Vyšší produkce při nižší spotřebě není sci-fi

_03_siemens

Autor Tomáš Trojan
— vydáno 03. října 2022

Průmysl se změnil, na vstupu jsou drahé energie s nejistou dostupností, na výstupu stouply nároky zákazníků a standardem se stává individualizovaná sériová výroba. Existují řešení, která sice všechny problémy nevyřeší, ale mohou výrazně pomoci udržet efektivní výrobu navzdory překážkám.

Letošní ročník Mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně dává naději, že doba setkávání a osobní výměny zkušeností pokračuje. Součástí MSV je už tradičně expozice Digitální továrna 2.0 v pavilonu F. Zlatým partnerem tohoto projektu je firma Siemens, obsah její prezentace lze shrnout do názvu Flexibilní, odolná a energeticky úsporná výroba.

„České průmyslové firmy si dnes musejí poradit v mimořádně komplexním a nepředvídatelném prostředí. Udržet si konkurenceschopnost a vyrábět s vysokou přidanou hodnotou pomohou digitální technologie, jejichž portfolio na MSV představujeme,“ uvedl generální ředitel českého Siemensu Eduard Palíšek.

Projekt Digitální továrna roste s dobou

„Již potřetí budeme součástí expozice Digitální továrna 2.0 a tento koncept se nám opravdu osvědčil. Společně s našimi partnery, externími dodavateli a spolupracujícími firmami názorně představujeme konkrétní aplikační možnosti, jaká řešení se na našich produktech dají vystavět,“ pochvaluje si Tomáš Duba, ředitel divize Motion Control ve společnosti Siemens.

O tom, kam se projekt v průběhu let posunuje, má jasno i jeho kolega Adam Koncer, vedoucí segmentu pro obráběcí stroje: „Zpočátku u nás byla digitalizace vnímána jako sběr dat, a především tím směrem se zaměřovala Digitální továrna 2.0 před čtyřmi lety. České firmy ale dozrávají a po fázi vyhodnocování dat jsme dnes již konečně v době, kdy letošní ročník akcentuje praktická opatření, která na základě analýzy firmám reálně přinášejí hmatatelný užitek.“

Neplaťte za energii, kterou nepotřebujete

Náklady na energie dosahují v průměru až 10 % všech výrobních nákladů. V odvětvích náročných na spotřebu energie může tento podíl činit až 40 % a s rostoucími cenami to může být i víc. Na MSV Siemens představí řadu řešení, která dokáží energie výrazně ušetřit.

Systém SIMATIC Energy Manager pro řízení hospodaření s energiemi dokáže podrobně vizualizovat toky energie a identifikovat případné příčiny změn. Umožňuje vyhodnotit energetickou účinnost zařízení, optimalizovat nákupy energií a ukázat, kde je možné až 30 % energie ušetřit, a snížit tak i množství emisí CO2.

Velkou část spotřeby elektrické energie (téměř 70 %) v průmyslu představují elektromotory. Samotné moderní motory mají až o 6 % nižší spotřebu energie, propojením s frekvenčními měniči lze potenciál úspor zvýšit na zhruba 30 %. Při digitalizaci celého systému v kombinaci s ukládáním energie mohou úspory dosáhnout až 60 %. Díky webové aplikaci SinaSave lze spočítat návratnost investice do energeticky efektivnějšího elektromotoru nebo celého pohonu ve spojení motoru s frekvenčním měničem a dalšími regulačními prvky.

Jak dostat staré technologie pod kontrolu

Velká řada průmyslových podniků, které mají dlouhou historii, provozuje bohužel i řadu historických strojů a zařízení. Tyto zastaralé technologie, často neudržované, mohou způsobovat obrovské a nekontrolované plýtvání energií. Přestavba a modernizace stávajícího výrobního zařízení je náročným úkolem a správa příslušných dat bývá velmi složitá. Továrny mají dlouhou životnost a data často nejsou k dispozici v elektronické podobě, což komplikuje proces digitální transformace.

Softwarové řešení COMOS umožňuje spravovat data integrovaně v jedné platformě a připravit výrobní zařízení pro vytvoření digitálního dvojčete. Aplikace COMOS Mobile Worker pak zaznamenává všechny změny v technické dokumentaci a úkoly vykonané během modernizace a pohodlně je zobrazuje prostřednictvím rozšířené reality v tabletu nebo mobilním zařízení. „Někdo nechce investovat do obnovy zastaralých zařízení z důvodu finanční náročnosti. Možná by byl překvapený, jak rychle by se mu mohla investice za nové zařízení vrátit. K tomu směřuje již zmíněný nástroj SinaSave, který exaktně návratnost vypočítá,“ říká Adam Koncer.

Flexibilní v každé situaci

Schopnost rychle reagovat na změny je dnes základem konkurenceschopnosti. Efektivním řešením je využití digitálního dvojčete, které umožní upravovat výrobní řetězec tak, aby si poradil se změnami komponentů, materiálů i požadavků zákazníků. Výhody a přínosy digitálního dvojčete výroby ukazuje aplikace Run My Virtual Machine, kterou Siemens ukazuje v živém přenosu z výroby.

K vyšší flexibilitě výroby výrazně přispívají také řešení edge. Siemens Industrial Edge stojí mezi klasickým edge computingem a cloud computingem. Uživateli dovoluje využívat a podle vlastních potřeb si nakombinovat to nejlepší z obou těchto přístupů. Na rozdíl od konvenčních edge řešení Industrial Edge s cloudem počítá, odesílá do něj ale méně dat, která jsou již upravená a optimalizovaná. Díky tomu se neprojeví slabé stránky cloudových řešení, jako jsou dlouhá odezva anebo vysoké ceny za pronájem. Řešení současně umožňuje využít obrovskou výpočetní kapacitu cloudu a možnost okamžitého přístupu k datům kdykoliv a odkudkoliv.

Pro mladou generaci je digitální svět druhou přirozeností

Pro střední a vysoké školy je určen exponát SLV EDU. Jde o kompaktní tříosou frézku s digitálním dvojčetem. „Na SLV EDU spolupracujeme se firmou SolidVision. Pro školy je výhodné vlastnit jeden fyzický stroj a několik jeho digitálních dvojčat. Každý vytvořený program lze na digitálním dvojčeti snadno vyzkoušet, studenti si s virtuálním strojem mohou po libosti „vyhrát“. Na fyzickém stroji může proběhnout ověření, že virtuální i reálný proces je zcela identický. SLV EDU jsme na MSV vystavovali již dvakrát, letos jsme se rozhodli vystavit digitální dvojče konkrétního stroje, který fyzicky stojí v naší brněnské laboratoři,“ říká Tomáš Duba.

I v letošním roce pořádá český Siemens soutěž SINUMERIK CUP. Cílem soutěže je motivovat studenty středních škol k týmové práci, ke schopnosti přijmout osobní zodpovědnost a pomoci jim tak připravit se na budoucí povolání. Siemens je také partnerem soutěže v programování, kterou pořádá organizátor MSV 2022.

Přednášky pro odbornou veřejnost

Expozice Digitální továrna 2.0 má i svoji přednáškovou část. „Siemens zde nabídne průřez svými řešeními napříč divizemi. Posluchači tak získají přehled, kde všude lze dosáhnout vyšší efektivity, počínaje jednoduchými komponenty typu elektromotorů, přes výrobní stroje a linky až k systémům pro řízení celé výroby,“ zve Tomáš Duba.

Že Siemens nabízí řešení pro širokou škálu technologií ukazuje i připravovaná přednáška na konferenci Fórum aditivní výroby. „Zájemcům o 3D tisk představíme stroj Chiron, kde pohyb tiskové hlavy zajišťuje 5osý robot řízený systémem Sinumeric. Na příkladu opravy ozubeného kola z větrné elektrárny demonstrujeme úsporu energie. Není nutné vyrábět nové kolo, se zlomkovými náklady lze vylámané zuby opravit navařením nového materiálu,“ přibližuje unikátní technologii Adam Koncer.

Spolupráce jako nový byznysmodel

„Před 5 lety nastal boom Průmyslu 4.0, kterého se chopil stát a expertní skupiny zastřešené ministerstvy vypracovaliy pilotní dokument, podle kterého by u nás digitalizace měla probíhat. Tento dokument nyní leží v šuplíku a jakákoli aktivita státu v tomto směru se někam vytratila,“ hodnotí současný stav digitalizace v České republice Tomáš Duba a pokračuje: „Je to škoda, podívejme se, jak jsou okolní evropské země schopné digitalizovat státní správu nebo služby občanům, zatímco náš stát v tom neudělal vůbec nic. Přestože s digitální transformací stát firmám nijak nepomáhá, spolupráce na úrovni firem přináší výsledky. Sama expozice Digitální továrna 2.0 ukazuje, že si umíme poradit a na digitalizaci včetně edukace pracovat sami.“

Digitální řešení Siemensu tvoří ekosystém, v němž se zákazníci mohou sami stát vývojáři nových aplikací. Ty pak mohou nabízet a prodávat dále koncovým uživatelům. Spolupráce se tak stává novým byznysmodelem pro digitální budoucnost.

Další článek: