Moderní konstrukce strojů: proč musíme změnit vnímání, abychom překlenuli propast v dovednostech

V této digitalizované době je snadné přehlédnout zázraky moderní strojní výroby. Všichni si uvědomujeme, kolik času denně strávíme u obrazovek, ale jen málokdo přemýšlí o tom, kolikrát denně se setkáváme se sériově vyráběným zbožím – nebo se stroji, které celou tuto výrobu umožňují.

Od forem na těstoviny přes formy tvarující knoflíky pro košile až po lepičky etiket na obaly – množství cenově dostupného zboží, na které jsme všichni zvyklí, se spoléhá na specializované systémy, které vyvíjíme od druhé průmyslové revoluce. Samozřejmě představy většiny z nás o tom, jak vypadají továrny, jsou založené na vyobrazení našich raných poznatcích, směřujících k mechanizované výrobě plné hlučných a špinavých provozů.

Snahy najít nové a lepší způsoby a inovovat to, jakým způsobem vyrábíme zboží se nezpomalily ani s naším vstupem do čtvrté průmyslové revoluce. Naopak, změny toho, jak vyrábíme fyzické zboží budou ležet v srdci průmyslu 4.0. Přesto jsou to spíše digitální inovace, která mají tendenci upoutat pozornost firem, médií a lidí, kteří začínají svou kariéru.

Globální dodavatelský řetězec prochází v současné době významnými změnami. Výroba se přesouvá z míst s levnými zdroji pracovní síly k výrobě, která je více lokálně distribuovaná, roste poptávka po flexibilitě při výrobě zboží a přichází transformace také v tom, jakým způsobem vyrábíme a spotřebováváme energii. Strojní výroba bude potřebovat novou generaci talentů, aby se připravila na příští desetiletí, a proto budeme muset změnit vnímání tohoto odvětví.

Důraz na data

Dlouhou dobu se strojní výroba zaměřovala na dosažení stability a výkonu. Výrobní závody představují významné, dlouhodobé investice, a pro jejich návratnost bylo důležité, aby stroje byly navrhovány tak, aby fungovaly efektivně a spolehlivě a aby byly vytvářeny pracovní postupy a prostředí, která zachovají produktivitu na dlouhé roky.

Tento přístup, který můžeme nazvat „vytesaný do kamene“, je v přímém kontrastu se systémovým inženýrstvím, které dominuje současné softwarové éře. Jak všichni víme, klíčovými slovy se staly flexibilita, adaptabilita a – a obchodní svět nyní spoléhá na software, který se dokáže tomuto kontextu přizpůsobit.

Reaktivní a flexibilní systémy ale nezůstaly pouze dominantou cloudových služeb. Každý, kdo má mobilní telefon, ví, že funkce v aplikacích přibývají každý den, aby tak byly užitečné v neustále se měnícím světe. Stejným způsobem digitalizace mění to, co od výroby očekáváme, i to, co je ve výrobě možné.

Zákazníci si také zvykají na to, že dodací lhůty se zkracují, přestože očekávají konkrétnější a specializované dodávky. Stejně tak tyto pokroky využívá i samotná strojní výroba. Standardizace způsobu, jakým stroje komunikují prostřednictvím systémů jako je například OPC Unified Architecture, znamená, že inženýři mohou modifikovat a přepracovávat výrobní procesy v kratších časových lhůtách a být při tom kreativnější. Umožňují to například digitální twinningové přístupy k designu či modelování inovací ve virtuálním prostředí na úrovni továrny.

Platí to také pro způsob, jakým stroje komunikují s okolním světem. Díky rozvoji průmyslového internetu věcí (IIoT) mění výrobci zcela způsob, jakým mohou lidé pracovat se stroji, od spoléhání se na tlačítka a obrazovky na samotných strojích až po to, že s nimi mohou komunikovat stejně svobodně a pružně jako s e-mailovou schránkou. Z dlouhodobého hlediska vede tato cesta ke spolupracujícím robotům (neboli cobotům), kteří pracují společně s lidskými pracovníky.

Zde jsme již velmi vzdáleni tomu, jaké představy mají o výrobě mnozí z nás. Je to ale realita. V nedávném výzkumu IBM zjistila, že přijetí IIoT se věnuje 73 % výrobců, u umělé inteligence je to 65 % a u rozšířené reality 63%. Stručně řečeno, strojírenství je stejně jako většina věcí v současném světě o datech, nejen o oceli a plastech, a můžeme o něm mluvit jako o odvětví, kde se data opravdu reálně setkávají s fyzickým světem.

Účelná výroba

Jedním způsobem, jak do tohoto odvětví přivést potřebné talentované pracovníky je ukázat skutečnou, moderní povahu tohoto oboru a související technologie. Abychom ale strojírenství udělali opravdu atraktivním, musíme vzít v potaz také samotný účel práce.

Hromadná výroba zboží je samozřejmě nepostradatelnou součástí moderních ekonomik a životního stylu. Abychom v tom mohli pokračovat, máme tu ale výzvu, která bude v příštích letech průmyslovou výrobu ovlivňovat, zatímco budeme pracovat na energetické transformaci.

Výroba je významným zdrojem znečištění a producentem skleníkových plynů. Například EPA odhaduje, že průmysl v USA představuje téměř čtvrtinu emisí země, a údaje z EU ukazují, že průmysl je zodpovědný za 21 % emisí. Vzhledem k tomu, že USA usilují o snížení znečištění skleníkovými plyny o 50 % do roku 2030 a EU usiluje o 55% snížení ke stejnému datu, je přijetí obnovitelné energie naléhavým problémem.

Je ale jasné, že nepůjde jen o to, jak snížíme spotřebu fosilních paliv. Výroba se bude muset přizpůsobit energetickému mixu, v němž dominuje obnovitelná energie. Zásadní bude zajistit, aby se v době, kdy se neustále zvyšují nároky zákazníků, dostupná energie využívala co nejlépe a nacházely se způsoby, které pomohou urychlit snižování potřeby fosilních paliv. Současně musíme řešit celkový dopad výroby na životní prostředí a zkoumat, jakým způsobem mohou investice do technologií, jako je například výroba aditiv, snížit produkciodpadového materiálu.

Prosazováním pokroku, kterého dosahujeme při snižování našeho dopadu na životní prostředí, zdůrazňováním potenciálu pro inovace v tom, jak funguje výroba, a uvědoměním si, jakým způsobem data utvářejí to, jak bude výroba jako Průmysl 4.0 vypadat, můžeme toto odvětví postavit vedle softwaru a obnovitelné energie a udělat z něj atraktivní místo pro talentované lidi, kteří chtějí přispět ke změnám. (1.9.2021)