma s namontovaným robotem LBR iiwa a integrovanou autonomní navigací je řízena systémem Kuka Sunrise (obr. 3). K programování, nastavení ovládání a ladění pohybu robotu se používá nový, velmi intuitivní software Kuka Sunrise. Workbench, obsahující také integrovaný manuál a funkci automatického dokončování. Tato sada je rovněž založena na běžné IT platformě Eclipse.
 

Virtuální výroba

Budoucím scénářem podle konceptu Industry 4.0 jsou reaktivní výrobní závody řízené automaticky dodávanými daty. Firma Kuka Systems používá při projektování výrobních zařízení a jejich uvádění do provozu různé způsoby digitalizace výrobních řetězců. Jde o simulační systémy, které umožňují detailně navrhnout výrobní zařízení a optimalizovat jeho chod s použitím modelu dříve, než je přistoupeno k vlastní realizaci.
 
Návštěvníci veletrhu v Hannoveru mohli sledovat interaktivní práci ve standardizovaném vývojovém prostředí miKuka, kdy bylo možné řídit a programovat dvě pracovní buňky v rámci celého komplexního výrobního zařízení. Simulace ukázala, jak řídicí systém od firmy Kuka pracuje s virtuálními stroji, a to včetně jeho obsluhy návštěvníky pomocí obslužného terminálu. Simulováno bylo i řízení spotřeby s použitím modulu RCS (Real Controller Simulation) s funkcí zobrazení spotřeby energií robotu a celé buňky, kterou lze očekávat v pozdějším provozu. Jako vrchol expozice byl návštěvníkům k dispozici systém zobrazení virtuální reality při použití náhlavního zařízení, jenž jim umožňoval zažít 3D pohled do nitra výrobní buňky z pohledu reálného zákazníka (obr. 4).

 

Změny ve struktuře firmy Kuka

Firma Kuka na hannoverském veletrhu také oficiálně prezentovala své vnitřní organizační a strukturální změny. Ve stánku byl poprvé účasten nejnovější člen rodiny Kuka, švýcarská firma Swisslog. Jde o firmu specializovanou na logistiku, která svými výsledky u zákazníků dokazuje, jak integrace průmyslových robotů do moderních logistických procesů může významně zvýšit flexibilitu a produktivitu dodavatelských řetězců.
 
Dále se představila firma Kuka Industries, která zahrnuje některé dřívější části firmy Kuka Systems doplněné zázemím získaným akvizicí firmy Reis Maschinenfabrik, jež se uskutečnila na konci roku 2013. Firma Kuka tak posiluje svou
schopnost nabízet ucelené výrobní a logistické systémy.
 

Industry 4.0 přináší partnerství

Prezentace firmy Kuka na veletrhu Hannover Messe 2015 přesvědčivě ukázala, že pojem Industry 4.0 není pro firmu jen módní slovo. Výrobce průmyslových robotů z Augsburgu je aktivně zapojen do pracovních skupin platformy Industry 4.0, ve sdružení VDMA i v dalších oborových sdruženích. Firma Kuka i nadále vítá možnost spojit své síly s dalšími partnery a sdruženími, jako jsou např. poskytovatelé cloudových nástrojů, či s firmami působícími v oboru automatizační techniky, protože si je vědoma toho, že nemůže realizovat myšlenky konceptu Industry 4.0 sama. Všechny strany budou potřebovat silná spojenectví s vysoce zdatnými partnery. Partnery, jako je firma Kuka.
 

Kuka AG

Kuka AG, sídlící v německém Augsburgu, je mezinárodně působící skupina s ročním obratem asi 2,1 miliardy eur a s více než 12 000 zaměstnanců po celém světě. Jako jeden z předních světových dodavatelů inteligentních systémů pro automatizaci nespojitých výrob firma Kuka svým zákazníkům dodá vše, co potřebují, z jednoho zdroje: od průmyslových robotů přes pracovní buňky ke zcela automatizovaným komplexním výrobním systémům pro všechny oblasti průmyslu.
 
Obr. 1. Robotická stanice pro automatický výběr dílů k použití ve výrobní logistice
Obr. 2. Robotická montáž za spolupráce lidské obsluhy
Obr. 3 Mobilní robot volně spolupracující s lidskou obsluhou
Obr. 4. Virtuální realita při projektování robotického výrobního systému