Automatické vozíky v jihlavském závodu Bosch Diesel vozí prázdné obaly do výroby a hotové výrobky zpět.
Automatické vozíky v jihlavském závodu Bosch Diesel vozí prázdné obaly do výroby a hotové výrobky zpět.
autor: Vojtěch Kolář

V průmyslovém areálu společnosti Bosch Diesel pracuje na 4700 lidí a i zde pociťují aktuální nedostatek pracovních sil. Zaměstnance neustále nabírají a získat například kvalifikované pracovníky do skladů je obrovský problém.

"Česká republika do určité míry těží z levnější pracovní síly. S postupující modernizací výroby se ale tato výhoda bude vytrácet. Proto je pro závody společnosti Bosch důležité pracovat na Průmyslu 4.0, aby zůstaly konkurenceschopné v rámci skupiny," upozorňuje Milan Šlachta, šéf skupiny Bosch v České republice a na Slovensku.

Jihlavský závod proto rozjel hned několik projektů digitalizace jak ve výrobě, tak v logistice. V roce 2015 například firma koupila magnetickou kalírnu, kterou nyní vybavila modernějšími senzory a systémem, jenž umožňuje sledovat aktuální data o výrobě i o stavu stroje. Rozhraní využívající rozšířené reality dovoluje zvolit si na virtuálním 3D modelu například aktuálně realizovanou zakázku, kde se uživateli zobrazí výrobní šarže a odhadovaný čas, který ještě výrobky stráví v tomto procesu.

Hlavním přínosem této digitalizace ale je možnost prediktivní údržby. Díky monitorování procesních hodnot, jako jsou vibrace, teploty a napětí, u jednotlivých částí stroje dokážou nyní v Boschi efektivně předvídat údržbu. "V kalírně jsou motory, jejichž zastavení bude pro firmu znamenat ztráty v řádech desítek tisíc eur. Z důvodu dlouhých dodacích lhůt na náhradní díly je proto potřeba umět předvídat, kdy dojde k jejich poruše," uvádí Radek Havel z oddělení průmyslového inženýrství ve společnosti Bosch, který měl implementaci na starosti. A dodává: "S novým projektem jsme už zaznamenali první úspěch. Na konci roku jsme předvídali vadu motoru, objednali jsme proto nový, který dorazil za dva měsíce, a měsíc nato už byla nutná výměna." Projektů prediktivní údržby mají v Boschi celou řadu. Zaměřují se především na ty nejdražší části strojů, jejichž výpadek by mohl ohrozit výrobu.

Automaty zastanou práci nedostatkových lidí

Digitalizací se v jihlavském závodě odborníci na logistiku zabývají již několik let. "Snažíme se eliminovat procesní kroky za využití technologií, které nám pomohou zefektivnit materiálový tok a mít co nejnižší náklady," vysvětluje Pavel Jelínek z oddělení logistiky. O automatizaci některých procesů tu experti na interní logistiku začali přemýšlet již v roce 2015, kdy realizovali studii proveditelnosti.

Procesních kroků, které lze v továrně Bosche automatizovat, je celá řada. Volba ale padla na proces horizontální přepravy obalů a hotových výrobků mezi linkou a skladem, který je pro zavedení automatické manipulační techniky nejjednodušší.

"Doporučujeme jít od jednodušších instalací a postupně je rozšiřovat. Výhoda automatizovaného systému je, že nikdy není uzavřený, je k tomu možné připojovat další trasy, další vozíky. Začít je tak dobré od jednoduchých přesunů, na kterých se zákazník naučí, jak systém funguje, a postupně může přidávat další operace," vysvětluje Aleš Hušek, specialista na logistická řešení ve společnosti Toyota Material Handling, která dodávku dvou automatických tahačů BT Autopilot včetně instalace řídicích a navigačních systémů realizovala.

Dvě 12 metrů dlouhé automatické tažné soupravy tak v největší výrobní hale jihlavského závodu nahradily manuálně řízené soupravy. Jde zatím pouze o jednu milkrunovou trasu a dva ze sedmi tahačů v celé továrně, trasa je však v rámci závodu nejdelší, přes 900 metrů. Tahače mají za úkol přepravu prázdných obalů ze skladu k výrobní lince a odvoz hotových výrobků zpět do skladu.

Řešení v Bosch Diesel je postavené na duálním režimu tahačů. Přeprava po trase zatím probíhá automaticky, ale před výrobní linkou si vozík přebírá operátor a manuálně jej řídí k jednotlivým pracovním stanovištím k vykládce a nakládce. Po poslední zastávce přistaví vozík zpět na trasu, přepne jej do automatického režimu a pošle zpět do skladu.

Pro navigaci je potřebná bezchybná wi-fi

Automatizovaná manipulační technika se v prostorech výroby a skladu může orientovat několika různými způsoby. Navigace pomocí indukce či RFID tagů nepřicházela v úvahu s ohledem na příliš velké zásahy do podlahy. Logistické oddělení firmy tak prvně testovalo navigaci pomocí magnetické pásky, která se ale s ohledem na provoz další techniky, jež pásku poškozovala, neosvědčila. Po testování pak byl paradoxně další problém pásku z podlahy odstranit.

Volba tak nakonec padla na navigaci pomocí laseru s referenčními body. Podél celé trasy tak bylo nejprve nutné umístit odrazky, podle kterých se vozík orientuje. V dalším kroku implementace pak s tahačem technici projeli plánovanou trasu, aby se vozík cestu naučil. V praxi stroj přeměřuje pomocí laseru vzdálenosti a úhly k jednotlivým bodům a dokáže se podle toho orientovat na centimetr přesně.

"Laserová navigace je sice dražší, ale také mnohem flexibilnější. Můžeme díky tomu v případě potřeby trasu měnit anebo nasadit více vozíků v jedné trase. Vozík je napojený přes wi-fi na řídicí software, a tak například ví, že za zatáčkou je další autonomní vozík, takže počká, až ten druhý bezpečně projede, a teprve potom se vydá na cestu," popisuje přednosti laserové navigace Pavel Jelínek.

Přestože navigace pomocí laseru nevyžaduje zásahy do podlahy ani neustálou kontrolu jako magnetické pásky, má také svou slabou stránku, kterou je požadavek na perfektní konektivitu. Systém je přes bezdrátovou síť propojený s řídicím systémem, a pokud někde vypadne přístupový bod k síti a vozík se nedokáže připojit na jiný, může se automatická souprava zastavit.

"Výrobní linka má bezpečnostní zásobu přibližně na hodinu, tudíž je takový problém potřeba rychle řešit, ať už opravou, anebo výměnou přístupového bodu. V kritických případech je potřeba přepnout vozík do manuálního režimu," uvedl Vladimír Hnát z oddělení logistiky s tím, že od uvedení do provozu v lednu letošního roku takto museli zareagovat dvakrát. Jde ovšem o výjimky, běžně se o každodenní provoz techniky stará Vladimír Hnát maximálně hodinu denně. Právě zajištění systému, který bude schopný pracovat 24 hodin denně sedm dní v týdnu, bylo podle odborníků na intralogistiku největší výzvou.

Menší náklady, větší bezpečnost

Jednou z výhod, kterou automaty mohou přinést do intralogistických toků, je bezpečnost provozu. Samořízené tahače jezdí po daných trasách bezpečnou rychlostí, a nedochází tak k poškozením manipulační technikou, která jsou jinde ve skladech na denním pořádku. Přispívají k tomu především laserové závory, které vozík zastaví v případě, že v cestě zjistí překážku.

S ohledem na dosažení maximální bezpečnosti pak Bosch ve spolupráci s dodavatelem instaloval dodatečné bezpečnostní prvky. Oddělení bezpečnosti práce totiž vyjádřilo starost o to, co se stane, když nějaký zaměstnanec vstoupí mezi tažené rámy, které žádné senzory nemají. Vagonky tažené soupravy jsou tak navíc vybaveny vizuálními bariérami a tlačítky na zastavení provozu.

Další starostí implementace byla také bezpečnost strojů v zatáčkách. Tažené vozíky se snaží kopírovat trasu tahače, ale poslední vozíky jsou již z trasy mírně vychýlené. Technici tak přišli s řešením, kdy se v zatáčkách rozšiřuje pole světelné závory tak, aby pokrylo nedokonalost trasy vozíků. Podobně také bylo potřeba nastavit pravidla pro bezpečné míjení vozíků na křižovatkách. V provozu se totiž souprava setkává s dalšími třemi manuálně řízenými tahači. Jejich řidiči tak nyní musí dávat přednost automatům, které na sebe upozorňují modrým světlem na podlaze a před křižovatkou také zvukovým signálem.

Nasazením autonomních vozíků Bosch ušetřil jednoho pracovníka na směnu. Úspory nejsou pouze v personálních nákladech, ale také v nákladech na provoz techniky. "Automat jede neustále v optimálním režimu. Na rozdíl od skladníků zbytečně nezrychluje a nebrzdí, čímž se technika méně opotřebovává. Servisní náklady u automatizované techniky tak jsou až o 30 procent nižší a výdrž baterie je ze stejného důvodu také výrazně delší," upozorňuje Aleš Hušek.

Investice se vrací rychleji

Návratnost investice do automatizovaných tahačů Bosch odhaduje na tři roky. V českých podmínkách je zatím třísměnný provoz pro nasazení automatizace nutností. S prohlubujícím se nedostatkem pracovní síly a rostoucími platy se ale automatizované řešení může stát cenově přijatelným i pro dvousměnné provozy. Poptávka po těchto řešeních roste, a to nejen v západní Evropě, ale i v České republice. "V Evropě jsme dodali již přes 500 autonomních vozíků. V České republice máme tři instalace v provozu, několik rozpracovaných a rychle nám přibývají další poptávky," podotýká Aleš Hušek ze společnosti Toyota MH.

V letošním roce chce logistické oddělení společnosti Bosch rozjet další projekt na nasazení automatických tahačů v jiné výrobní hale. Dalším krokem by pak mělo být nasazení jiného typu techniky, například automatizovaných vysokozdvižných vozíků pro převoz jednotlivých palet v rámci závodu. "Uvažujeme o dalších typech automatizace, ale zatím chceme jít od jednodušších řešení. Infrastruktura je díky projektu tahačů hotová. Máme systém i zkušenosti, takže další implementace bude trvat kratší dobu," vysvětluje Vladimír Hnát a prozrazuje, že koncern Bosch již také testuje řešení, které by automatizovalo přepravu jednotlivých podvozků s plastovými boxy.

Bosch zároveň nechce být u projektů digitalizace výroby a logistiky pouhým zákazníkem, ale má v plánu nabízet svá řešení i ostatním firmám. "Zkušenosti z našich závodů v České republice chceme zužitkovat a do budoucna bychom chtěli nabízet průmyslová řešení externím zákazníkům, kteří investují v tomto regionu. Mohlo by jít například o služby digitálního dodavatelského řetězce, řízení spotřeby energie anebo prediktivní údržby," uzavírá Milan Šlachta.

Autoři: Vojtěch Kolář