HÍREK
OKOS GYÁRAK A NAGYVILÁGBAN
2021. DECEMBER 17.
Ma már sokaknak okos a tévéje és a porszívója, a telefonról már nem is beszélve, ennek ellenére valószínűleg kevesen gondolkodnak el azon, hogy ezek a mindennapi eszközök mennyire okosan készülnek. Miben hasonlítanak napjaink gyártási folyamatai a néhány évtizeddel ezelőttire? A termelőüzemeket is felokosították? És ha igen, hogyan? A helyzet az, hogy a telefonok és tévék megelőzték ebben a gyártósorok, ahol még ennek a folyamatnak az elején jár a technológia, de akadnak már előremutató kezdeményezések, mint például a levegőtesztelő drónok vagy a digitális ikrek.
Könnyű belátni, mitől okos egy porszívó:
magától működik, utasításokat lehet neki adni, feltölti magát, mielőtt
lemerülne, tudja, épp hol van, tudja, hol a töltője, vagy jelez, ha valami
gondja van. De mi az, amitől okosnak nevezhetünk egy gyárat? Lényegében
ugyanettől: ahogy a porszívóba megérkezett a digitalizáció (a legtöbben
egyébként Linux fut), ugyanez a digitalizáció a gyárakban sem alap még,
viszont, ahol bevezették, ott növeli a termelékenységet, minőséget,
rugalmasságot.
Gyakorlatilag ugyanez a válasz arra is,
miért csak most okosodnak fel a gyárak. Szükség volt alaptechnológiára az
igazán működőképes okostermeléshez, és a folyamatok mostanra értek be. Ilyen
például az IoT (Internet of Things, azaz a dolgok internete) amivel
érzékelőket, eszközöket lehet hálózatba kapcsolni. Az intelligens automatizáció
(ezen belül a fejlett robotika, gépi látás, elosztott vezérlés vagy éppen a
drónok használata) és a felhőbe költöző adatelemzés, a mesterséges
intelligencia (MI), illetve a feldolgozott adatokon alapuló becslések mind
hatékonyabbá tehetik a gyártást.
Egy okosgyár folyamatosan, adatokat
gyűjt magáról, aztán ezek alapján, akár beavatkozás nélkül, képes
módosításokra. Az adatokat jól gyűjtve és hasznosítva rugalmasabbá,
megbízhatóbbá és hatékonyabbá válhat a termelés.
Az okos ipar
Az okosgyárakat és a köréjük épülő
ökoszisztémát persze sok névvel illetik, szinonimaként vagy részfogalomként
sokszor találkozhatunk az Ipar 4.0 szókapcsolattal vagy a „negyedik ipari
forradalommal”. A felhasznált technológiák a fent bemutatottnál akár sokkal
szerteágazóbbak is lehetnek – gondolhatunk az MI mellett az 5G-re, és a
kiterjesztett, virtuális vagy kevert valóságokra is. A lényeg azonban, hogy az
ipar 4.0 megoldások felhasználási területe egyre gyorsabb ütemben nő. A Fortune
Business Insights előrejelzése szerint az okosgyárak piaca 2028-ra elérheti
az 576 milliárd dollárt, ami közel duplázódó bővülést jelenthet a piac 2020-ban
226 milliárd dolláros teljesítményéhez képest. Ezek alapján nem meglepő, hogy
gyakorlatilag minden nagyobb szereplő elindult az okosításhoz vezető
digitalizáció útján, de azért érdemes megnézni néhány példát, ahol már előbbre
járnak.
Mesterséges intelligencia figyeli a chips hangjait
A PepsiCo Amerikai Egyesült Államokbeli,
New York-i, eredetileg 1965-ben létesített Frito-Lay’s Chips gyárában mesterséges intelligenciát és gépi tanulást használnak a
chipsek ropogásának ellenőrzésére, ezzel automatizálható az élelmiszer
állagának minőségellenőrzése. A vállalat digitális szemet is bevet a feldolgozás
előtt álló burgonyák súlyának megbecslésére, így sokkal pontosabban hámozhatják
meg a krumplikat. A gyárban ezenfelül fejlett robotokat és Big Data elemzést is
bevetnek a hatékonyság növelése érdekében.
5G okosgyár
Az Ericcson az Egyesült Államokban, a
texasi Lewisville-ben található okosgyárában 5G technológiákat szerelnek össze,
ami az okosgyártás egyik alapvető technológiája – de maga a gyár is okosgyárnak számít. Például olyan
integrált környezeti rendszerrel rendelkezik, ami 24 százalékkal csökkentette
az energiafelhasználását (óriási megtakarítás ez egy ipari létesítményben), 75
százalékkal a vízfelhasználást (ami szintén hatalmas mennyiség), ráadásul a
gyár 100 százalékban megújuló energiaforrásokkal működik.
Valós idejű minőség-ellenőrzés
A Nokia finnországi Olu gyárában (ahol
elsősorban szintén 5G-megoldásokat állítanak elő) bevezetett kameraszenzoros
rendszerrel, 5G-n keresztül, valós időben ellenőrzik a munka minőségét,
azaz már gyártás közben kiszűrik a hibákat. Ehhez videóelemző alkalmazásokat
integráltak gépi tanulásos rendszerekbe. Az elemzéseket felhőben, helyben
végzik el.
Játéktér valós problémákhoz
A HP szingapúri Okosgyártás Alkalmazási
és Kutatóközpontjában (SMARC) additív gyártással, 3D nyomtatással, fejlett
robotikával és Big Datával foglalkoznak. A mérnökök itt kísérletezhetik ki azokat a technológiákat,
amelyeket később a HP gyáraiban használhatnak. Az 550 négyzetméteres
kutatóközpont kiber-fizikai integrációt, kollaboratív robotokat (kobotokat) és
autonóm, intelligens járműveket fejleszt és tesztel, akár élesben is. Például
kobot szolgálja fel a kávét, az intelligens járművek pedig körbe-körbe járnak,
megállva a látogatók lábánál. A HP célja, hogy az itt kísérletező kreatív
mérnökök hatékony, zöld megoldásokat fejlesszenek ki.
Minden terv szerint
Az Intel zöldmezős okosgyárat épített az olasz Veronában,
ahol a jövő technológiáit szeretnék bevetni. Az új üzemben autonóm rendszer
osztja majd be az emberi munkaerőt, és valós időben reagál a változásokra –
például, ha egy kolléga nem elérhető. A gyár vezetői valós időben kapnak
jelentést arról, hogy minden rendben van-e, beleértve a gyártási folyamatokat
is. Ezen felül az összes eszköz 5G-n keresztül kommunikál, valamint robotokat
is bevetnek. A rendszer célja, hogy heti bontásban, egyértelműen lássák, hogy
minden terv szerint megy, beleértve a készletek tervezését, összetevőket és a
dokumentációt is.
Ikrek Bajorországból
Az már a fentiekből is látszik, hogy mennyi eltérő útja, felhasználási lehetősége van az okosiparnak, hiszen maga a gyártás összetett, számos részletében egyedi folyamat. Pont emiatt a Siemensnél az úgynevezett a digitális ikrekre esküsznek: ezek az egyes munkadarabok (és bármilyen a gyárban található eszköz vagy gép) digitális másolatai, amelyek minden információt tartalmaznak magukról, többek között azt is, hogyan kell elkészíteni őket. A Siemens bajorországi, ambergi, 100 ezer négyzetméteren elterülő üzemében több mint 1200 különböző terméket készítenek, és a gyártásnak naponta nagyjából 350-szer kell megváltoznia. Korábban ez különösen munkaigényes folyamat volt, mindent kézzel kellett átállítani, átpakolni és ellenőrizni. Ma ezt elvégzi a számítógép, hiszen mindenről van digitális adat. Arról nem is beszélve, hogy a digitális ikrek segítségével a gyártási minőség is valós időben ellenőrizhető.
5G-vel üzemeltetnek minden eszköz
A Samsung már koreai és amerikai gyáraiba is felszerelte 5G hálózatait, szerintük az így elérhető valós idejű kommunikációval óriási előrelépést tehetnek. Valószínűleg igazuk van, hiszen egy-egy gyárban esetenként több millió érzékelőt, eszközt és rendszert kapcsolhatnak a gyors és hatékony hálózatba, hogy a videók elemzéseit, az eszközkövetést, a távoli javításokat és karbantartást is elvégezhessék, nem beszélve az automatizált járművek alkalmazásáról.
Levegőtesztelő drónok
A GM egyelőre teszteli gyáraiban a különböző okos techonológiákat. Már eddig is sok robottal dolgoztak, ahol lehet, igyekeznek ezeket kollaboratív – együttműködő – robotokra cserélni. Az emberek együtt dolgozhatnak ezekkel a kobotokkal, mert hatékonyan segítik a munkájukat és nem veszélyesek a dolgozókra, probléma esetén időben megállnak. A gyárakban fontos a levegőminőség ellenőrzésére is kiemelt figyelmet fordítani, ha például kiömlik valami, időben megelőzhető a dolgozók veszélyeztetése. Lansing melletti gyárukban arra is használnak drónokat, hogy felügyeljék velük az eszközöket, és a drónokra szerelt infrakamerával az is könnyen észrevehető, ha valahol szökik a meleg levegő az üzemből.
Okos gyárak – a szakértő szemével
„Az okosgyárak folyamatos fejlesztése a napi kultúra része,
az automatizáció nem „csak” a robotok, automatizált anyagmozgatók vagy az
intralogisztika szintjén, hanem a különböző termelést kiszolgáló részlegek
szoftverei mögött is megtalálhatók” – mondja Virág Aladár, a 4iG szakértője. A
gyártott termék is okos nem csak az üzem. A gyártás során a termék adja meg az
adott gépnek a paramétereket. A megoldás adatokat, statisztikákat szolgáltat a
felhasználónak felhőrendszer segítségével, és ez alapján a termék és a gyártás
egyaránt tovább fejlődhet.
„Az autógyárak napjainkban 3 fő stratégiát követnek:
elektrifikáció, automatizáció, digitalizáció – mutatott rá a hazai okosgyárak
elsőszámú jellemzőire a szakértő. Jó példa erre az Audi, amely nem csak egy
járművet gyárt le, hanem egy okoseszközt, ami képes kommunikálni különböző
szinteken, ezzel is felkészülve az önvezető autók világára. A mesterséges
intelligencia fejlesztése miatt fontos szerepet töltenek be az újonnan gyártott
autók viselkedéséről gyűjtött adatok. A Mercedes vagy a Suzuki is a három
kiemelkedő stratégiai irányt követi. Ezzel egyrészt megfelelnek a piaci
trendeknek, másrészt a gyárak hatékonyságát – termelékenységét, minőségét,
logisztikáját – és pénzügyi eredményeit egyaránt javítják. Az említett cégek
arra törekednek, hogy globálisan átlássák az összes gyáruk kapacitását és
teljesítménymutatóit (KPI), így rugalmasan szervezhetnek át vagy
csoportosíthatnak át gyártási folyamatokat a piaci elvárásoknak megfelelően.
„Ezek a projektek nem jöhetnek létre modern digitalizációs
technológiák és gyártásinformatikai rendszerek nélkül, ahol a kiberbiztonság is
fontos szerepet tölt be” – emelte ki Virág Aladár. A soron következő
technológiák és fejlesztések alkalmazása elengedhetetlen ezeken a területeken,
ez teszi lehetővé, hogy a felhasználók minden információt el tudjanak érni az
autóikról a telefonjukon keresztül. Ehhez több, csúcstechnológiai megoldás
egyidejű alkalmazása szükséges, a felhőtechnológia, a blockchain, a
dróntechnológia, a mixed reality és az alkalmazásfejlesztések mind a gyártási
folyamat részei. A telekommunikáció – különösen az 5G – és a gyártásinformatika
összekapcsolása, erős összefonódása nélkülözhetetlen ahhoz, hogy hatékony okos
gyárak jöjjenek létre és ezen felül végfelhasználói élményt is nyújtsanak.
Természetesen nem csak az említett technológiák
alkalmazásától lesz okos egy gyár. Ezeknél a komplexumoknál már alapjaiban úgy
tervezik meg az infrastruktúrát, hogy kiszolgálja a csúcstechnológiát. Régi
gyárak okosítása (retrofit) sem jelent akadályt, szinte bármilyen üzemben
megkezdhető egy ipari egység fejlesztése. A modernizáció természetesen a
beszállítókra is igaz: ők is alkalmazzák már az okosgyár koncepciókat az
ellátási lánc hatékonyságának növelése érdekében.