Industrie 4.0 v oblasti průmyslu a tisku

 V Německu a dalších vedoucích evropských průmyslových zemích v továrních halách straší nový pojem: Industrie 4.0. nástupci vědy, politiky i praxe hovoří o příchodu čtvrté průmyslové revoluce.
Řada vedoucích pracovníků se však ptá: není to jen humbuk, jak se o něm zmiňuje gartnerovská hype křivka, která již každoročně dvacet let komentuje aktuální stav a směřování nových technologií?
Je nezbytné si uvědomit, že digitalizace změnila náš svět. Internet a moderní technologie již ředstavují skutečný základ nové průmyslové výroby. Nacházíme se před rozhodující změnou „Industrie 4.0“. Prof. Ing. Vladimír Mařík, DrSc. (pražské ČVUT) vřele doporučuje českým výrobcům, aby se o koncept Industrie 4.0 zajímali, protože to významným způsobem může zvýšit jejich konkurenceschopnost. Není to nic nového, i trhy v USA, Japonsku a dalších zemích se zajímají o tyto principy pod názvy smart manufacturing, nebo cyber physikal systems (CPS). Industrie 4.0 představuje iniciativu německé vlády, která tím podporuje evoluci od vestavěných systémů ke kybernicko-fyzikálním systémům (CPS) průmyslového internetu věcí a internetu služeb. Co si máme představit pod pojmem „Industrie 4.0“, neboli 4. průmyslová revoluce? Jedná se o „Smart výrobní závod“, tedy s vlastní „inteligencí“, který je „chytrý“, je ovládán prostřednictvím informačních technologií, je přizpůsobivý, a zdroje, které má k dispozici, využívá efektivně. Je propojen se svými zákazníky (objednateli) a kooperačními partnery v síti internetu. To vše je již využíváno v rámci  spěšného E-businessu, jako formy internetových globálních aktivit.Obr01

Co v tomto směru představují současné tiskové služby?

   Tiskárny, poskytující tiskové služby, nabízejí široký potenciál produktů, jsou již plně digitalizované, na objednávku jsou schopny dodávat i individuální unikátní tiskový produkt, disponují automatizovanými produkčními procesy. Využívají modely elektronického obchodování až po automatické generování zakázek a jejich realizace v rámci produkčních zadání. Koncepce Industrie 4.0 popisuje koncepci, monitorování a nasazení výrobních zřízení na základě kyberneticko-fyzikálních výrobních systémů. Cílem je vysoce flexibilní produkce individualizovaných, digitálně vytištěných a zušlechtěných produktů a také služeb. Jednoznačné přednosti má oblast obalového tisku, ovšem ne v oblasti masových nákladů, nýbrž v oblasti malých nákladů tiskovin, které jsou přizpůsobovány měnícím se požadavkům zadavatelů. Zavádění nových postupů digitálního tisku je zatíženo vývojem komplexní technologie, jak je možno sledovat přes problémy s „nanotiskovým“ strojem Bennyho Landy.Stroj byl představen na veletrhu drupa 2012 s tím, že koncem roku 2013 budou dodány první beta verze stroje. Zatímco na veletrhu drupa se mělo při vývoji jednat o projekty tří archových a tří kotoučových strojů, doposud nebyl dodán žádný tiskový stroj a další vývoj byl zaměřen pouze na stroj Landa S10 ve formátu 70 × 100 cm se zcela změněnou konstrukcí. První dodávky mají být realizovány ve druhé polovině letošního roku (2015). Inkjetový  tiskový stroj je z hlediska transportu potiskovaných substrátů převzat od výrobce ofsetových tiskových strojů, japonské firmy KOMORI. Hmotnost stroje vzrostla z původních 10 na 30 tun. Inspekční systém se zpracováním obrazu je od AVT a digitální frontend od firmy EFI.

Obr02

Dotykový displej se nachází u vykladače, byl usnadněn přístup do stroje a stroj lze objednat i s in-line lakovacím zařízením. Beta instalace přislíbeny pro druhou polovinu roku 2015.
 
Obr03
Obr04

 Archový nanografický tiskový stroj Landa má svým výkonem, formátem a kvalitou tisku, dále širokou paletou potiskovatelných substrátů představovat „náhradu“ ofsetového tisku, a to zvláště pro individuální tisk obalů.

 Dalšími možnostmi je personalizace a funkční tisk jako oblast průmyslového tisku. Jedná se o tisk na nejrůznější materiály, různou technikou, kde je sítotisk nahrazován ink-jet tiskem, např. při průmyslovém potiskování keramických kachlíků (obkladaček), až po potisk „míčů“.
Obr05
Profitovat může jen ten, kdo se přizpůsobí trhu, využívá obchodních modelů přes internet a je ochoten poskytovat individuální služby. 
Příklad:
Prinect Media Manager je publikační mediální systém, se kterým mohou být vydávány shodné informace přes centrální databanku v různých  mediálních kanálech. Jedním z prvních uživatelů systému Prinect Media Manager je BVD Druck + Verlag AG (BVD) v Lichtenštejnsku (Fürstentum Liechtenstein). Tiskárna založená v roce 1927 je zaměřena na produkci kvalitních komerčních tiskovin v malých až středních nákladech. BVD se již několik let intenzivně zabývá problematikou automatizovaného mediálního publikování, aby tím rozšířila oblast své obchodní činnosti, ale nenašla zatím žádnou vhodnou nabídku takovéhoto systému na trhu. Nicméně nedávno instalovala aplikaci Prinect Media Manager od společnosti Heidelberg. Cílem pilotního projektu BVD je, aby společně se zákazníkem bylo možno vytvářet do značné míry automaticky, přímo z databanky, akční brožury a distribuovat je přes tiskové a online kanály v různých jazycích. Za tímto účelem klient ukládá svá data do centrální databanky Prinect Manager Media. Jak BVD, tak i klient mají k těmto údajům přístup, takže změny je nezbytné realizovat pouze na jednom místě, přičemž jsou automaticky zahrnuty do všech publikačních layoutů. Na rozdíl od dosavadních postupů je BVD tedy již zahrnut do kreativního procesu tvorby a může tím podstatně zkrátit výrobu brožury
 „V rámci podniku BVD vidíme v možnostech nabídek Multi Channel Publishing, nebo v kombinaci tiskových a služeb on-line, slibné obchodní příležitosti. Se systémem Prinect Media Manager je nyní k dispozici řešení, se kterým může být tento potenciál technicky a ekonomicky rozvíjen,“ uvedl Peter Goppel, generální ředitel společnosti BVD
Obr06

4. průmyslová revoluce – soběstačná produkční sdružení s inteligentní logistikou 

Jak již bylo řečeno, v Německu se již několik let diskutuje o novém období, o industrie 4.0. Objekty se stávají inteligentními. Jsou vybaveny čárovými kódy a RFID čipy na svém povrchu. Uvedené nosiče obsahují odpovídající informace, které lze přečíst přes skenery a počítače, a přenášet je dále online, takže návazné stroje mohou správně reagovat a jednat. Tímto způsobem komunikují takovéto „chytré“ objekty mezi sebou. Tak vzniká internet věcí a služeb. Fyzikální a virtuální svět mezi sebou splývají do kyberneticko-fyzikálních systémů. 
Aby bylo možno realizovat tuto kompletní strategii pro zavedení industrie 4.0 a tím i německou vládou podporovaný  tematický komplex, je nezbytné, aby se podniky zabývaly transformačním procesem, který má tři cílové dimenze:
• Horizontální integraci v rámci sítě kooperujících podniků za současného vytváření přidané hodnoty,
• Digitální průchodnost inženýringu pro celý řetězec vytváření hodnot, 
• Vertikální integraci a do sítě propojené výrobní systémy. 
Poznámka
 
Supply Chain Management je označení jak pro činnost řízení dodavatelského řetězce, tak pro software tuto činnost  podporující. Proti pojmu logistiky obsahuje SCM také zakázkové a bankovní procesy. Výměnou plánovacích dat mohou být procesy objednávek, zakázek a plateb vzájemně odsouhlaseny tak, že lze řešit i problémy při změnách v plánování procesů výroby. 
Pod pojmem „horizontální integrace“ rozumíme obvykle optimální tok materiálu a informací různých dodavatelů v rámci sítě vytváření hodnot mezi výrobcem a dodavatelem. Pozornost je věnována managementu dodavatelských řetězců propojujících komplex účastníků procesu od dodavatelů surovin, až po dodání výrobků. Výrobci pomocí tohoto modelu dosahují vynikající úrovně zákaznického servisu, optimálně korigují velikost zásob napříč dodavatelskou sítí, snižují výrobní náklady a zvyšují flexibilitu celého systému. 
Obr07
Čím menší je naše vlastní hloubka vytváření hodnot, o to intenzivnější je nutno vytvářet vztahy k dodavatelům, až po R&D (výzkum a vývoj) procesy. Kooperativní vývojové procesy jsou podporovány konfigurovatelnými digitálními projekčními prostory. Vývojové a rozběhové procesy mohou být bez problémů koordinovány a realizovány přes výběrové moduly. 
Obr08
Vlastním rámcem vertikální integrace je výrobní podnik. V takovéto budoucí „Smart Factory“ nebudou produkční systémy předem konkrétně a pevně ukotveny. Místo toho budou definovány informačně technická konfigurační pravidla, ze kterých automatizovaně vznikne, případ od případu, specifická výrobní struktura. 
Obr09
Realizační doporučení industrie 4.0: Na strategické úrovni budou vznikat horizontální sítě vytváření hodnot. Rovina obchodních procesů včetně inženýrinku bude průchozí v rámci celého řetězce vytváření hodnot. Proti tomu jsou produkční systémy integrovány vertikálně a koncipovány do sítě.

Společnost Gartner publikovala zprávu o vyspělosti technologií pro rok 2014

 Hype křivky společnosti Gartner komentují stav a směřování vyspělých, ale i nových technologií již více než dvacet let. Hlavním tématem poslední zprávy z minulého roku je digitální byznys, který je čtvrtým z celkem šesti vývojových cyklů podle společnosti Gartner. 
Například těsně před produktivní fází se nachází 3D tisk ve firmách. Proti tomu se na vrcholu přemrštěných očekávání nachází internet věcí a před nástupem k vrcholu jsou chytří roboti.
Obr10 
Obr11

Technologický pokrok:

Internet věcí 
Jak uvádí prof. Mařík (katedra kybernetiky ČVUT v Praze) využívá koncepce industrie 4.0 filosofie agentů a architektury SOA (Service Oriented Architecture). Každý „chytrý“ výrobek je současně informačním kontejnerem, agentem a pozorovatelem prostředí. Obsahuje senzory, záznamník událostí, paměť, rozhodovací modul a akční členy. CPS (Cyber Physikal Systems) komunikuje přes XML Web server. Tím jsou propojeny všechny aktivity spojené s průmyslovou výrobou a její automatizací. Člověk je do procesu zapojen jako jedno ze „zařízení“, které může inicializovat procesy. 
Support net (Technology SupportNetwork = TSN): Organizace vnitropodnikových i mimopodnikových infrastruktur a vztahů, od dodavatele přes zaměstnance až po zákazníky, umožňující optimální a efektivní fungování technologie ve smyslu dosažení specifických cílů a účelů.
Technologické inovace (hardware, software nebo brainware) podle dopadu na technologickou podpůrnou síť:
1. High technologie mění strukturu TSN jen kvalitativně.
2. Technologie zachovává strukturu a mění TSN jen kvantitativně.
3. Odpovídající technologie zachovává a konzervuje TSN. Jedná se o konzervační inovace, které negenerují přidanou hodnotu. Pouze nákup zákazníkem rozhoduje o výši přidané hodnoty. 
 
A poznámka nakonec…
Problém spočívá především v bodu 3. Často nevědomky chráníme a konzervujeme starý svět. V oblasti tisku to byl kotoučový hlubotisk, kde i přes zaostávání za kotoučovým ofsetem, a to i při tisku vysokých (stále klesajících?) nákladů tiskovin. Přesto, nebo právě proto je od ledna 2015 časopis SPIEGEL tištěn v německých tiskárnách Mohn Media v Güterslohu a StarkDruck v Pforzheimu. Průměrný náklad představuje spotřebu 350 tun papíru. 
Jiný příklad: Podle kancléřky Angely Merkelové by v ideálním případě mělo do sedmi let jezdit po silnicích Německa na milion elektromobilů. Zatím běžné elektromobily nabízejí maximální dojezd cca 120 km. Ale to není hlavní problém. Vždyť již v roce 1905 umístil F. Porsche (pro firmu Jakub Lohner & Co.) motory do kol automobilu.
Ovšem stát (daně), olejáři a dealeři spojili své síly a budou se těmto inovacím bránit. Auto potřebuje relativně často servis, problémem je snižování emisí, ovšem vývoj nelze zastavit.
Současným projektem je automobil vyvinutý pod vedením Siemens Corporate Technology (CT) v Mnichově (závěr experimentu leden 2015). Žádný vytékající olej, žádné produkty spalování, žádný zápach. Jedná se o čisté elektro-auto, opět s elektromotory v kolech. Známý je i VW-Transporterkonzept eT!
Dále tu byl i pohon v kole: „Active Wheel“ od koncernu Michelin již v roce 2008. Ukázalo se, že umístění elektromotorů v kolech vyhovuje, v provozu elektro-automobilu nedochází k poruchám. 
Obr12
Obr13        
Powered by Bullraider.com
Jste zde: Home Články MES-MOM Industrie 4.0 v oblasti průmyslu a tisku