Továrne budúcnosti (9), Nové trendy, Rubriky,

Továrne budúcnosti (9)

Ako by mali vyzerať továrne budúcnosti? Aké technológie budú kľúčové pre výrobné podniky a čo by mali priniesť? Na tieto aj mnohé ďalšie otázky dáva odpoveď Európska komisia, ktorá vydala v spolupráci s EFFRA (European Factories of the Future Research Association) vyše stotridsaťstranový prehľad očakávaných zmien, ktoré výrobný sektor čaká v nasledujúcich rokoch. V tomto seriáli sa pozrieme na to najdôležitejšie z uvedeného dokumentu a predstavíme aj niektoré projekty, ktoré sa už stali realitou.

Nové prístupy v oblasti dodávateľských reťazcov pre inovatívne produkty

Nové dodávateľské reťazce, ktoré chcú reflektovať globalizačné trendy a spojenú ponuku produktov so službami, budú vyžadovať nové prístupy zohľadňujúce presun materiálu, využívanie zoskupení výrobných centier excelentnosti spolu so schopnosťou plniť požiadavky lokálnych zákazníkov. Výroba zákaznícky prispôsobovaných produktov s krátkym životným cyklom, ktoré si žiadajú premenlivé trhy, bude potrebovať nové štruktúry a prevádzkové stratégie ich dodávateľských reťazcov, definovanie zdrojov vrátane správy pôdy z hľadiska získavania zdrojov biomasy a riadenie konca životnosti produktov. Dodávateľské reťazce budúcnosti sa budú musieť dynamicky rekonfigurovať, nakoľko zákaznícke produkty budú postavené na čoraz väčšom počte špecifických komponentov. Z tohto hľadiska bude potrebné vyvinúť nové technológie, štruktúry a IKT systém, ktoré pomôžu vytvoriť dodávateľské reťazce pre konkrétne produkty (ad hoc), výrobné a demontážne siete pre zákaznícke produkty. Nové technológie a štruktúry budú podporovať pracovníkov s rozhodovacími právomocami pri nachádzaní a vytváraní tých najlepších dodávateľských reťazcov pre akúkoľvek špecifickú objednávku.

Budú potrebné prístupy na vývoj vhodných modelov nákladov s cieľom kvantifikovať prínosy v rámci nových dodávateľských reťazcov (náklady, ochrana životného prostredia a pod.). Tie by mali pomôcť pri rozhodovaní a počas fázy vývoja inovatívnych produktov a mali by podporovať informovanosť o prechode na nové spôsoby práce.

Nové modely na zavedenie prelomových procesov

Prelomové výrobné procesy často vyžadujú nové prístupy na úrovni systémov s cieľom zabezpečiť maximálny prínos. Ten sa dosiahne ich celoplošným zavedením namiesto toho, aby sa tieto procesy prispôsobovali existujúcemu výrobnému prostrediu. Na jednej strane to bude vyžadovať vhodné modely na vyhodnotenie integrácie nových procesov do výrobných liniek vrátane modelu nákladov a na druhej strane bude potrebný vývoj a nasadenie evolučných stratégií riadenia. Ako príklad možno uviesť úsporu celkových nákladov pri nasadení aditívnej výroby so zohľadnením nových možností zákazníckej výroby či spôsob, ako zabezpečiť odolné meracie a riadiace systémy určené pre nano- a biotechnológie, keď je v niektorých prípadoch vyrábaný produkt biologickej povahy a/alebo má veľmi malé rozmery. Modely a metódy vyhodnocovania by mohli vyriešiť aj priebežné sledovanie stavu pokročilých materiálov v rámci zložitých štruktúr.

Procesné reťazce fotónových technológií

Fotónové nástroje môžu poskytnúť cestu k novým procesným reťazcom, pričom využijú rastúcu relevantnosť fotoniky pri výrobe a plánovaní produktov. Z tohto hľadiska by bolo potrebné smerovať výskumné aktivity do väčšej integrácie fotonickej výroby – od návrhu počítačov až po sledovanie kvality produktov: „od čísiel k fotónom a položkám“.

Fotónové procesné reťazce môžu v základe pokrývať inteligentné prepojenie štandardných a na fotónovej technológii postavených výrobných procesov s prvotnými procesmi, ako je plánovanie produktov, návrh, vyhotovenie, meranie a povýrobné a logistické procesy vo výrobe zložitých a zákaznícky prispôsobených produktov. Do toho možno zahrnúť napr. adaptívne výrobné koncepty postavené na inteligentných laserových sieťach, optických snímačoch a riadiacich systémoch. Bolo by potrebné sústrediť sa aj na generatívne fotónové procesy (výroba zložitých komponentov zo surovín po vrstvách pomocou lasera, napr. 3D tlačiarne), ktoré sú už dnes dostupné v prvých verziách a dokážu vyrábať tvary, napr. na odľahčenie komponentov, čo klasickými obrábacími nástrojmi nie je možné. Fotónové procesné reťazce môžu podporiť trend smerom k flexibilnej výrobe materiálových produktov priamo z digitálnych údajov.

Oblasť 2: Adaptívne a inteligentné výrobné systémy

Výskumné aktivity spojené s touto oblasťou sa zameriavajú na inovatívne výrobné zariadenia na úrovni komponentov a systémov, čo zahŕňa mechatronické, riadiace a monitorovacie systémy. Výskumné aktivity odporúčané v tejto oblasti sú zamerané na budúce európske výrobné systémy a procesy, ktoré sa dokážu svižne prispôsobiť meniacim sa trhom a výrobným požiadavkám, a to vďaka inteligentným robotom a strojom, ktoré spolupracujú navzájom a tiež bezpečným, autonómnym a spoľahlivým spôsobom aj s ľuďmi.

V nasledujúcej časti budeme pokračovať opisom prvej podoblasti, ktorá sa venuje adaptívnym a inteligentným výrobným zariadeniam, komponentom a strojom.