Aplikácia konceptov Priemyslu 4.0 je nutnosťou, nie módou

MATADOR Group je jedna z najväčších priemyselných skupín na Slovensku. Na trhu pôsobí už viac ako 115 rokov, pričom dnes vo výrobe, ale aj výskume a vývoji zamestnáva vyše 2 500 ľudí na Slovensku i v zahraničí. Spoločnosť si vybudovala kľúčovú pozíciu systémového dodávateľa služieb a výrobkov pre automobilový, ako aj všeobecný priemysel v strednej Európe. Ponúka služby v oblasti dizajnu, inžinieringu, sériovej výroby komponentov, priemyselnej automatizácie a výroby lisovacích nástrojov pre špičkové európske automobilky. Aktívne sa podieľa aj na výskume a vývoji nových technológií a materiálov pre automobilový priemysel. Výzvy, ktoré zo sebou prináša nástup štvrtej priemyselnej revolúcie, spoločnosť nielen sleduje, ale ich aj aktívne rieši naprieč celou svojou organizačnou štruktúrou a u svojich zákazníkov. O skúsenostiach v tejto oblasti a prínosoch digitalizácie sme sa porozprávali s Ing. Igorom Šubom, PhD., MBA, riaditeľom oddelenia IT Služieb v MATADOR HOLDING, a. s.
Aplikácia konceptov Priemyslu 4.0 je nutnosťou, nie módou

Na vaše oddelenie IT Služieb sú kladené vysoké požiadavky nielen z hľadiska interných výkonov, ale aj čo sa týka vonkajšieho prostredia – zákazníkov.

Keď MATADOR vstupoval do oblasti automobilového priemyslu, osobne som sa prvý polrok snažil len zorientovať v celom tom kolotoči. Princíp fungovania ekosystému výrobcu automobilov a jeho dodávateľov nedáva veľa priestoru na omyly, všetko sa rieši vo veľmi presných a krátkych časových úsekoch. Pri zlyhaní kritických služieb, ktorých je v automobilovom priemysle niekoľkonásobne viac ako v iných výrobných odvetviach, máme na akúkoľvek reakciu len niekoľko desiatok minút.

Aký bol vývoj nasadzovania priemyselných automatizačných a IT prostriedkov v rámci výrobných procesov vašej spoločnosti? Spomeniete si na významné míľniky v tejto oblasti?

Jeden z prvých podnetov a míľnikov prišiel z externého prostredia, keď sme na základe zvyšujúcich sa požiadaviek našich zákazníkov a situácie na pracovnom trhu museli pristúpiť k automatizácii niektorých technologických procesov, kde sme potrebovali skrátiť čas a zvýšiť produktivitu. V tejto fáze sme mali veľkú výhodu v podobe vlastných kapacít na výskum a vývoj nových riešení a ich rýchle nasadzovanie do praxe. Navyše sme všetky dodávky technológií a nových riešení dokázali pokryť v spolupráci so slovenskými a českými firmami, neboli sme odkázaní na žiadne zahraničné technologické subjekty.

Automatizácia je jedným z našich hlavných predmetov podnikania, takže v tejto oblasti sme nielen jeden z prvých aktívnych konzumentov, ale aj popredným hráčom na trhu vo vývoji a dodávkach automatizovaných riešení. Máme za sebou pôvodné automatizačné a manipulačné riešenia, ktoré sa stali štandardom v celej skupine najväčšieho producenta automobilov v Európe. V rámci metodológie Priemyslu 4.0 sme začali útok na zvyšovanie produktivity na niekoľkých frontoch. Hlavným míľnikom bola zmena filozofie v prístupe k riešeniu výziev a kľúčová podpora najvyššieho vedenia.

Nasadzovanie čoraz modernejších, výkonnejších a sofistikovanejších technológií v rámci výrobných procesov a logistiky má mať vždy svoje opodstatnenie. Ktoré boli tie kľúčové dôvody v prípade vašej spoločnosti?

U nás to bolo jednoznačne zvyšovanie produktivity, čo považujeme za hnací motor realizácie každého opatrenia. Skracovanie taktu výrobných liniek, požiadavky na udržanie kvality a dramatická situácia na pracovnom trhu nám nedovolili dlho otáľať s rozhodnutiami a implementáciou jednotlivých riešení.

V súčasnosti sa mnohé výrobné podniky orientujú na vytváranie inteligentných a digitalizovaných prevádzok. To však bude vyžadovať aj úzke prepojenia riadiacich systémov na úrovni prevádzky s MES a ERP systémami na podnikovej úrovni.

V našej spoločnosti sme prešli prepájaním týchto systémov v niekoľkých vlnách. V roku 2016 sme nasadzovali prepojenie výrobných prevádzok na MES systém a ten následne do informačného systému na plánovanie podnikových zdrojov (ERP). Prepájanie prebehlo vďaka dobrej príprave a jasnému stanoveniu cieľov bez väčších problémov. Vďaka zavedeniu vizualizácie trendov vedeli pracovníci na výrobných linkách, či budú mať na konci svojej zmeny splnenú dennú normu alebo nie. Podľa toho vedeli operatívne prispôsobovať spôsob výkonu svojej práce. Ak boli výkonové ukazovatele v zelených číslach, pracovník mohol pracovať pokojne a mohol sa sústrediť na kvalitu svojej práce.

V prípade červených čísiel sa totiž stáva, že v snahe dohnať zameškaný čas a zvýšiť výkon dochádza často k znižovaniu kvality práce. Napriek prvotnému rezervovanému prístupu k zavedeniu vizualizácie sami zamestnanci nakoniec ocenili tento spôsob sledovania svojej efektivity, vďaka ktorému mohli robiť prácu v pokoji a v požadovanej kvalite. V druhej fáze sme siahli až na dno technologických možností z hľadiska spôsobu monitorovania činnosti strojov a technológií a spôsobov komunikácie získavaných údajov na nadradené systémy, keď sme medzi prvými testovali koncepciu internetu vecí (IoT). Darilo sa nám získavať kvantum nových informácií, ktoré sme síce v danom čase nevedeli všetky využiť, ale vytvorili sme si dobrý základ do budúcnosti z hľadiska možných scenárov riadenia a optimalizácie prevádzok v reálnom čase či „nakŕmenia“ algoritmov strojového učenia alebo umelej inteligencie údajmi z reálnej prevádzky. Požiadavky, funkcionalita a ochrana informácií sú neoddeliteľnými zložkami každého rozhodovacieho procesu. Zvažujeme každé jedno prepojenie akýchkoľvek systémov, posudzujeme tok údajov, použitú technológiu a možné riziká prestupov údajov medzi jednotlivými vrstvami s cieľom neobmedziť koncového používateľa procesu, ale zabezpečiť kontinuitu kľúčových radiacich a výrobných systémov.

Čo by malo byť výsledkom zavedenia pojmov Priemysel 4.0, inteligentná továreň či digitalizácia do reálnej praxe výrobného podniku?

Z pohľadu MATADPR Group je to určite v prvom rade zmena myslenia a prístupu k riešeniu procesných požiadaviek, nadčasovosť, komplexnosť návrhov a riešení a integrita spracúvaných informácií. Napríklad návrh nového pracoviska nie je vecou ani stavbárov, ani priemyselných inžinierov izolovane. Je to integrácia požiadaviek plánovačov, zásobovačov, výrobárov, logistov, lean manažmentu, ergonómie, požiadaviek bezpečnosti. Tento prístup sme aplikovali v rámci výstavby nášho výrobného závodu v Nitre. Celý jeho návrh vychádzal z rozmiestnenia jednotlivých strojov v prevádzkach, požadovaných rozmerov pracovných priestorov, simulácie manipulačných trás, polomerov zákrut na jazdu logistických vozidiel. Simulovali sme, či bude logistika poloautomatická alebo úplne automatická, či budeme vymieňať palety s polotovarmi vertikálne alebo horizontálne, aká bude kapacita skladu a pod. Rozmery finálnej stavby sme tak vopred ovplyvnili týmito požiadavkami. A to považujem za jeden z prístupov v rámci koncepcie Priemyslu 4.0 – skôr ako sa zabetónuje prvý pylón, máte presnú predstavu o vnútornom usporiadaní stavby a presnom rozmiestnení technológií.

To v konečnom dôsledku prináša maximálnu efektívnosť celého podniku. Máme však rôzne skúsenosti – od novej prevádzky na zelenej lúke až po zavádzanie princípov Priemyslu 4.0 v hale zaplnenej doterajšou technológiou. Ak je to prevádzka, ktorá je funkčná, zabehnutá, stíha pracovať v požadovaných výkonoch a kvalite, tak sa zvyčajne pri požiadavke na ďalšie zvyšovanie výkonu stáva úzkym miestom opäť manipulácia a logistika. Pôvodné pracoviská možno osadiť prídavnými manipulátormi či robotmi. Myslím, že aplikovať koncepty Priemyslu 4.0 v existujúcich prevádzkach je väčšia výzva ako v prípade novo budovaných prevádzok. Na druhej strane práve v tomto prípade sa naplno prejaví sila a pridaná hodnota digitalizácie a vizualizácie procesov, ako aj možnosti simulácie procesov v reálnom čase či výhoda nasadenie IoT riešení.

Kedy hovoríme o tom, že výrobná prevádzka je „klasická“ a ktoré technológie, procesy z nej robia prevádzku „4.0“?

Je to najmä digitalizácia procesov. Plánovacích, komunikačných, monitorovacích, kontrolných, logistických. Samotný výrobný proces nie je pri tomto posudzovaní dominantný, výrobné technológie sú viac-menej vyladené. Dôležité je, že sa podstatné ukazovatele dostávajú v reálnom čase k tým správnym ľuďom. Na základe nich potom dokážu pracovníci na všetkých úrovniach podniku okamžite prijímať tie správne rozhodnutia zodpovedajúce naozaj aktuálnemu stavu. Nemusia sa ani často stretávať na osobných mítingoch a diskutovať o vzniknutých situáciách, všetky prehľady majú dostupné na svojom počítači v reálnom čase. Rovnakú vizualizáciu majú k dispozícii aj pracovníci priamo v prevádzke a operátori pri kľúčových technológiách. To je rozdiel medzi informáciou na papieri a digitálnou informáciou – okamžitá dostupnosť kdekoľvek, v rôznej podobe a tým, ktorí ju práve potrebujú. Pri každej informácii si však musíme vopred špecifikovať, načo ju potrebujeme a kto je jej prijímateľ. Vtedy to začína celé do seba zapadať a znieť ako vyladený orchester.

Ako sa dopracovať k jasnej a realizovateľnej stratégii na prechod na prevádzku 4.0?

Je to výzva pre viacero úrovní pracovníkov v každom podniku, a to vrátane samotného vedenia. V našom prípade to bolo náročnejšie ako samotné spustenie realizácie. Nutnosť vydiskutovať si to na všetkých úrovniach vo firme vertikálne aj horizontálne. Nájsť spoločné a realizovateľné ciele. Zorientovať sa na trhu dodávateľov a partnerov a stanoviť si cestu. Na jednej konferencii som dostal otázku, koľko sme ochotní investovať do technológií a riešení v súlade s koncepciou Priemyslu 4.0. Odpoveď je podľa mňa jasná – toľko, koľko je ochotný zaplatiť zákazník v rámci jemu dodávaných produktov. Priemysel 4.0 je nástroj, ako vyťažiť z existujúcich zdrojov ešte viac produkcie. Nemá zmysel investovať do týchto technológií len preto, aby sme boli „in“.

Skôr ako sme v našej firme začali niečo nasadzovať, stretávali sme sa približne pol roka s rôznymi dodávateľmi riešení a zisťovali sme, aké nové technológie a riešenia sú k dispozícii a čo nám to môže priniesť. Následne sme začali plánovať, ktoré technológie nasadíme a koľko z tých výkonov sme schopní zrealizovať vo vlastnej réžii a na čo už budeme potrebovať externých partnerov. Pred vedenie spoločnosti sme predstúpili s návrhom, ktorý v tomto kontexte odpovedal na otázky: Čo chceme urobiť?, Prečo to chceme urobiť?, Čo na to potrebujeme?, Kedy to bude zrealizované? A hlavne: Čo tým dosiahneme?

Kým týchto päť otázok nebolo zodpovedaných a nedávali našej firme zmysel, nešli sme do žiadnych aktivít. Takéto riešenia museli byť zároveň funkčné, bezpečné a museli slúžiť konkrétnym pracovníkom pri ich rozhodovaní. V prípade našej spoločnosti sme teda zmysel nasadenia týchto technológií nevideli v tom, aby sme boli trendoví a moderní, ale aby sme zostali konkurencieschopní a lídri na trhu, kde pôsobíme. Aplikácia konceptov Priemyslu 4.0 sa stala nutnosťou, nebola módnym trendom.

Aké technologické a ľudské prekážky či výzvy stoja na ceste k úspešnej aplikácii takejto stratégie do reálnej praxe?

Zotrvačnosť, návyky pracovníkov, rezistencia voči zmenám, úvodné pokusy ignorovať opatrenia. Ako som však už spomenul, postupne ľudia pochopili, že sa snažíme vytvoriť systém na to, aby sa to, s čím sa oni rutinne každý deň trápili, podarilo vďaka lepšej informovanosti a pracovným podmienkam zlepšiť. Navyše sme sa tým snažili vyriešiť nedostatok pracovníkov na trhu, aby sme nemuseli voziť nových pracovníkov zo zahraničia, ale aby sme vedeli tie zvýšené požiadavky na kapacity pokryť našimi, slovenskými pracovníkmi. Nezvyšovali sme ani nejaké výkonové normatívy, ale pripravovali sme si priestor na nové zákazky. A výzvy? Vytrvať a mať jasný cieľ. Cesta nie je jednoduchá, ale je jednoznačná.

Z prechodu na koncepciu inteligentnej prevádzky či digitalizácie by mal mať prínos celý ekosystém výrobného podniku.

V našej spoločnosti sa tým zaoberáme už tak dlho, že už to ani nevnímam, že by to malo byť inak, ako to teraz funguje. Skôr sme už v procese obmeny existujúcich digitálnych nástrojov za ešte novšie. Reálnym prínosom je reálny čas na rozhodovanie. Mať všetky potrebné informácie v reálnom čase, t. j. kedy vzniknú, a ich koreláciou a využitím nástrojov Priemyslu 4.0 mať ihneď k dispozícii všetky informácie potrebné na operatívne rozhodnutie. Následne vytvárajú digitálna stopa podkladových informácií, dané rozhodnutia a ďalší priebeh dostatočný analytický materiál pre nástroje umelej inteligencie na ďalšie automatické rozhodovanie v rovnakej situácii. Aktuálne sa zaoberáme aj manažmentom energií v celej skupine, plánujeme napr. nasadzovať efektívnejšie a úspornejšie osvetľovacie systémy. Cieľom je stať sa spoločnosťou bez uhlíkovej stopy. Pritom si presne určujeme, ktorou z technológií tieto naše ciele dosiahnuť.

Digitalizácia procesov prináša generovanie rozsiahlych údajov. Ako v tejto súvislosti vnímate možnosti ich spracovania a využívanie takých nástrojov, ako je strojové učenie a umelá inteligencia?

Dosť rýchlo sme si uvedomili, že ak sa chceme venovať aj týmto technológiám, potrebujeme zbierať veľké množstvo údajov. Všetky údaje archivujeme a začíname s procesom ich štruktúrovania a analýzy. Tieto nástroje sme začali aplikovať v technológiách automatizovaných robotických pracovísk a celých liniek. V oblasti stabilizácie procesu, sledovania kvality v reálnom čase, analýzy neočakávaných udalostí či už spomínaného manažmentu energií sme na začiatku, zhromažďujeme údaje, učíme sa a keď budeme pripravení, vstúpime aj do tohto sveta.

Bezpečnosť z hľadiska ochrany údajov či kompletných technológií je tiež jednou z častých tém. Venujete sa vo svojich riešeniach aj kybernetickej bezpečnosti?

Určite to považujeme sa jednu z dôležitých tém. Zároveň je to neustály boj medzi ponukou na trhu, lacnými modelmi z Ázie s absenciou základnej internetovej bezpečnosti v návrhoch technologických partnerov. My si túto „otročinu“ absolvujeme radšej pred realizáciou a vopred si stanovíme hraničné obmedzenia už pri projekcii výsledného návrhu riešenia. Kombinujeme osvetu u pracovníkov s technickými zabezpečovacími mechanizmami. Je to nikdy sa nekončiaca špirála. V prípade údajov, ktoré generujeme interne, máme manipuláciu s nimi kompletne pod kontrolou, a teda z hľadiska bezpečnosti nehrozí žiaden problém. Ak niektoré údaje, najmä zo snímačov začlenených do IoT riešenia, prechádzajú aj cez vonkajšie komunikačné zariadenia, prísne ich filtrujeme na úrovni rozhraní.

Aké nové profesie budú potrebné pri veľkoplošnom nástupe prevádzok 4.0? Sú naše stredné školy a univerzity pripravené zvládnuť tieto výzvy v dostatočnej kvalite a s dostatočným počtom odborníkov?

Z hľadiska nových profesií by sa to dalo nazvať digitalizáciou všetkých pracovných pozícií. Dnes aj operátor výrobných strojov obsluhuje PLC riadiace jednotky, sleduje parametre o celkovej efektívnosti činnosti stroja, odhlasuje uskutočnené výrobné operácie a pod. A to hovoríme len o obsluhe výrobných zariadení. Čo sa týka nášho školstva, tak oceňujeme aktivity, ako je duálne vzdelávanie, zároveň musím povedať, že registrujeme pozitívny ohlas na univerzitách z hľadiska meniacich sa profilov študentov. Aktívne spolupracujeme s viacerými akademickými pracoviskami a so strednými školami zo všetkých častí Slovenska, od technického vybavenia až po zadávanie konkrétnych problémov z praxe v podobe bakalárskych či diplomových prác.

Vaša spoločnosť má smelé plány z hľadiska využívania digitálnych technológií či už v rámci svojich vlastných výrobných prevádzok, alebo ako súčasť riešení pre svojich zákazníkov. Prezradíte nám, kde vidíte z tohto hľadiska MATADOR Group v strednodobom horizonte?

Digitálne technológie nasadzujeme v rôznych oblastiach na základe racionálneho zhodnotenia prínosov a príspevku k zvýšeniu produktivity. Aplikovali sme ich už pri návrhu samotnej stavby nového závodu na zelenej lúke, ale aj pri posudzovaní nasadenia hniezda vertikálnej výmeny plnej/prázdnej palety s materiálom na pracovisku v zastavanej prevádzke kvôli ekonomizácii využitia pracovného priestoru a logistickej dostupnosti. Najväčšie ekonomické prínosy možno dosiahnuť s tými najmasívnejšími investíciami, ktoré trvajú dlhšie časové obdobie. Rýchle riešenia sú síce atraktívne, ale ich prínosy nie sú také citeľné. Dnes už nie je problém dostupnosť nejakých technológií, ale vymyslieť také riešenie, ktoré bude prínosom pre daný podnik z hľadiska ekonomického výsledku, t. j. vyššej efektivity, bezpečnosti, kvality a lepšej optimalizácie procesov. A aký bude tento stav o pár rokov? Podľa mňa sa bude zväčšovať rozdiel medzi tými, ktorí toto smerovanie pochopia a vydajú sa cestou digitalizácie, a tými „ostatnými“.