Człowiek, maszyna i proces

Przemysł 4.0 to już nie tylko hasło, ale konkretna rzeczywistość, wdrażana przez liderów światowej automatyki. Przy okazji jubileuszu 25-lecia istnienia polskiej siedziby Bosch Rexroth rozmawiamy z Pawłem Orzechem, kierownikiem  działu Napędy Elektryczne i Sterowania – o tym, jak wdrażać idee czwartej rewolucji przemysłowej.

Wojciech Stasiak (Control Engineering Polska): Jakie miejsce zajmuje koncepcja Przemysłu 4.0 w strategii firmy Bosch Rexroth oraz Grupy Bosch?

Paweł Orzech (Bosch Rexroth): Koncepcja ta zajmuje czołowe miejsce w strategii całej firmy Bosch. Grupa Bosch opiera swoje działania na tzw. dual strategy, występując na rynku zarówno jako odbiorca rozwiązań zgodnych z koncepcją Przemysłu 4.0, jak i dostawca. Dostawcą jest głównie Bosch Rexroth, ale nie tylko – np. dział Bosch Software Innovations dostarcza oprogramowanie dla przemysłu, m.in. do kontroli jakości, procesu czy też planowania.

Wśród wielu tego rodzaju produktów firmy Bosch Rexroth warto wymienić przede wszystkim IndraDrive Mi, czyli zdecentralizowane napędy, dzięki którym możemy zbudować maszynę bez szafy sterowniczej, oszczędzając tym samym sporo miejsca. Innym bardzo istotnym rozwiązaniem jest Open Core Engineering – interfejs, który pomaga połączyć świat automatyki ze światem IT. Umożliwia on sterowanie napędami i sterownikami, opierając się na programach napisanych w takich językach, jak C#, C++ czy też Java. Pozwala to osobom, które nie miały wcześniej związku z automatyką i nie posiadały wiedzy dotyczącej programowania sterowników PLC, na napisanie w prosty sposób oprogra-mowania, które będzie nie tylko obsługiwało maszyny, ale przede wszystkim łączyło je z systemami zbierania danych oraz zarządzania całą firmą. Wszystko to dzięki gotowym bibliotekom dostarczanym do danego środowiska programistycznego z gotowymi funkcjami dla napędów oraz sterowników.

Kolejnym rozwiązaniem jest Active Cockpit, czyli duży ekran dotykowy, który możemy wykorzystać w hali produkcyjnej, m.in. w celu zobrazowania na bieżąco przebiegu procesu, wyłapania ewentualnych błędów w maszynie, monitoringu terminowości realizacji produkcji. Oprócz ekranu dotykowego oczywiście potrzebny jest software, w którym specjalizuje się wspomniany przeze mnie dział Bosch SI, dostarczający całe oprogramowanie bądź też gotowe moduły – dobierane indywidualnie do systemu, którym chcemy zarządzać, oraz do informacji, jakie chcemy zbierać z danej linii. Jednym z oferowanych modułów jest Process Quality Manager służący do zbierania danych ze wszystkich wkrętarek, obrazowania ich i zdawania sprawozdania o tym, czy wszystkie połączenia śrubowe na danej linii zrealizowano zgodnie z założeniem.

Jak spisuje się Wasza pilotażowa linia produkcyjna w Homburgu, zgodna z koncepcją Przemysłu 4.0?

Wytwarzanych jest na niej ponad dwieście różnych zaworów hydraulicznych. Odbywa się to bez jakichkolwiek modyfikacji ręcznych na linii. Poszczególne elementy oraz etapy produkcji są identyfikowane za pomocą chipów RFID. W ten sposób dziewięć stacji linii produkcyjnej rozpoznaje, jaki kolejny krok jest konieczny w procesie montażu. System sterowania maszyny (PLC) otrzymuje odpowiednie informacje z serwera. W procesie zindywidualizowanej produkcji do każdej stacji jest dostarczana tylko wymagana liczba niezbędnych części – a w razie potrzeby istnieje możliwość zamówienia dodatkowych. Linia produkcyjna oferuje także wsparcie pracownikom. Na danym stanowisku roboczym pracownik loguje się za pomocą technologii Bluetooth, po czym na ekranach wyświetlane są instrukcje dotyczące danego wariantu produktu, a także kolejny krok – w języku preferowanym przez pracownika oraz w sposób dostosowany do jego kwalifikacji. To także ma wpływ na wyższą jakość produktu finalnego.

Tak wygląda Przemysł 4.0 w praktyce: człowiek, maszyna i proces są ze sobą zintegrowane. W efekcie otrzymujemy elastyczną i ekonomiczną produkcję dwustu wariantów zaworów hydraulicznych. Jeśli porównać to liczbowo do dotychczasowych linii produkcyjnych, nowa linia oznacza o 10% wyższą wydajność produkcji i o 30% niższe wymagane rezerwy materiałów.

Czy planujecie następne takie linie?

Jak najbardziej, zamierzamy wdrażać koncepcje Przemysłu 4.0 w kolejnych fabrykach i na kolejnych liniach produkcyjnych. Oprócz tej w Homburgu możemy pochwalić się już kilkoma innymi liniami, działającymi w zakładach Grupy Bosch – m.in. fabrykach w Lohr, Stuttgarcie, Blaichach, Reutlingen, w Nashik w Indiach czy w Suzhou w Chinach. Wszystkie te wdrożenia mają na celu zebranie własnych doświadczeń w zakresie zastosowanych rozwiązań, zgodnych z koncepcją Przemysłu 4.0, w tym określenie, które produkty się sprawdzają i jakie innowacyjne rozwiązania są jeszcze potrzebne. Zgromadzone doświadczenia stanowią bazę do rozwoju nowych produktów.

Czy możliwe i sensowne byłoby już obecnie tworzenie takich fabryk 4.0 od podstaw, czy raczej Przemysł 4.0 będzie opierał się na stopniowym wdrażaniu rozwiązań i stopniowej modernizacji istniejących zakładów?

Stworzenie fabryki 4.0 od podstaw jest oczywiście możliwe, a wdrożenie nowoczesnych rozwiązań staje się wtedy najłatwiejsze. Jedynym problemem jest to, że zakład musi być wznoszony naprawdę od samego początku. W koncernie Bosch planuje się w kolejnych latach budowę nowych fabryk i od jakiegoś czasu prowadzone są rozmowy dotyczące tego, aby większość istniejących dziś, testowanych produktów zgodnych z koncepcją Przemysłu 4.0 było już tam wdrożonych. Tak, aby zagwarantować największą możliwą wydajność.

Obecnie realizowane są jednak głównie modernizacje. Przede wszystkim jest to zgodne ze strategią dualną Boscha. Po pierwsze, aby jako dostawca wprowadzać swoje produkty na rynek. A po drugie, aby jako użytkownik końcowy testować je i na podstawie informacji zwrotnej ulepszać oraz tworzyć coraz bardziej innowacyjne rozwiązania.

W realizacji koncepcji Przemysłu 4.0 stawiacie na otwarte standardy dotyczące programowania i komunikacji. Czy ta otwartość będzie podstawą działania nowoczesnych fabryk?

Moim zdaniem otwarte standardy w programowaniu to jeden z najważniejszych punktów koncepcji Przemysłu 4.0. Tylko dzięki możliwości integracji świata automatyki ze światem IT możliwa jest realizacja wszystkich założeń związanych z tą ideą. Nie da się ich urzeczywistnić bez otwartych standardów, bez możliwości pisania programów w różnego rodzaju językach, używanych nie tylko przez automatyków, ale także przez programistów IT. Tak naprawdę to oni będą wyznaczać trendy przyszłości. To, w jakim środowisku programiści będą tworzyć swoje aplikacje, będzie wpływało na to, co w przyszłości stanie się standardem i w jakich językach będą pisane programy.

Trzeba zrozumieć, że Przemysł 4.0 będzie opierał się głównie na oprogramowaniu. Do każdej koncepcji, każdego produktu musi być stworzone oprogramowanie gwarantujące możliwość prostego zastosowania na linii produkcyjnej czy też w maszynie. Podczas wdrażania koncepcji Przemysłu 4.0 dużo czasu zajmie cała część programistyczna. Dlatego właśnie firmy mające otwarte interfejsy i pozwalające programistom pisać w językach, w których ci się dobrze czują, oraz dające im gotowe rozwiązania, gotowe bloki funkcyjne, czyniące oprogramowanie jak najprostszym, uzyskają w przyszłości sporą przewagę konkurencyjną.

Jak, Pana zdaniem, wygląda w Polsce implementacja idei Przemysłu 4.0? Gdyby np. porównać te procesy u nas i w Niemczech…

Przede wszystkim trzeba zaznaczyć, że koncepcja Przemysłu 4.0 wywodzi się z Niemiec i tam też na pewno szybciej jest rozwijana. Została zapoczątkowana 23 lata temu, czyli wbrew pozorom całkiem niedawno. Patrząc jednak na to, co się dzieje obecnie w Polsce, na wzrastające zainteresowanie ideą Przemysłu 4.0 i rosnącą świadomość, czym ona jest, widzimy, jak szybko i dynamicznie następują zmiany. Weźmy pod uwagę chociażby liczbę konferencji z Przemysłem 4.0 w temacie. W ubiegłym roku było ich zaledwie kilka, a w tym widzę wiele wszelkiego rodzaju takich spotkań i wydarzeń. Dzięki temu budowana jest świadomość, co przekłada się na zainteresowanie wśród producentów maszyn i użytkowników końcowych, którym zależy na tym, aby ich fabryki były innowacyjne i podążały za stale zmieniającym się światem oraz ewoluującymi wymaganiami klientów. Są już w Polsce implementowane pierwsze aplikacje wykorzystujące produkty i rozwiązania zgodne z koncepcją Przemysłu 4.0. Patrząc na dynamikę rozwoju, jaką obserwujemy, z pewnością proces ten będzie przebiegał bardzo szybko.

Stworzyliście specjalne stanowisko dydaktyczne mMS 4.0, przeznaczone dla młodzieży szykującej się do zawodu automatyka w erze Przemysłu 4.0. Jak się sprawdza?

Bardzo dobrze! W jednym niewielkim stanowisku mamy wiele produktów zgodnych z koncepcją Przemysłu 4.0, które pomagają zrozumieć, jak można wykorzystać tę koncepcję na prawdziwej linii produkcyjnej. mMS 4.0 jest swego rodzaju testową, szkoleniową linią produkcyjną. Studenci programują nowe funkcje za pomocą języków wyższego poziomu, korzystają z technologii RFID oraz mają możliwość połączenia się z systemami ERP oraz MES, takimi jak SAP ME. Wszystko to może być obrazowane na zminiaturyzowanej wersji ekranu Active Cockpit.

Proponujemy uczelniom cały pakiet szkoleniowy związany z tym stanowiskiem, który mogą zaimplementować w swoich laboratoriach. Oprócz tego w naszym ośrodku szkoleniowym w Erbach, w Niemczech, organizowane są kursy dotyczące Przemysłu 4.0, w różnych opcjach terminowych i czasowych – od kilkugodzinnych przez półtoradniowe aż do pełnego czterodniowego szkolenia, które pokazują w teorii i na przykładach, jak wdrażać idee Przemysłu 4.0.

A chcąc rozwijać wiedzę wśród naszych klientów, otwieramy dla nich nasze fabryki, w których zaimplementowane zostały rozwiązania zgodne z koncepcją Przemysłu 4.0, np. w Homburgu, Lohr czy Stuttgarcie. Przewodnik oprowadzający po zakładzie opowiada, jak wdrożono poszczególne rozwiązania, jakie produkty zastosowano i jakie korzyści dzięki temu osiągnięto na danej linii produkcyjnej.

Tekst pochodzi ze specjalnego wydania “Fabryka 4.0“.
http://www.controlengineering.pl/menu-gorne/artykul/article/czlowiek-maszyna-i-proces/