Intelligens szerszámgépek, gyártósorok, amelyek kommunikálnak egymással, és a megosztott információ alapján emberi közreműködés nélkül, önállóan dolgoznak a termelésen, újabb gépeket állítanak elő - mindez ma már működő, kézzelfogható valóság, tapasztalhatták az április utolsó hetében lezajlott Hannover Messe 2017 látogatói.
Sokan lelkesednek a gyártóipar digitális átalakulása láttán, másokat aggaszt a mind nagyobb mértékű automatizáció, mert attól tartanak, hogy az intelligens gépek elveszik az emberek munkáját. A német iparban jelenleg 10 ezer munkavállalóra 290 többfunkciós robot jut, és ez a szám a továbbiakban csak nőhet. De ahelyett, hogy az utcára szorítanák az embereket, ezek a gépek egyre inkább a munkatárs szerepét öltik magukra, nem egy fizikailag elhatárolt térben, hanem a dolgozók mellett működnek, akiket csapattagként segítenek.
Támogatórendszerek rendkívül széles választékát vonultatta fel az idei Hannover Messe, amelyek megkönnyítik az emberek napi munkavégzését, miközben növelik a termelés hatékonyságát és fenntarthatóságát, bizonyítva, hogy az évtized elején indult negyedik ipari forradalom a mesterséges intelligencia, a dolgok internetét támogató szoftverplatformok, a kiterjesztett és a virtuális valóság, valamint a robotika fejlődésével mára új szintre lépett.
Acélos kollégák
A fejlesztések leglátványosabb csoportját az idei kiállításon bemutatott újgenerációs, úgynevezett együttműködő robotok (angolul cooperative robots, röviden cobots) képviselik. Míg a hagyományos ipari robotok előreprogramozott utasításokat követve, biztonsági zónával elhatárolt területen látják el feladataikat, addig a cobotokat arra tervezték, hogy közvetlen, fizikai kapcsolatba kerüljenek az emberekkel, munkatársként dolgozzanak mellettük, mentesítve őket az ismétlődő, megterhelő vagy veszélyes műveletek végzése alól.
Ebben a felállásban a biztonság létfontosságú szempont, a cobotok ezért szenzoraikkal folyamatosan figyelik a mellettük dolgozó emberek mozgását. Ha veszélyesen közel kerülnének egymáshoz, a robotkar automatikusan lelassul - vagy szükség esetén teljesen leáll -, ereje lecsökken, így még ütközés esetén sem okozhat sérülést. Másik, a biztonságot szolgáló megoldás lehet, hogy az együttműködő robot csak akkor lép működésbe, ha a mellette dolgozó ember erre utasítja, például karjának megérintésével.
A cobotok legújabb nemzedéke háttérrendszereken vagy a felhőben futó mesterségesintelligencia-alkalmazásokhoz csatlakozik, így programozás helyett a műveletek bemutatásával egyszerűen megtanítható új munkafolyamatokra, illetve önálló problémamegoldásra, és az új ismeretek megosztására is képes. Hamarosan, talán már a jövő évi kiállításon, olyan intelligens cobotokkal is találkozunk majd, amelyek értelmezni tudják az emberek viselkedését, így ipari környezetben szorosabb összhangban, azonos ütemben, ugyanazt a nyelvet beszélve dolgoznak majd velük, még hathatósabban támogatva munkájukat.
Nem meglepő módon az idei Hannover Messe rangos Hermes Award díját is egy cobot-megoldás, a Schunk GmbH által fejlesztett Co-Act Gripper JL1 moduláris markolórendszer kapta, amely az emberek és a robotok biztonságos együttműködését segíti. Nagy érdeklődés övezte a Bosch APAS kooperatív robotját, amely a megmunkálás mellett a munkadarabok minőség-ellenőrzésében is segíti a dolgozókat. A Festo a természetből merített ihletet: a BionicCobot rendkívül ügyes karját, amely az agonista és antagonista izomcsoportok működését utánozza, az emberi karról mintázta. Másik fejlesztése, az OctopusGripper a polip csápjaihoz hasonlóan tapadókorongjaival rendkívül finoman markolja meg a munkadarabokat. A könnyű, szilikontestű és pneumatikus vezérlésű cobot rendkívül biztonságos munkatársa lehet az embernek. A müncheni Franka Emika GmbH pedig egy hasonló nevű cobotot mutatott be, amely meggyőzően mérsékelt költségek mellett gyártható és könnyen kezelhető, így kisebb vállalatok számára is elérhető.
Külső csontváz és okosszemüveg
Az ember a továbbiakban is a legfontosabb sikertényező marad az iparban, a negyedik ipari forradalommal érkező digitális technológiák hatására azonban szerepköre átalakul. Az egyszerű, szabványos és ismétlődő feladatokat egyre inkább robotok látják el, így a gyári munkásoknak a problémamegoldásra, a döntéshozatalra és az innovációra kell majd összpontosítaniuk. Más szóval kötelezettségeik izgalmasabbak, ugyanakkor összetettebbek lesznek, ezért megfelelő oktatás útján a szükséges kompetenciákat is meg kell szerezniük, hogy helytállhassanak az Ipar 4.0-s technológiákat alkalmazó okosgyárakban. A BITKOM, a német információtechnológiai, távközlési és újmédia vállalatok szövetsége által készített felmérés során a gyártóipar megkérdezett 559 szereplőjének 94 százaléka jelezte, hogy termelés folyamatainak működtetéséhez szerteágazó, interdiszciplináris szakértelemmel bíró munkásokra lesz szüksége.
Már ma is kínálnak a szállítók speciális oktatási segédeszközöket, amelyek az alulképzett dolgozók munkáját, beilleszkedését segítik Ipar 4.0-s környezetekben. Az idei Hannover Messe standjairól sem hiányoztak az okosszemüvegek, amelyek a kiterjesztett valóságra épülő alkalmazásokkal lépésről lépésre végigvezetik a munkást például egy összetett gép javításán. Mellettük olyan okoskesztyűket is láthatott a közönség, amelyek azonnal figyelmeztetnek, ha a dolgozó egy alkatrészt helytelenül próbál beszerelni.
A gyártóvállalatoknak ezért fel kell készíteniük munkásaikat a kiegészített és a virtuális valóság, az okosszemüvegek és a tabletek használatára is. Ezzel együtt a termelésben végzett munka Ipar 4.0-s környezetben továbbra is tartogathat fizikailag megterhelő feladatokat. Elvégzésükben a legújabb exoszkeleton technológiák segíthetnek. Az exoszkeleton egy mesterséges, külső váz (szó szerint külső csontváz), olyan viselhető szerkezet, amely hidraulikusan alkalmazkodik a munkás magasságához, testfelépítéséhez és mozgásához, a végtagok és az ízületek megtámasztásával sokszorosára növeli az ember teherbíró képességét, miközben védi a dolgozó egészségét. Hasonló megoldással eddig a sci-fi filmek mellett csupán orvosi és katonai alkalmazásokban találkozhattunk.
Minden évben öt innovatív megoldást jelölnek a Hannover Messe Hermes-díjára. Idén egyikük a Noonee AG fejlesztése, a Chairless Chair exoszkeleton volt, ami szintén arra utal, hogy az ember a negyedik ipari forradalomban is központi szerepet tölt be.
IoT-platformok a porondon
Elválaszthatatlanul összeforrt a dolgok internete (internet of things, IoT) az Ipar 4.0-s fejlesztésekkel, ami korábbról meglévő megoldások, például a 3D modellezés és a hibamegelőző karbantartás újjászületéséhez vezetett.
Az idei kiállítás egyik hívószava a digitális ikertestvér (angolul digital twin) volt. A rendkívül részletes 3D CAD modellre épülő digitális párt a mérnökök a tervezett, fizikai termék minden tulajdonságával és funkciójával felruházzák - a gyártáshoz használt anyagoktól kezdve a beépített szenzorokon át a működés dinamikájáig. A digitális ikertestvér így már a tervezés szakaszában kiváltja a költséges fizikai prototípusokat, hathatósan segíti a hibák korai azonosítását és gyors javítását. A digitális ikertestvér a fizikai gép legyártását, értékesítését és üzembe állítását követően is kapcsolatban marad párjával. A termékbe épített szenzorokról érkező adatokat a mérnökök folyamatosan betáplálják az intelligens, digitális modellbe, amelyeket egy követelménykezelő rendszer vet össze a gyártáskor meghatározott specifikációkkal. Ha eltérés mutatkozik, a mérnökök a digitális ikertestvéren dolgozhatják ki a megoldást a fizikai gép frissítésére, így a problémát a lehető leggyorsabban és költséghatékonyan orvosolhatják.
Hasonló módon az Ipar 4.0-s hibamegelőző karbantartás is az IoT-re és a big data típusú analitikára, a szerszámgépek, az alkatrészek folyamatos monitorozására, többek között a vibráció, a hőmérséklet és a páratartalom szenzorokkal mérésére épít, de a meghibásodás kockázatának előrejelzéséhez olyan adatokat is figyelembe vesz, mint a megrendelések gyakorisága, a gyártáshoz használt anyagok minősége vagy akár az időjárás változása.
Míg a korábbi években a szenzortechnológia fürdött reflektorfényben, addig az idei kiállításon a digitális szoftverplatformokat övezte nagyobb érdeklődés, amelyek az IoT-alkalmazásokban az adatok begyűjtését, a különböző adatforrások és -típusok integrálását, valamint az információk nagy teljesítményű elemzését könnyítik meg a vállalatoknak. A Hannover Messe 2017 idején így több platformvonatkozású bejelentés is elhangzott: az SAP a KUKA és a Mitsubishi Electric hasonló megoldásával integrálja IoT-platformját, a Software AG az OsiSofttal és a Dürr AG-vel kezdett partneri együttműködést, hogy bővítse DBP digitális üzleti platformjának Ipar 4.0-támogatását, míg az IBM Watson mesterségesintelligencia-platformján, a Microsoft pedig Azure felhőjében kínál szolgáltatásokat hibamegelőző karbantartáshoz.
Idén 70 országból 6500 cég mutatta be fejlesztéseit a Hannover Messe standjain, a kiállítók 60 százaléka külföldi volt. A felhozatal több mint 225 ezer látogatót vonzott, közülük 75 ezren a német határon túlról érkeztek a vásárvárosba.
