Průmysl 4.0 v čisté místnosti: revoluce nebo jen módní slovo?

Co se mohou provozovatelé čistých prostor z automobilového průmyslu naučit  

Všechno mluví o „Průmyslu 4.0“, i v souvislosti s čistými prostory. Co přesně za tím stojí, však často zůstává trochu nejasné. Jasnost přináší návštěva letošní výstavy Cleanzone v úterý a středu, 8. a 9.11.2016, ve Frankfurtu nad Mohanem.  

V realitě znamená „Průmysl 4.0“ v podstatě: sledování stavu a řízení zařízení pomocí senzorů a elektronického sběru dat a jejich zpracování. To může v konečném důsledku dokonce vést k samořídícím systémům, což díky propojení přes výrobu může zahrnovat i příjem a výdej zboží, logistiku, fakturaci, řízení a mnoho dalšího. Filosofie Průmyslu 4.0 je dnes především patrná v konceptech automatizace, a přímo k jádru věci směřují i v oblasti techniky čistých prostor. 

Příklad výhod vyšší míry automatizace představují dále vyvinuté testy integrity filtrů, které jsou nezbytné pro zajištění kvality vzduchu v každém čistém prostoru – ať už se nachází v farmaceutickém, polovodičovém, chemickém nebo jiném průmyslovém odvětví.

Vyřešený problém: skenování s vyšší reprodukovatelností a větší rychlostí

Pro funkční čistý prostor jsou klíčovými komponentami filtry, které jsou instalovány. I malé netěsnosti mohou vést ke zvýšení koncentrace částic. Proto je pravidelně nutné provádět testy integrity nainstalovaných filtrů  

Při důsledném testu netěsnosti se celé filtrační systémy skenují pomocí měřicí sondy a zároveň se zjišťují lokálně zvýšené koncentrace částic. Na příslušných „podezřelých místech“ se opět aplikuje testovací aerosol a měří se počet částic jak na straně vzduchu před filtrem, tak na straně za filtrem, a to pomocí klidové sondy. Nakonec se porovná s maximálně přípustným počtem částic.

To s klidovou sondou však není úplně jednoduché. Obvykle jsou testy integrity filtrů prováděny ručně. To znamená, že zaměstnanec musí se sondou v definované vzdálenosti od filtru skenovat s konstantní rychlostí. Přitom musí také sledovat aktuální výskyt částic, aby mohl přesně na těchto místech provést následné měření – což je spojeno s řadou potenciálních nepřesností. 

Vylepšením testů integrity filtrů jsou roboticky řízené metody, které umožňují automaticky zaznamenávat stav pevných filtrů a laminárních proudových jednotek. Měření je řízeno počítačem a výsledky jsou automaticky vyhodnocovány – reprodukovatelnější a méně časově náročné než ruční skenování. 

Roboti v čistých prostorách se mohou pohybovat autonomně

Pokračující automatizace se aktuálně již projevuje i v robotice vhodné do čistých prostor, která přepravuje materiály a produkty mezi libovolnými body výroby, přičemž nevyžaduje vodítka a pohybuje se autonomně – což je alternativa, pokud není možné nebo příliš nákladné použít kolejnice nebo dopravníky.  

Za nepopiratelnými výhodami automatizace však „Utopie“ „Průmyslu 4.0“ přesahuje v jednom zásadním bodě současné koncepty čistých prostor. Zatímco v současnosti se v zásadě dokumentují data o čistých prostorech (kontaminace částicemi, mikrobiologická kontaminace), ideálně by měla být definice požadavků striktně přizpůsobena produktu a jeho kvalitě.  

„V rámci této přeshraniční procesové míry se již v některých částech automobilového průmyslu praktikuje Průmysl 4.0,“ soudí Michael Skerat, jednatel společnosti skeratschoppe GmbH, specialisty na optimalizaci procesů, změnové procesy, strategický management a produktový management.

V automobilovém průmyslu již existuje řada aplikací v čistých prostorách, které slouží k výrobě čoček, vysoce přesných elektromechanických dílů malých rozměrů, systémů přenášejících média v ventilační technice nebo dílů vstřikovaných do fólií. To zahrnuje řadu komponent z výroby v čistých nebo alespoň čistých místnostech. Stejně tak se jedná o použití robotů, kteří pracují v těsné blízkosti s lidmi.  

„Čistý prostor bude v budoucnu stále více začleněn do stávajících konceptů, avšak musím také přiznat, že zatím neexistují žádné konkrétní příklady,“ říká Skerat. „Aplikace lze také přenést z hlediska procesních postupů na farmaceutickou výrobu. Zde je však nutné zvlášť brát v úvahu vysoké požadavky na mikrobiologickou čistotu.“

Hlavní úlohou bude definice rozhraní na přechodech mezi čistým prostorem a nečistým prostředím. Přitom je třeba doplnit produktová a výrobní data o parametry specifické pro daný prostor. K tomu může například patřit i teplo vznikající při instalaci vstřikovací nebo tabletovací stroje v čistém prostoru, pokud se to ukáže jako kritérium kvality produktu.  

Optimalizace procesů, digitalizace a Průmysl 4.0 jsou hlavními tématy na Cleanzone 2016. Například Michael Skerat na konferenci Cleanzone hovoří o tom, jak lze přenést procesy z automobilového průmyslu do výroby v čistých prostorách. Německý institut pro čisté prostory organizuje vysoce prestižní panelovou diskusi na téma „Průmysl 4.0: šance na inovace a budoucnost“.