Oto, dlaczego przemysł 4.0 i systemy zrobotyzowane opłacają się małym i średnim przedsiębiorstwom

Z Dennisem Lenkeringiem, prezesem spółki Lenkering Montage- und Zerspanungstechnik GmbH, rozmawiamy o przyszłości automatyzacji w małych i średnich przedsiębiorstwach.

W dyskusjach dotyczących cyfryzacji w inżynierii mechanicznej coraz częściej mowa o takich zagadnieniach jak przemysł 4.0 oraz robotyka, które najczęściej kojarzą nam się jednak z ogromnymi fabrykami przyszłości lub robotami używanymi na dużą skalę. Małe i średnie przedsiębiorstwa powinny zmierzyć się z tymi przyszłościowymi tematami, co potwierdzają doświadczenia spółki Lenkering Montage- und Zerspanungstechnik GmbH (LMZ) pochodzącej ze Steinfeld, w Dolnej Saksonii. Ta należąca do sieci item pluspartner firma specjalizuje się w dziedzinie projektowania indywidualnych systemów zautomatyzowanych i posiada duże doświadczenie w zakresie rozwiązań przeznaczonych dla przemysłu 4.0 i obszarów zrobotyzowanych. Na naszym blogu pisaliśmy już o produktach LMZ MP EcoLine Serie® do półautomatycznych procesów montażowych i kontrolnych oraz o inteligentnym urządzeniu do aplikacji kleju 465 (wyposażonym w system zrobotyzowany), a teraz udało nam się porozmawiać z prezesem LMZ, Dennisem Lenkeringiem, osobiście.

Przemysł 4.0: Nowy potencjał dla małych i średnich przedsiębiorstw i idealny początek

Pojęcie przemysłu 4.0 brzmi na początku dość abstrakcyjnie i kojarzy się przede wszystkim z dużymi zakładami. Dlaczego to właśnie małe i średnie przedsiębiorstwa powinny zainteresować się tym zagadnieniem?

Już dzisiaj w mniejszych firmach realizowane są liczne zautomatyzowane procesy. Dlatego warto zastanowić się nad wykorzystaniem danych procesu powstających w trakcie automatyzacji procesów. Dane powstają wszędzie, nawet w prywatnej przestrzeni każdego człowieka – niektóre przedsiębiorstwa już teraz wykorzystują nasze prywatne dane, by wyciągnąć z nich wnioski. Dlaczego nie mielibyśmy tego robić w budowie maszyn?

To nie jedyny powód, dla którego uważam, że małe i średnie przedsiębiorstwa powinny bliżej przyjrzeć się przemysłowi 4.0. Do tego dochodzi ważna zaleta, której nie mają większe firmy: W przypadku dużych graczy na rynku wszystkie procedury związane z wykorzystaniem danych są znacznie bardziej złożone i wolniejsze niż w małych i średnich podmiotach. Dlatego w takich firmach szybko można wdrożyć nowości, o wiele szybciej niż w dużych koncernach.

Na czym polegają Pana zdaniem największe wyzwania związane z wdrożeniem rozwiązań przemysłu 4.0 w sektorze MŚP?  

Myślę, że największym problemem jest pierwszy krok. Najpierw trzeba zadbać o akceptację na gromadzenie danych w samej firmie. Często pojawia się bardzo sceptyczne nastawienie do ochrony danych: „Nie chcę wiedzieć, który z pracowników ma lepsze wyniki ode mnie.”

Największym wyzwaniem przy wdrażaniu rozwiązań związanych z przemysłem 4.0 jest pierwszy krok, czyli zadbanie o akceptację na gromadzenie danych.

Oczywiście, w kontekście danych trzeba być ostrożnym, ale jeśli wszystkie zgromadzone informacje zostaną uogólnione i poddane anonimizacji, wówczas łatwiej będzie pracownikom to zaakceptować. Kolejnym problemem jest niepewność, jakie procesy można właściwie cyfryzować i czym się zająć na początek: Od gromadzenia jakich danych należy zacząć? Jak należy to połączyć z innymi dziedzinami?

Co powinny zrobić małe i średnie przedsiębiorstwa, które chcą wdrożyć zautomatyzowane procesy produkcyjne?

Warto postępować krok po kroku. U nas w LMZ opracowaliśmy plan 4 kroków (wytyczenie celów, identyfikacja procesów, określenie wymagań otoczenia, opracowanie rozwiązania), który przeznaczony jest ogólnie dla obszaru automatyzacji, ale wyjątkowo nadaje się do rozwiązań przemysłu 4.0. Najlepiej zacząć od projektu pilotażowego i wyjść z takiego założenia: „Zaczynam od tej automatyzacji. Tutaj zbieram dane i na tej podstawie się uczę.” Wówczas bardzo szybko stwierdzimy, że jest to dla nas ogromna korzyść. Następnie przechodzimy do kolejnych procesów.

Zautomatyzowana produkcja w sektorze MŚP dzięki przemysłowi 4.0

Jak opisałby Pan stosunek automatyzacji do przemysłu 4.0?

W tym przypadku możemy mówić o rozwoju za pomocą technologii cyfrowej. Mowa o nowym poziomie industrializacji. Jak już powiedziałem, w przypadku już zautomatyzowanych procesów optymalnym rozwiązaniem jest gromadzenie powstających danych i uczenie się z nich.

Dzisiaj sytuacja wygląda tak: W jakiś miejscu powstaje usterka, która powoduje awarię urządzenia. Dlatego nie można utrzymać wydajności produkcyjnej. W takich sytuacjach często słychać: „Linia stoi. Ale dlaczego? Gdzie są monterzy?” A monterzy? Oni pojawiają się dwa dni później.

W pierwszych czterech miesiącach produkcji warto wczytać dane produkcyjne, by na ich podstawie zdefiniować stan normalny.

Często dzieje się tak: Gdy tylko nowe systemy zautomatyzowane dotrą do zakładu, pojawiają się trudności z rozruchem. Jeśli system zautomatyzowany jednak działa, praca kierownika projektu jest zakończona, a projekt zrealizowany. Wówczas kierownik zaczyna pracę nad nowym projektem. Nikt już nie ogląda nowego systemu dopóki nie pojawi się awaria.

Co zaleciłby Pan zamiast tego?

W pierwszych czterech miesiącach produkcji zawsze warto wczytać dane produkcyjne, by na ich podstawie zdefiniować stan normalny dotyczący parametrów różnych czujników.

Jeśli przykładowo wiem, że moje parametry wynoszą 80%, mogę łatwiej przewidzieć czas przestojów. Mamy z nimi do czynienia w większości systemów zautomatyzowanych, np. z powodu czyszczenia urządzeń lub wymiany zużytych części. Jeśli parametry wynoszą 100%, wiem, że dojdzie do awarii.

W takiej sytuacji zakładam, że w tym tygodniu wyprodukuję 1000 sztuk więcej, których nie będę mógł wyprodukować w przyszłym tygodniu, ponieważ wiem, że od poniedziałku do wtorku maszyna będzie serwisowana. Dodatkowo zamawiam montera z odpowiednim wyprzedzeniem i jestem pewien, że w przyszłą środę moja linia znowu będzie w pełni sprawna.

W gruncie rzeczy chodzie o tzw. just-in-time-delivery, czyli dostawę na czas. Produkty nie są już magazynowane, wszystkie wyroby, które zostaną wyprodukowane, zostaną również wysłane. Jeśli w takiej sytuacji nie mogę zrealizować bezpośrednich dostaw i dochodzi do zatrzymania taśmy u producenta automotive, wówczas powstają ogromne koszty.

Robotyka to wielki potencjał sektora MŚP

Robotyka to flagowy i bardzo modny temat związany z automatyzacją. Jakie są Pana zdaniem największe zalety robotyki?

Najważniejszą zaletą jest bez wątpienia elastyczność. Robota można użyć w zakładzie nie tylko do produkcji jednego wyrobu. Można używać go w różnych obszarach. Dobrym przykładem jest modułowa kabina z robotem, który przez 8 godzin może produkować określony wyrób. Następnie można przenieść go do następnego urządzenia, by przez kolejną zmianę wytwarzał coś innego.

Przy zakupie systemu zrobotyzowanego koszty można podzielić na kilka projektów, ponieważ robot będzie używany do produkcji różnych wyrobów.

Ponadto taka inwestycja opłaca się wówczas, gdy produkty wytwarzane są w małych ilościach. Oznacza to, że wprawdzie trzeba zainwestować w zakup robota, ale całość wydatków nie wiąże się tylko z jednym projektem. Zamiast tego koszty można podzielić na kilka projektów, ponieważ robot będzie używany do produkcji różnych wyrobów. W ten sposób zwiększa się stopień obciążenia robota i koszty szybciej się zwracają.

Kolejnym ważnym zagadnieniem jest odciążenie pracowników. Użycie robotów jest korzystne zawsze wtedy, jeśli wykonywane są monotonne, nieergonomiczne czynności lub kiedy zadanie dotyczy ciężkich ładunków. W takiej sytuacji idealnym rozwiązaniem jest użycie robota, aby ochronić pracowników i wyznaczyć im zadania związane z innymi procesami.

Robotyka to brzmi drogo. Ale ile wynosi współczynnik kosztów w rzeczywistości?

Ceny systemów zrobotyzowanych są bardzo różne i zależą od tego, jakie rozwiązanie jest gdzie i jak stosowane. To od procesu, który ma zostać zautomatyzowany, zależy rodzaj stosowanego robota.

Przy czym należy odpowiedzieć sobie na pytanie, czy w ramach tego procesu podnoszone będą małe czy duże ładunki. Ważne są również następujące pytania: Jaki zasięg musi mieć robot? Czy zasięg roboczy jest bardzo mały? Czy może trzeba przetransportować ładunek z punktu A do punktu B i dodatkowo go zapakować? W rozważaniach nad systemem zrobotyzowanym należy uwzględnić również potrzebny czas, czyli cykl.

Jeśli np. mam do dyspozycji dużo czasu oraz lekkie ładunki i mogę zrezygnować ze standardowych środków bezpieczeństwa, w takiej sytuacji roboty współpracujące będą opłacalnym rozwiązaniem. Ze względu na specyficzne wymagania dotyczące bezpieczeństwa koboty są bardzo wolne. Na wypadek, gdyby robot współpracujący miał kontakt z człowiekiem, odbywa się to bardzo wolno, aby nie doszło do obrażeń.

Jeśli natomiast czas cyklu jest bardzo krótki albo ładunki bardzo ciężkie, warto pomyśleć o zwykłym robocie przemysłowym. Pomimo obostrzeń związanych z bezpieczeństwem taki robot jest również dostępny w wersji przenośnej.

Wszystko zależy od procesu, który ma zostać zautomatyzowany. Od niego zależą również koszty całego rozwiązania. Jeśli nie potrzebuję robota do wielu zadań, mam do dyspozycji długi czas cyklu i lekkie ładunki, wówczas również koszty są względnie niskie. Tutaj sprawdza się zasada, im większe wymagania, tym wyższe kwoty.

Profile item: Idealne rozwiązanie dla przemysłu 4.0 i robotyki

Jako członek sieci ekspertów  item pluspartner dobrze zna Pan produkty item. Jakie korzyści oferują wyroby item dla robotyki i przemysłu 4.0?  

Najważniejszym czynnikiem jest modułowa budowa. Decydującą zaletą robotyki jest jej elastyczność. Wszystkie nasze urządzenia i instalacje wykonane są z profili item. Zaleta: produkty item umożliwiają nam wykorzystanie ich elastyczności również w przypadku ram konstrukcyjnych. Jeśli klient zaprojektował początkowo system zrobotyzowany na trzy wyroby, a teraz doszły jeszcze dodatkowe dwa i sam robot jest elastyczny, to tej elastyczności potrzebuję również w odniesieniu do obudowy.

Wszystkie nasze urządzenia i instalacje wykonane są z profili item. „Zaleta: item umożliwia nam wykorzystanie elastyczności, która cechuje systemy zrobotyzowane, również w przypadku ram konstrukcyjnych.

Muszę mieć możliwość elastycznego rozszerzenia obudowy, nawet jeśli urządzenie jest od ponad pół roku w eksploatacji. W ten sposób można ją dostosować do nowych wymagań. O tym często wspominają nam nasi klienci: „Zawsze możemy jeszcze szybko coś dobudować.” Jeśli mam spawaną ramę, nie mam już takich możliwości.

Warto wspomnieć również o niskiej wadze profili item z aluminium. Jeśli mam modułowe kabiny na rolkach, które muszę przetransportować z maszyny w punkcie A do maszyny w punkcie B, to dla operatora takie rozwiązanie jest znacznie przyjemniejsze. Przecież musi sobie poradzić z tym ręcznie, a stalowa konstrukcja waży co najmniej trzy razy więcej. W środowisku produkcyjnym często nie ma również miejsca, aby użyć wózka paletowego lub widłowego. Optymalne są zatem rozwiązania mobilne, które wykonane są z aluminium, dzięki czemu są bardzo lekkie.

Interesujesz się cyfryzacją oraz przyszłym rozwojem inżynierii mechanicznej? W takim razie mamy coś dla Ciebie: Zapisz się do blogowego newslettera item, wykorzystując do tego baner w prawym górnym rogu!