Az Ipar 4.0 víziója nem egy jövőbeli álomkép

A digitalizáció, a negyedik ipari forradalom és az Ipar 4.0 nem rokon fogalmak. A harmadik ipari forradalom termékeinek, a robotizáció, a processzorok és a PLC-k gyártásban történő megjelenését nevezzük átfogó néven digitalizációnak.

„A negyedik ipari forradalom a digitalizációra épül oly módon, hogy a hálózatba kapcsoltságot, a dolgok internetét, az internet felhasználását, a fizikai és a virtuális tér összekapcsolását hozzuk létre. Az Ipar 4.0 pedig ezen belül helyezkedik el, azaz ahogyan a negyedik ipari forradalom a gyártásban, a termelésben megvalósul.” (Ács István a Bosch Rexroth Kft. ügyvezető igazgatója)

Bár a jelen gyártóeszközeit a hetvenes évek óta használja az ipar, az első nagy ugrást a kilencvenes években a digitalizációnak köszönhetjük. 2012-ben, a Németországban elindult ipari törekvéseket nevezzük negyedik ipari forradalomnak, amikor az első hálózatba kapcsolt eszközök megjelentek a termelésben. A folyamat hosszú, az átmenet nem egyenletes, hiszen a gépek és berendezések összekapcsoltsága, hálózatban történő működtetése akár a fizikai vagy a virtuális térben jelenti legfőképp az Ipar 4.0 alapjait.

„A digitális ikermodellek megjelenésével a valóság tükörképei a gyártásban is láthatóvá váltak. Egy gyártócella a kibertérben már most is megtervezhető és szimulálható anélkül, hogy a fizikai eszköz rendelkezésre állna. Ez jelentősen csökkenti a költségeket és egyúttal növeli a hatékonyságot.” (Váncza József, a SZTAKI Mérnöki és Üzleti Intelligencia Kutatólaboratórium laborvezetője)

Az Ipar 4.0 az érzékelők, a gépek, a rendszerek és a folyamatok átfogó hálózatba kapcsolásával kezdődik, tehát mindazzal, ami információt nyújt az ipari környezetben. Az olyan megoldások segítségével, mint a Rexroth IoT Gateway, néhány lépésben hálózatba kapcsolható a teljes gyártás, az érzékelőtől kezdve a gépadatokig, és ezáltal a rendszer átláthatósága és felügyelete is garantált. A megelőző karbantartás nagyon könnyen elérhető és óriási lehetőséget hordoz. Az IoT Gateway-jel a berendezés kritikus pontjain szenzorok elhelyezésével és az internet segítségével gyűjthetők az adatok, majd a mesterséges intelligencia kikövetkezteti a várható meghibásodásokat.

„Óriási lehetőségekkel bíró technológiai terület ez, nem egy jövőbeli álomkép.” (Ács István a Bosch Rexroth Kft. ügyvezető igazgatója)

Az ipar változik, és ezzel együtt a kihívások is. A rugalmatlan, komplex automatizálási rendszerek már nem illenek abba a környezetbe, melyben a piacokat egyre rövidebb termékéletciklusok és keményebb versenyek uralják.

„A digitális adatfolyam a mindennapok része, csak éppen nem ismerjük fel, hanem megszokjuk.” (Ács István a Bosch Rexroth Kft. ügyvezető igazgatója)

Olyan eszközökre van szükség, mint a Rexroth ctrlX AUTOMATION, mely lebontja a gépvezérlés, az IT világa és az IoT közötti klasszikus határokat. A Linux valós idejű operációs rendszer, a következetesen alkalmazott, nyílt szabványok, az alkalmazásfejlesztési technológiák, a webalapú fejlesztői környezet valamint az átfogó IoT-megoldások 30-50 százalékkal csökkentik a mérnöki és kivitelezési erőfeszítéseket. A ctrlX AUTOMATION minden összetevőt biztosít a teljeskörű automatizálási megoldásokhoz és a berendezések összekapcsolásához.

„A gépek közötti kommunikáció azért is fontos, mert automatikusan követhető a termék életútja, és nem utolsó sorban egyszerűen, gyorsan és költséghatékonyan bevezethető.” (Varga Dénes, a Varga-Flexo Kft. ügyvezetője)

A terméknek hordoznia kell az információt. Minőségbiztosítási szempontból is sarokkritérium, hogy digitális azonosítójában minden paraméter megtalálható legyen, hiszen néhány év múlva a szervizelés során ez is hozzájárul ahhoz, hogy még biztonságosabban működjön a berendezés.

Vitathatatlan, hogy a robotok térnyerése folyamatosan növekvő tendenciát mutat. Míg 2010-ben kb. egymillió robot dolgozott a gyártásban, ez a szám 2022-re megnégyszereződni látszik, olvasható a Statista 2020-as jelentésében. Valószínűleg ez okozza azt a félelmet is, miszerint hamarosan nem lesz szükség az emberi munkaerőre. A nagyvállalati törekvések azonban sokkal inkább az emberi teljesítmény és a hatékonyság fokozása felé mutatnak. Kizárólag azoktól a feladatoktól mentesítik az embert a robotok, amikhez nagyfokú monotonitástűrésre vagy nehéz terhek mozgatására van szükség, kiegészítve mindezt természetesen az emberi felügyelettel.

Jól illeszkednek ebbe a koncepcióba a kollaboratív robotok. Ezeket nem szükséges biztonsági kerítések mögé zárni, hiszen kifejezetten arra lettek kifejlesztve, hogy az emberi munkaerő mellett dolgozzanak, azt segítsék, de közben ne tegyenek kárt benne. Ha egy munkatárs hozzáér a robothoz, akkor az azonnal megáll, illetve a világon egyedülálló APAS robotcsalád esetében érintkezésre sincs szükség, hiszen a robot már érintés előtt érzékeli a mellette álló munkavállalót, amennyiben közel kerül a felületéhez. Így ez utóbbi különösen biztonságos megoldást jelent az ember-robot együttműködésre. Az APAS robotoknak olyan különlegesen kialakított, kapacitív érzékelőfelülete van, melynek segítségével már öt centiméternyi közelségnél megáll a berendezés, és amikor a munkavállaló biztonságos távolságra került a robottól, akkor az APAS asszisztens önállóan folytatja a munkát ott, ahol korábban abbahagyta. Kiegészíthető távolságérzékelővel így ez esetben, ha nem tartózkodik ember a biztonsági zónában, a robot átkapcsol kollaboratív sebességről normál ipari sebességre. Ha valaki belép ebbe a zónába, akkor a gyártásasszisztens automatikusan biztonságos sebességre kapcsol. A robot számos munkafolyamatot támogathat, akár közvetlenül az operátor mellől is. Ugyanakkor arra is képes, hogy nagy pontossággal és önállóan végezzen el monoton vagy nem ergonomikus feladatokat.

A legtöbb terméket szövevényes hálózat állítja elő, egy-egy alkatrész akár kétszer is bejárja, körberepüli a Földet, mire összeáll a termék. Mennyire fenntartható ez valójában? A termelővállalatok jövőbeni kihívása, hogy kevesebb környezeti károsodással járó logisztikát és gyártást érjenek el.

„A hatékonyság növelését a kooperatív gyártás világa egyértelműen támogatja. A technológiák és a kommunikációs csatornák elérhetők, feladatunk tehát a felhasználói élmény piacra juttatása.” (Ács István a Bosch Rexroth Kft. ügyvezető igazgatója)

Több gyártóvállalatnál már most is működő önjáró járművek segítik és látják el a gyártáson belüli belső logisztikai folyamatokat. Sokkal szervezettebb gyártás érhető el a Rexroth ActiveShuttle-lel, hiszen könnyen beilleszthető a meglévő gyárinfrastruktúrába és automatizálhatóvá teszi a gépek kiszolgálását és a késztermékek elszállítását. Egyszerűen kezelhető, teljesen hálózatba kapcsolt és biztonságos a használata. Az eszköz rendkívül rugalmas és segítségével megbízható módon szállíthatók a tárolódobozok. Több koncepció megvalósítására is képes, a ciklikustól az igény alapú szállításig. Az automatizált felvétellel és lerakással a kézi anyagmozgatás a múlté!

A napjainkat átszövő járványhelyzet is mutatja, hogy sokkal fenntarthatóbb, rugalmasabb gyártásra van szükség, ahol az ember szerepe kulcsfontosságú.

„Az ember szerepe megnő a jövőben. A termelővállalatok úgy tekintenek majd a munkaerőre, mint drága gépekre, akik egészségére oda kell figyelni.” (Váncza József, a SZTAKI Mérnöki és Üzleti Intelligencia Kutatólaboratórium laborvezetője)

A Bosch Rexroth szakmai tapasztalatával segít az első lépések megtételében, az új technológiák kipróbálásában és a fejlesztések elindításában. Ipar 4.0 kompatibilis termékei bármikor összeilleszthetők a jelenlegi, meglévő rendszerekkel.

Ha még több részletet szeretnél megtudni a negyedik ipari forradalom okozta változásokról, hallgasd meg a RE:FACT Podcast adását a témában.