Výrobci se stávají poskytovateli služeb

V konsorciálním projektu »Smart Factory as a Service« (FABaaS) je celý end-to-end proces v výrobním podniku dále rozvíjen na model založený na využití – od objednávky přes výrobu až po dodání a platbu. © TRUMPF/Foto: Markus Breig (KIT/CroM)

Pohonný systém v výrobní lince již nebude pouze funkčně důležitou součástí, ale také jako „detektor stavu“, aby bylo možné zajistit trvale vysokou úroveň produktivity. © WITTENSTEIN SE

Partneři konsorciálního projektu „Produktivita jako služba“ zkoumají na základě využití založený obchodní model pro obráběcí stroje, při kterém si firmy z kovozpracovatelského odvětví platí balíček sestávající z obráběcího stroje, obráběcích nástrojů a IT služeb. Vysoké pořizovací náklady na obráběcí stroj tak odpadnou. © MAPAL Dr. Kress KG

Chytrý převodový systém s funkcí »cynapse« od společnosti WITTENSTEIN SE je vybaven integrovaným senzorem s elektronickým štítkem a rozhraním IO-Link. Může například zaznamenávat, ukládat, zobrazovat a zpracovávat teplotu, vibrace, dobu provozu a polohu instalace. © WITTENSTEIN SE

V budoucnu už nebudou truhlárny a výrobci nábytku muset kupovat frézky na záhlubníky. Místo toho zůstává stroj majetkem výrobce a platí měsíčně za jeho používání. © Michael Weinig AG

Nemusíte kupovat stroj, abyste ho mohli používat: Digitalizace umožňuje nové obchodní modely založené na automatizované výměně dat. Jaké podmínky musí být splněny, aby tyto obchodní modely byly ekonomicky a technicky realizovatelné, objasňují odborníci z vědy a průmyslu v rámci velkého výzkumného projektu »X-Forge«.

Digitalizace nezměnila pouze způsob, jakým výrobní podniky vyrábějí své zboží. Také obchodní vztahy, které firmy mezi sebou uzavírají, se v průběhu čtvrté průmyslové revoluce proměnily. Z pevného hodnotového řetězce se stal flexibilní hodnotový síť, která již nezná pevné postupy a jejíž aktéři se neustále mění. Tato složitá souhra připomíná přirozený ekosystém zvířat, rostlin a mikroorganismů, a proto odborníci označují hodnotový síť také jako Digitální ekosystém.

Takový Digitální ekosystém je udržován automatizovanou výměnou dat mezi všemi aktéry. A tento neustálý výměna umožňuje nové, datově založené obchodní modely, ve kterých se výrobci nestávají pouze poskytovateli služeb, ale také všechny procesy v továrně lze chápat jako jednotlivé služby: Everything as a Service (XaaS). V rámci velkého výzkumného projektu X-Forge nyní odborníci z výzkumu a průmyslu zkoumají některé z těchto nových obchodních modelů a objasňují, jaká data je třeba shromažďovat a vyměňovat a jak je technicky realizovat.

X-Forge je rozdělen do čtyř konsorciálních projektů. Všichni jsou zapojeni Fraunhoferův institut pro výrobní techniku a automatizaci IPA:

Když hoblovací stroj posílá fakturu

Odvětví zpracování dřeva v Bádensku-Württembersku je převážně tvořeno malými a středními rodinnými podniky. Vysoké pořizovací náklady na nové high-tech stroje často zvládají jen s velkými obtížemi. Raději tak udržují stávající strojní park, odkládají investice na roky a hrozí, že za konkurencí zaostanou. Možným řešením je Pay per Use. Dřevozpracovatelské stroje zůstávají majetkem výrobce, truhlárny a nábytkářské továrny platí měsíčně za jejich používání.

Jak musí být takový využíváním založený obchodní model navržen tak, aby byl atraktivní jak pro výrobce, tak pro uživatele, zkoumá vědkyně a vědci kolem Olivera Schöllhammera, vedoucího oddělení podnikové strategie a rozvoje v Fraunhofer IPA, v rámci konsorciálního projektu »Wood Working as a Service« (WOODaaS). Hlavní otázka zní: Co se na konci měsíce fakturuje a jak probíhá fakturace a platba? Aby na to mohli odpovědět, musí Schöllhammer a jeho tým zjistit, zda data generovaná senzory stávajících hoblovacích a frézovacích strojů jsou dostatečná pro nový obchodní model a jaká další data je třeba případně ještě shromažďovat. Na konci by měly být faktury, platební a údržbové procesy automaticky spouštěny.

Na tomto konsorciálním projektu se kromě Fraunhofer IPA podílejí také výrobce strojů Michael Weinig AG z Tauberbischofsheim (konsorciální vedoucí), inženýrská firma Roth GmbH & Co. KG z Billigheim a společnost Hogra-Holz GmbH z Limbachu v okrese Neckar-Odenwald. Ministerstvo hospodářství, práce a turistiky Bádenska-Württemberska podporuje WOODaaS částkou téměř 2,3 milionu eur z dotačního programu InvestBW.

Frézovací stroj, který se sám konfiguruje

Subdodavatelé a firmy v kovové výrobě čelí mezinárodní konkurenci s výrazným tlakem na ceny. Proto musí efektivně využívat své frézovací stroje, tedy co nejvíce 24 hodin denně, s trvale vysokou kvalitou procesů a výroby, a to i při malých sériích a jednotlivých kusech, za nízké náklady. I zde má být tento cíl dosažen prostřednictvím využíváním založeného obchodního modelu: V budoucnu nebudou subdodavatelé a dodavatelé muset kupovat drahé stroje. Místo toho platí za balíček stroj, nástroje a IT služby.

Tyto služby by měly kromě automaticky spouštěných platebních a údržbových procesů obsahovat také inteligentní algoritmy, které samostatně zasahují do procesu obrábění a zlepšují parametry během provozu. Tím se mají předejít nadměrnému opotřebení a poškození dílů. „Obráběcí technici se pak už nemusí zabývat nastavováním strojů a nemusí najímat externí služby, které optimalizují jejich výrobní procesy,“ říká vědec Schöllhammer z Fraunhofer IPA. Cílem je spojit data z procesů a výroby, která dosud byla oddělená, a zpřístupnit je pomocí samoučícího se algoritmu.

Na tomto konsorciálním projektu »Productivity as a Service« (PRODaaS) se kromě Fraunhofer IPA podílejí také společnost Karl Walter Formen- und Kokillenbau GmbH & Co. KG z Göppingu, výrobce senzorů Blum-Novotest GmbH z Grünkrajtu v okrese Ravensburg, výrobce strojů F. Zimmermann GmbH z Neuhausenu na Fildernách, výrobce nástrojů MAPAL Dr. Kress KG (konsorciální vedoucí) a platforma c-Com GmbH (oba z Aalen). Ministerstvo hospodářství, práce a turistiky Bádenska-Württemberska podporuje PRODaaS částkou přibližně tři miliony eur z dotačního programu InvestBW.

Řídicí systém, který dává tipy pro lepší kvalitu produktu

Pro většinu podniků je stále obtížnější rozpoznat a realizovat možnosti optimalizace vlastních produktů nebo výrobních procesů. Díky digitalizaci však vznikají stále nové přístupy, jak další optimalizace realizovat. Tak například Paul Thieme a jeho kolegové z Kompetenzzentrum DigITools v rámci konsorciálního projektu »Product Life Cycle Enrichment as a Service« (PLCEaaS) shromažďují a zpřístupňují všechna data, která vzniknou během celého životního cyklu pohonu od společnosti WITTENSTEIN SE.

Tato centrální místo je tzv. správa, která jako digitální spis uchovává všechny relevantní údaje – od výroby jednotlivých dílů, přes montáž a dodání hotového pohonu, až po fázi užívání s veškerými poruchami, odstávkami, poškozeními, opravami a údržbou. Pomocí snadno ovladatelného analytického nástroje lze tato data zpracovávat a vyhodnocovat. „S tímto přístupem lze realizovat mnohem víc než jen prediktivní údržbu,“ říká Thieme. „Poskytuje také rady, jak lze pohon využívat šetrněji k zdrojům, a odhaluje výrobci, jak by mohl dále zvýšit kvalitu produktu.“

Na konsorciálním projektu PLCEaaS se kromě Fraunhofer IPA a společnosti WITTENSTEIN SE z Igersheim (konsorciální vedoucí) podílejí také společnosti ASCon Systems Holding GmbH a TruPhysics GmbH (oba z Stuttgartu). Ministerstvo hospodářství, práce a turistiky Bádenska-Württemberska podporuje projekt částkou přibližně dva miliony eur z dotačního programu InvestBW.

Fabrika plná služeb

Ještě o krok dál jdou partneři v konsorciálním projektu »Smart Factory as a Service« (FABaaS). Nejde již o rozvoj provozu jednotlivého stroje nebo životního cyklu konkrétního produktu na obchodní model založený na využívání, ale o celý end-to-end proces ve výrobní firmě – od objednávky přes výrobu až po dodání a platbu. „To, že se prodej, logistika nebo platební procesy svěřují externím službám, je již dlouho běžná praxe,“ vysvětluje Anja Reuter z Kompetenzzentrum DigITools v Fraunhofer IPA. „Ale že vše, co se děje ve výrobní hale, je rozděleno na jednotlivé služby externích poskytovatelů, je nový přístup k výrobě, který je vůbec možný až díky digitalizaci.“

Avšak do jaké míry je taková výroba založená na dobře orchestrovaných službách zisková pro všechny zúčastněné? Jaká data je třeba shromažďovat a vyměňovat? Jaká data je vůbec možné vyměňovat bez porušení platných právních předpisů? Jaké technické předpoklady musí jednotlivé stroje splňovat a jak je navržena IT architektura? Všechny tyto otázky objasní Reuterová a její partneři v konsorciálním projektu FABaaS a nakonec jednotlivé služby ukážou na příkladech.

Mezi účastníky FABaaS jsou kromě Fraunhofer IPA také Institut pro pracovní ekonomiku a organizaci IAO, společnost TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG z Ditzingenu (konsorciální vedoucí), dva softwaroví dodavatelé Heidelberg Mobil International GmbH a XETICS GmbH z Stuttgartu, dva výrobci senzorů SICK AG z Waldkirchu a Kinemic GmbH z Karlsruhe, výrobce vakuové techniky J. Schmalz GmbH z Glatten, společnost STOPA Anlagenbau GmbH z Achern, ACD Elektronik GmbH z Achstetten v okrese Biberach a mezinárodně působící poradenská firma umlaut SE. Ministerstvo hospodářství, práce a turistiky Bádenska-Württemberska podporuje FABaaS částkou téměř pět milionů eur z dotačního programu InvestBW.