Návrh udržitelné výroby

© Fraunhofer IPA

Digitální, štíhlý a zaměřený na člověka: Deset zásad pro navrhování udržitelných výrobních systémů navrhli vědci z Fraunhoferova institutu pro výrobu a automatizaci IPA ve studii „Celostní výrobní systémy 4.0“. Jejich praktické požadavky na navrhování metod a nástrojů poskytují konkrétní rámec pro manažery a provozovatele továren.

Digitalizace mění výrobu. Pod heslem Průmysl 4.0 představuje mezník. Jakou roli hraje člověk a štíhlá výroba při navrhování výrobních systémů s novými technologiemi Průmyslu 4.0? Jaké požadavky jsou kladeny na jejich uspořádání a jak digitální transformace ovlivňuje jednotlivé úrovně celostních výrobních systémů? Na tyto a další otázky odpovídali v rámci studie, kterou vypracoval Fraunhofer IPA, četní odborníci z praxe.

S štíhlým a Průmyslem 4.0 k flexibilitě a schopnosti přizpůsobit se

Jedno jasně ukazuje studie Fraunhofer: Digitální transformace neohrožuje základní principy Celostních výrobních systémů (GPS). „Specifický metodický soubor pravidel, který slouží k neustálé orientaci všech podnikových procesů na zákazníka, zůstává platný – zvláště když jsou Celostní výrobní systémy v Německu zavedeny jako průmyslový standard,“ shrnuje Simon Schumacher, vedoucí projektu Future Work Lab a hlavní autor studie. Metody štíhlé výroby tak budou i nadále určovat průběh v továrnách. Nicméně se neustále rozvíjejí v souvislosti s rostoucí digitalizací a propojením. Cílem této změny je zvýšit flexibilitu výroby. Firma by měla být schopna rychle reagovat na přání zákazníků, a to i na velmi specifická. Průmysl 4.0 dokonce umožňuje vyrábět individuální zakázky za cenu masové výroby. Pomáhá k tomu fakt, že v budoucnu již nebude hlavním měřítkem linka a takt. V továrně budoucnosti může být tradiční lineární výroba s pásy a taktováním rozpuštěna – a to při snížených nákladech.

Kooperativní řízení dat

To samozřejmě lze dosáhnout pouze s dobrým řízením dat. Musí být zajištěno, že všechna data od každého stroje a každého procesu jsou vždy dostupná. A ještě více: v budoucnu nebude stačit optimalizovat vlastní výrobní procesy. Firma musí také nahlédnout za hranice svého vlastního prostředí a integrovat data svých zákazníků a dodavatelů do svých procesů. Schumacher hovoří o „End-to-End procesech bez systémových přerušení“. Propojení tak sahá daleko za hranice vlastního strojního parku.

Nástrojová sada a případové studie

Všechno to výrazně zvyšuje složitost výroby. Aby bylo možné procesy přesto zvládnout, jsou potřeba pomůcky pro průmyslové inženýrství. To je důležitý výsledek studie. Musí vzniknout sada nástrojů. Toolbox by měl umožnit řešení problémů podle standardizovaných postupů. Při každé změně procesů nebo strojů poskytne dobře strukturovaná sada nástrojů pokyny, co dělat. Podmínkou je, že musí být snadno ovladatelná a co nejvíce intuitivní. Součástí Toolboxu by měly být i příklady použití, takzvané Use Cases. Výzkumná skupina pro implementační metody digitální výroby plánuje na léto založit průmyslovou pracovní skupinu „Celostní výrobní systémy 4.0“, ve které bude prakticky realizováno navrhování takovéto sady nástrojů ve spolupráci s experty z průmyslového inženýrství.

Dvoufázová studie

Studie je součástí výzkumné práce v Future Work Lab a vychází ze dvoufázového sběru dat. V první části průzkumu, webovém dotazníku, se zúčastnilo 73 odborníků. Byly zde ověřeny sedm obecných hypotéz z výzkumu v praxi.

Ve druhé části provedl výzkumný tým 18 podrobných rozhovorů s odborníky z výrobních podniků. „Naše studie poskytuje pohled na aktuální stav navrhování výrobních systémů předních německých firem z automobilového průmyslu a strojírenství. Naše hypotézy z výzkumu byly v podstatě potvrzeny průmyslem. Firmy dále hlásí, že kombinací Průmyslu 4.0 a Celostních výrobních systémů dokážou dosahovat ročních zlepšení v desítkách procent,“ říká Schumacher.

Další výzkumné aktivity týkající se práce v budoucnosti ve výrobě jsou shromažďovány v rámci nového hlavního a budoucího tématu Fraunhofer IPA „Technologie pro člověkem řízenou výrobu“, které koordinuje Simon Schumacher.

Podpora financování

Tato studie je součástí výzkumného projektu „Future Work Lab“. Future Work Lab je pilotní projekt financovaný spolkovým ministerstvem vzdělávání a výzkumu (BMBF) v rámci programu „Inovace pro výrobu, služby a práci zítřka“, programová linie „Budoucnost práce“ a je spravován projekčním partnerem Karlsruhe (PTKA).