Bezpečnost v automatizaci, kolaborace robota a člověka

V poslední době se hodně hovoří o konceptu Industry 4.0. Oblast robotiky ale není ničím novým. Jaká je u nás míra využívání těchto hi-tech technologií?

Na úvod bych chtěl zdůraznit, že německá společnost Pilz se pokládá za jednoho ze spoluzakladatelů v Německu vzniknuvšího "Industrie vier null", což si Němci nepřejí přesně překládat. Také je dobré poznamenat, co přesně si pod pojmem Průmysl 4.0 vykládat. V samotném Německu proto existuje několik desítek výkladů, co vlastně Industrie 4.0 je a jak se na věc dívat. Rozvoj techniky jde rychle dopředu a i ve spoustě českých podniků a továren už jsou velmi moderní technologie, je zde však i velké množství továren, kde nové technologie nejsou, a myslím si, že do jisté míry ani nebudou. Je totiž třeba si uvědomit jednu věc, a sice že ve většině zemí regionu východní Evropy jsou továrny pro to, aby vydělávaly peníze, a investice do vysoké úrovně průmyslu a průmyslového řízení jsou spojeny se zásadní investicí peněz.

V naší zeměpisné oblasti je stále více devízou levná pracovní síla. I když i toto se pomalu mění, pracovní síly je zároveň nedostatek. Objevila se tedy "mantra Industry 4.0" a přinejmenším dvě třetiny automatizačních firem jsou na ni najednou připraveny. Když se projdete veletrhem, je nápis "Industry 4.0 Ready" na každém druhém stánku, ale nikde už není uvedeno, co si pod tímto pojmem představují. Vzniklo z toho obrovské klišé, buzzword.

Dochází až ke komickým situacím, kdy nám volá zákazník, nadnárodní firma, protože Pilz je jedním z velkých německých propagátorů Industrie 4.0, a požaduje po nás, chce radu, jak "to" I4.0 má ve "své" továrně udělat. Když se ho zeptám, co vlastně chce, co mu v jeho továrně chybí, zda potřebuje lepší sběr dat, nebo i nějaký nadřazený systém, který mu ještě více pomůže, odpovědí je "já nevím, potřebuji Industrie 4.0, protože to po mně mateřská společnost požaduje". Je tedy třeba si napřed pojmenovat, co si vlastně chceme pod pojmem Průmysl 4.0 představit, jestli posun ve sběru dat, v jiných technologiích, nebo zda jde jen o snahu jít za každou cenu s posledními trendy.

Není trochu rozpor ve vašem tvrzení, že české podniky potřebují vydělávat a zároveň se brání robotizaci a automatizaci, přičemž roboti znamenají úsporu peněz, protože lidská síla je dražší?

Ony se nebrání investovat do něčeho, co jim něco přinese, zisk/zvýšení produktivity, a co je posune dál. Robotizace je typicky dobrá ukázka. Od robota k Industry 4.0 je však pořád daleko. Robot je automatizační nástroj/prostředek, který pomáhá nahrazovat člověka při práci, která je pro něj složitá, ergonomicky nevhodná, příliš těžká nebo rychlá. Je ale jen jednou ze součástí Průmyslu 4.0.

Robotizace se dnes obrovsky rozmáhá, rozmáhá se automatizace z důvodu nedostatku pracovní síly. Je tomu tak ale i proto, že firmy nejsou ochotny pracovníkům dobře zaplatit, lidé jsou nyní, při skoro nulové nezaměstnanosti v dobré situaci, kdy si mohou vybírat, kde budou pracovat. Dříve byla v regionu jedna továrna, dnes jsou tam tři. Půjdou pracovat tam, kde jim dají nejvíce peněz, ale dnes již kolikrát radši i tam, kde si nebudou tolik ničit zdraví.

Ve kterých oborech jsou ve využívání technologií automatizace/robotizace nejdále?

Jednoznačně v oblasti automotive, kde je kladen velký důraz na čas a kvalitu. Auto se dnes vyrábí za méně než jednu minutu. Když si vezmete faktickou několikakilometrovou délku montážní linky automobilky s kapacitou minimálně přes 300 tisíc aut za rok, pak celý komplex, od výrobců dílů až po vlastní automobilku, je pod velkým časovým tlakem. Každý takový závod o sekundy proto znamená tlak na automatizaci/robotizaci a snahu udělat věci rychleji a lépe a ve standardní kvalitě.

Stále více se také začínají roboti a automatizace prosazovat v potravinářství a elektrotechnickém průmyslu, pro lidi titěrné a ergonomicky těžko zvladatelné záležitosti. Potravinářský a nápojový průmysl je také řízen požadavkem na obrovské rychlosti, kdy v řádu sekund vypadávají z linek desítky až stovky kusů výrobků.

Na trhu jsou zcela nové generace robotů, například tzv. kooperativní roboti, kteří mohou sdílet pracovní prostor s člověkem. Jednoho takového jste představili i na letošním Ampéru. Čím byl zajímavý?

Na Ampéru naše firma představila robota, kterého skutečně považujeme za takového, jaký je připraven na spolupráci s člověkem. Opět jde o trochu moderní téma, které se velice ujalo, a i zde nastávají trochu paradoxní situace. Na trhu je velké množství robotů, kteří jsou takto prezentováni. Bohužel však ne všichni tito roboti jsou kooperativní ve smyslu platné legislativy, protože nesplňují její parametry. Druhou pravdou je, že legislativa jde hodně daleko "za vozem", za pokrokem doby. Snaží se sice pokrok dohnat, ale tento proces je komplikovaný a pomalý.

Robot, který firma Pilz na veletrhu Ampér prezentovala, byl ukázán v nejvyšší úrovni kooperace, která se rozděluje do čtyř kategorií, zde šlo o nejvyšší třídu čtyři v kombinaci s kategorií tři. Kat. IV znamená spolupráci robota a člověka v přímém kontaktu bez sekundárního zabezpečení. Ve třídě čtyři je totiž robot nastaven tak, aby v jakémkoliv kontaktu s člověkem neublížil, počínaje tím, že jeho hrany jsou zaobleny, jeho uchopovací nástroje jsou nastaveny tak, aby člověka nemohly skřípnout ani jakkoliv jinak mu ublížit.

Máte již s těmito roboty nějaké konkrétní zkušenosti z praxe? Ve kterých oborech o ně bude podle vás zájem?

Je zde v ČR už několik instalací, naše pobočka Pilz je zodpovědná za pět zemí východní Evropy, kde jich máme také několik. Celkově má firma Pilz několik desítek instalací kooperativních robotů, které certifikovala. Naše společnost disponuje unikátním měřicím systémem, který umožňuje certifikovat/ověřit síly působené robotem v kat. IV, což je kolaborace.

Jsem přesvědčen, že velký potenciál mají takzvané koboty pro elektrotechnický průmysl, pro testování, umím si představit, že jsou perspektivní i ve farmacii pro přenášení vzorků, případně nebezpečných látek, kde by lidská chyba mohla znamenat ohrožení zdraví. Je totiž vždy lepší "poleptat" robota než člověka.

Velká péče musí být jistě věnována také bezpečnosti. Jak je zajištěno, že takový robot člověka neohrozí?

Pro zajištění bezpečnosti robotů, kteří patří do tzv. vyhrazených technických zařízení, jsou normy třídy C, které určují, jakým způsobem má být robot nasazen v jakékoliv technologii a jakých bezpečnostních úrovní se má dosáhnout, jakou ochranou je zabezpečit. Nově je ohledně tohoto pro kooperativní roboty k dispozici technický standard, ještě ne norma, jak jsem říkal o "legislativě kráčející za vozem". Technický standard je převzat z německé normy, který říká, jakou silou může spolupracující robot na člověka působit, a to na které části těla, kde jsou přesně určeny body s přesným určením maximální přípustné působící síly, aby nedošlo ke zranění. Za síly jsou brány dvě, kvazistatické a transientní, kdy se buď předpokládá, že člověk je v pohybu a částečně kompenzuje náraz robota, nebo kdy je člověk v klidu, například má ruku položenou na stole a robot k ní přijíždí a může ji skřípnout a člověk nemůže sílu kompenzovat kvůli opření ruky nebo jiné části těla o pevnou podložku.

Jaká pravidla bezpečnosti spojená s aplikací průmyslových robotů ve výrobě musí dnes podniky uplatňovat?

Obecně platí, že každý, kdo uvádí na trh nebo provozuje zařízení, ve kterém je robot, by se měl držet několika norem či standardů. Jejich základní výčet je následující: Machinery directive (2006/42/ES), v ČR převzaté jako NV 176/2008 Sb., ČSN EN ISO 12100 a C normě pro roboty 10-218/1-2. Pokud se bude jednat o přímou kolaboraci, dle kat. IV, je třeba přidat ČSN EN ISO TS 15066.

Zaměříme-li se přímo na kat. IV, tedy přímou kolaboraci člověka a robota, svoji roli zde hodně hraje i mentalita člověka. Když přijdete do továrny, kde bude několikatunový robot manipulující s předměty těžkými stovky kil, budete se ho bát a nikdo se k němu nebude přibližovat. Když ale přijdete ke kooperativnímu robotovi, je to taková roztomilá věc, většinou i hezky barevně vyvedená, takže většina lidí má tendenci k němu strkat hlavu a koukat se, co dělá. Musíte si však uvědomit, že může být stejně nebezpečný jako ten veliký robot. Když mu totiž dáte do ruky nějaký ostrý nástroj, může vás zranit ještě více než ten velký, ke kterému se přes ohrazení a ploty nedostanete. Už při návrhu pracoviště pro přímou spolupráci robota s člověkem se proto často dává minimálně ze dvou stran také pevné hrazení. Zařízení tohoto typu jsou velmi nová a je zapotřebí lidem zamezit, aby si svou přirozenou zvědavostí nezpůsobili zbytečná zranění.

Dotýkají se oblasti robotizace také problémy spojené s kyberbezpečností?

Segmentu robotiky se kyber(ne)bezpečnost týká velmi zásadně. Gros celého průmyslu nemá prakticky žádnou ochranu proti kyberútokům. Většina zařízení je připojena k síti, ať už podnikové nebo přes bránu či VPN. Jde o velmi aktuální téma. Sami ve firmě Pilz máme snahy bezpečnost posunout dál. Viděl jsem simulovaný hackerský útok na robotickou linku, kdy hackeři dokázali během pár minut nejen změnit výrobek, ale celou linku v podstatě zničit.

Rozhovor byl publikován ve speciálním vydání ICT revue.