Výstřižky plechových kotoučů padají z obrovského lisu na kovové trny na paletě označené elektronickým čipem. Po naplnění paleta zajede do regálu, odkud ji automatický vozík po chvíli odváží k dalšímu automatickému stroji. Ten plechy odebere, správně poskládá, slisuje, spojí, očistí a teprve poté na hotové statorové jádro budoucího elektromotoru sáhne první zaměstnanec. Nalepí na něj čárový kód, který slouží pro přesnou identifikaci produktu i další automatické výrobní operace. "Stroje komunikují samy mezi sebou − lis se domlouvá s dopravníkem, stroj skládající plechy si sám přivolá potřebný materiál ze skladu," popisuje ředitel závodu Siemens ve Frenštátu pod Radhoštěm Roman Valný sledovaný výjev. Ten je názornou ukázkou digitalizace a automatizace ve výrobě elektromotorů.

"Za poslední dva roky náš obrat vzrostl o polovinu. Stačilo nám k tomu ale jen o čtvrtinu více zaměstnanců," přibližuje Roman Valný výhody digitalizace. S tou ve Frenštátu začali ještě předtím, než se na hannoverském veletrhu v roce 2011 zrodil pojem Průmysl 4.0. "Neděláme to proto, že je to moderní. Potřebujeme zrychlit vývoj, zpracování zakázky i výrobu motoru. Objednanou zakázku musíme co nejrychleji dodat zákazníkovi. Dalším požadavkem je flexibilita − musíme zvládnout v krátkém čase vyrobit obrovské množství variant. A důležité je udělat to efektivně a v nejvyšší kvalitě," vysvětluje Valný. Každý projekt digitalizace, do kterého se ve Frenštátu pustí, musí splňovat uvedená kritéria.

"Před hospodářskou krizí v roce 2008 jsme vyráběli prakticky v nepřetržitém provozu a tehdy jsme se rozhodli přestěhovat část výroby do Mohelnice. Pak ale přišla krize. Využili jsme ji k tomu, abychom se nedostali do stejné situace, a začali jsme modernizovat výrobní závod. Výkon výroby nám pomohly zvýšit právě prvky digitalizace a automatizace. První dotyková obrazovka na výrobní lince se tedy objevila již před deseti lety, kdy jsme začali zavádět bezpapírovou výrobu," vzpomíná ředitel. Zatímco v roce 2008 dodávali motory zhruba za 100 dnů od objednávky, dnes to zvládají v průměru za 15 až 20 dnů.

Siemens, odštěpný závod Elektromotory Frenštát

Výrobní závod Siemensu ve Frenštátu pod Radhoštěm byl až do roku 1994 součástí státního podniku MEZ. Pak jej koupil společně s mohelnickým a drásovským závodem Siemens. Od roku 1996 se ve Frenštátu začali koncentrovat na výrobu velkých elektromotorů. Dnes je podnik předním světovým dodavatelem nízkonapěťových asynchronních elektromotorů a současně největším závodem na výrobu standardních elektromotorů osových výšek 225 až 355 mm v Evropě. Zaměstnává více než 1450 lidí.

Denně tu vyrábí asi 300 velkých motorů, které se skládají ze stovek dílů. Ke každému dílu je potřeba výkresová dokumentace, kterou dříve museli s každou zakázkou roznášet po fabrice. Dnes příslušná pracoviště dostanou aktuální data automaticky. "Máme ve výrobním závodě přes 300 pracovišť a všechna jsou vybavena dotykovými obrazovkami," popisuje Roman Valný. Na nich pracovníci najdou veškeré informace potřebné k výrobě. Technologické či kontrolní předpisy, soupisy dílů, informace o chemických látkách a podobně. Pracovníci nemusí čekat na dokumentaci a složitě v ní hledat, vše je okamžitě k dispozici on-line.

Trh se změnil

Důvodem pro digitalizaci výroby a výrobní dokumentace byl také fakt, že trh se po krizi dramaticky proměnil. Ve Frenštátu i v Mohelnici se dříve vyráběly velké série motorů takzvaně na sklad. Po krizi ale zákazníci začali optimalizovat své provozy a objednávat jinak než dříve. "Dnes vyrábíme zhruba 75 tisíc motorů ročně a v průměru připadá na jednu zakázku 1,8 motoru. Variabilita konfigurací motorů je obrovská. Připravovat papírovou dokumentaci by asi pro takovou výrobu nebylo ani možné, bez digitalizace bychom to nebyli schopni zvládnout. Jen pro představu − za posledních pět let jsme vyrobili přes 70 tisíc různých variant motorů," říká Roman Valný. Změny mohou být různé − od jiné barvy přes nejrůznější vestavby, brzdy, snímače, jiné napětí až po kompletně nový design motoru. Každý zákazník má možnost si standardní produkt přizpůsobit svým požadavkům.

"Dnes využíváme prvky digitalizace prakticky ve všech oblastech − od konstrukčního návrhu produktu a návrhu výrobních linek přes plánování a realizaci výroby až po expedici a servis," vypočítává Valný.

Na úplném začátku životního cyklu výrobku stojí jeho vývoj. V něm se digitalizace uplatňuje už celá desetiletí − papírové výkresy nejprve nahradily digitální dvourozměrné. Později se vyvinul software pro třírozměrné modelování, který umožňuje vytvořit virtuální prostorový model výrobku. A ještě později se přidalo i modelování jeho fyzikálních či chemických vlastností. Takové digitální dvojče představuje téměř dokonalý obraz skutečného výrobku ve virtuálním světě a lze jej využít nejen k samotné výrobě, ale prakticky v celém životním cyklu výrobku.

Ve Frenštátu používají pro řízení životního cyklu software Teamcenter a NX z produkce Siemensu. V něm je možné vytvořit trojrozměrný model výrobku, který obsahuje mnoho dalších digitálních dat, jež se využívají pro další výrobní činnosti. Jde například o výrobní výkresy, programy pro obráběcí stroje či měřicí stroje pro kontrolu kvality, montážní návody a podobně. "Díky digitálnímu dvojčeti prototypu jsme schopni vyvinout produkt mnohem rychleji.­ Pomocí simulačních programů si můžeme ověřit chování motoru v různých podmínkách a po odladění jej rychleji zavést do výroby. Dříve bylo nutné vyrobit reálný prototyp, ten ozkoušet na zkušebně a případně upravit a teprve poté mohl jít motor do výroby," popisuje Roman Valný. Dnes se vše nejprve vyzkouší ve virtuální podobě a jen u základních typů se pak výsledky ověří ve zkušebně i fyzicky.

Digitální dvojče ale může obsahovat mnohem více informací než jen geometrické či fyzikální vlastnosti produktu. "Můžeme na něj navázat výrobní výkresy, zkušební protokoly nebo simulace nejrůznějších vlastností − technologických, elektrických či mechanických," vysvětluje Valný. Simulace a optimalizace ve virtuálním světě se týká i výrobních procesů a linek. "Simulace nám ukáže, jak produkt prochází jednotlivými operacemi výrobní linkou, kdy bude potřeba navážet materiál, jestli zaměstnanci stihnou vykonat danou operaci a podobně. K tomu se využívá software Plant Simulation a Tecnomatix Process Simulate od Siemensu," říká Roman Valný. Při návrhu nových výrobních linek dokonce firma začíná využívat virtuální realitu. Pomocí speciálních brýlí je možné si model linky nejprve virtuálně "osahat", vyzkoušet si ergonomii práce, kolize, manipulaci, navážení materiálu a podobně. "Dříve jsme kvůli tomu v prázdné hale stavěli z kartonových krabic reálný model linky, dnes totéž zvládneme virtuálně a mnohem efektivněji," dodává Valný.

Automaty i na mýdlo

Kromě v úvodu popsané výroby či digitalizované výrobní dokumentace proniká automatizace i do takových oblastí, jako je výdej nástrojů. Automaty na obráběcí nástroje nejen zrychlují jejich výdej, ale zjednodušují i evidenci. Navíc se dodavatel automaticky včas dozví, kdy je třeba nástroje doplnit, aniž by je musel někdo složitě objednávat. "Výdejníky jsme nedávno pořídili i na ochranné pracovní pomůcky a hygienické potřeby," doplňuje Roman Valný.

Další důležitou oblastí digitalizace výroby je sběr a analýza dat z výrobních strojů. Ve Frenštátu mají dnes připojeno do datové sítě přes 150 strojů. To umožňuje sledovat a vyhodnocovat jejich vytížení a efektivitu. "Přesně víme, kdy a proč stroje nevyrábí. Díky tomu jsme zavedli opatření pro zvýšení jejich využití. Tím jsme jak ušetřili investiční náklady na nové stroje, tak i snížili podíl výroby jednotlivých komponentů u externích partnerů."

Každý vyrobený motor prochází kontrolou kvality ve zkušebně, která ověří všechny jeho důležité parametry. Protokoly o mechanických a elektrických zkouškách se ukládají do datových úložišť, kde je možné je nejen bezpečně dlouhodobě uchovávat, ale také analyzovat − například pro vyhodnocení vývoje kvality konkrétního procesu v čase. S ohledem na celosvětovou strategii společnosti závod ve Frenštátu integruje do informačních systémů také novou cloudovou platformu MindSphere. Spolehlivost motorů u zákazníků dnes mimochodem dosahuje špičkové úrovně 99,9 procenta. "Za posledních pět let jsme snížili chybovost produktů o dvě třetiny," říká Roman Valný. S tím souvisí i sledovatelnost jednotlivých dílů, aby bylo možné určit příčinu poruchy. U elektrických dílů již dnes dosahuje sta procent, u mechanických dílů se postupně zavádí. "Například po obrobení hřídele k ní přiřadíme a uložíme veškerá výrobní data − který člověk ji vyrobil, jaký stroj, jaké měl otáčky a podobně. Následně tato data zpracujeme a případně optimalizujeme jednotlivé výrobní kroky," vysvětluje Valný.

Hotové motory se nakonec označí takzvanými data matrix kódy, které představují odkaz k jakémusi rodnému listu motoru. Po jejich naskenování zákazníci dostanou k dispozici on-line veškerou dokumentaci, výkresy, elektrická a mechanická data stroje, návod k obsluze, databázi náhradních dílů konkrétního motoru a podobně.

Objednávky se zpracují automaticky

Digitalizace se týká nejen samotné výroby, ale také systému objednávek. "Většinu objednávek přijímáme prostřednictvím našich zastoupení v jednotlivých zemích. Od nich k nám přichází objednávka v digitalizované podobě pomocí standardních formátů elektronické výměny dat EDI v systému SAP," popisuje Roman Valný. Pokud jde o již známou variantu motoru, automaticky se zařadí do výrobního plánu. Každá přijatá zakázka se přes noc "rozpadne" na jednotlivé díly, které se automaticky zaplánují do výroby nebo objednají u dodavatelů. Zhruba polovina objednávek se zpracovává plně automaticky.

Pomocí EDI jsou totiž na výrobní závod ve Frenštátu napojeni i dodavatelé, kteří tak mají přehled o potřebách výroby a dodávají díly přímo na výrobní linky systémem just-in-time, tedy až když jsou potřeba. Tím se významně redukuje nutnost skladování dílů od subdodavatelů a ušetří se také řada operací interní logistiky.

Digitalizace se ostatně nevyhnula ani logistice. Pro vychystávání skladových položek ve Frenštátu využívají systém hlasových pokynů, které skladníci automaticky dostávají do sluchátek. Informaci o požadované skladové buňce a počtu kusů systém skladníkům překládá přímo do uší. Díky tomu mají pro práci obě ruce volné. Odběr potřebných položek a uložení do kontejneru pro konkrétní zakázku potvrzují rovněž hlasem. Informační systém pak například automaticky rozúčtuje materiál ze skladu na jednotlivé zakázky.

Dalším příkladem z oblasti logistiky jsou plně automatické manipulační vozíky, které rozvážejí kontejnery s materiálem po dílně. Například v navijárně je každé pracoviště vybavené jednoduchým signálním systémem se dvěma tlačítky. Když pracovník dokončí výrobní operaci, jen stiskne tlačítko a automatický vozík přiveze materiál pro další zakázku. "Pracovníci nemusí materiál nikde hledat, mají ho vždy tam, kde má být. Tím jsme ušetřili velké množství jejich produktivního času," vyzdvihuje Roman Valný.

Právě produktivitu práce se frenštátskému závodu daří trvale zvyšovat − každý rok o tři až pět procent. A to především díky postupující digitalizaci a automatizaci.

Pro vychystávání skladových položek využívají systém hlasových pokynů, které skladníci automaticky dostávají do sluchátek. Kontejnery s materiálem rozvážejí plně automatické manipulační vozíky.
Pro vychystávání skladových položek využívají systém hlasových pokynů, které skladníci automaticky dostávají do sluchátek. Kontejnery s materiálem rozvážejí plně automatické manipulační vozíky.
Foto: HN – Jiří Zerzoň
Související
Newsletter

Byznys podle HN

Nechcete, aby vám uniklo to nejdůležitější?

Pro naše čtenáře připravujeme každý týden newsletter o byznysu a finančních trzích. Stačí zde zadat svůj email a každý pátek od nás dostanete souhrn událostí, které byste neměli minout. A přidáme osobní tipy čtyř osobností newsroomu Hospodářských novin. Píše Martin Jašminský, Luděk Vainert, Luboš Kreč a Petr Kain.

Přihlášením se k odběru newsletteru souhlasíte se zpracováním osobních údajů a zasíláním obchodních sdělení, více informací ZDE. Z odběru se můžete kdykoli odhlásit.

Přihlásit se k odběru