Zařazeno na nejvyšší stupeň automatizace

Podle velikosti třetí český závod Škody Auto ve Vrchlabí prošel za poslední roky radikální proměnou. Z regionální továrny se postupně stává výrobní závod budoucnosti. Dokládají to i logistické inovace, z nichž ta nejnovější je unikátní minimálně v rámci Česka, když ne celé střední Evropy. Škodovka tu začala používat plně autonomního přepravního robota, který je schopný se "sám" učit.

"První plně autonomní robot ve společnosti našel uplatnění záměrně právě v závodě ve Vrchlabí. Tím se znovu potvrzuje význam tohoto závodu jako jednoho z nejmodernějších a technologicky nejvyspělejších provozů," říká člen představenstva společnosti Škoda Auto za oblast výroby a logistiky Michael Oeljeklaus.

I díky nasazení nového přepravního robota vrchlabské továrně vlastně zůstala funkce jakéhosi startovacího provozu, v němž se testuje řada novinek v rámci celé firmy. "Ve Vrchlabí se v minulosti prováděly náběhy výroby nových typů aut nebo zvláštní výbavy," říká Ivan Slimák, šéf závodu Škoda Auto ve Vrchlabí.

V posledních letech výroby vozů se zde vyráběly zejména modely, jejichž produkci nezvládaly jejich kmenové výrobní závody. Škodovka a mateřský koncern Volkswagen ale továrnu v podhorském městě nechtěly zavřít. Jedním z důvodů bylo i to, že patří k největším lokálním zaměstnavatelům a pracovaly v ní po generace i celé rodiny.

Dlouholetý manažer koncernu Volkswagen Ivan Slimák, který měl už ze svých dřívějších působišť zkušenosti s výrobou komponent, tak dostal na starosti transformaci vrchlabské továrny. Ta v roce 2010 zvítězila v interní koncernové soutěži na produkci moderních sedmistupňových dvouspojkových převodovek s označením DQ 200. Za 18 měsíců vyrostla nová výrobní hala a stávající budovy prošly modernizací. Firma tu během pěti let investovala zhruba 250 milionů eur. V současnosti se tu po čtvrté fázi navýšení produkce vyrobí až 2200 převodovek denně.

Výroba moderní převodovky, jejíž součástí je i sofistikovaná elektronika, s sebou přinesla vysoké nároky na přesnost a čistotu prostředí. Zároveň aby byla produkce efektivní, bylo potřeba vymyslet layout a procesy v závodu tak, aby snesla nízkou úroveň zásob. Inspirací se stala továrna koncernu VW na výrobu převodovek v čínském Ta-lienu. Vrchlabí šlo ale ještě o kus dál.

Zařazeno na nejvyšší stupeň automatizace

Další 2
fotografie

Jednou z novinek oproti jiným evropským závodům bylo zahrnutí kalírny přímo do prostor továrny. V Ta-lienu je sice kalírna umístěna také v hale mechanického obrábění, ale typ zařízení, který je použitý ve Vrchlabí, umožňuje mimo jiné produkci menších dávek, a tedy i držení nižších zásob. Díky tomu je kalírna schopná rychleji reagovat na změny v toku materiálu.

Stupeň jedna a dva

Ve Vrchlabí přibyla od transformace továrny i řada dalších technologií. Například se tu využívají kooperující roboti, kteří "pracují" ve výrobě přímo řazených převodovek a zaměstnance podporují při jedné z nejcitlivějších činností − vkládání řadicího pístu. Šéf továrny je ale hrdý zejména na širokou škálu automatických transportních vozíků, které se tu postupně zaváděly − od jednodušší varianty po v současnosti jednu z nejsofistikovanějších možností, jak automatizovat přepravu nákladu ve skladu a výrobě.

Původně se ve Vrchlabí používal pro zavážení materiálu manuálně ovládaný logistický vláček ve složení vozík-tahač se zapřáhnutými E-rámy, na které se ukládají palety. Jedna taková sestava v továrně stále pracuje, při většině úkonů je ale nahradily tři druhy automatizace. "Jak narůstala produkce, byli jsme nuceni na to reagovat z hlediska produktivity. Například zavážení linky pomocí tahačů zvládali kdysi dva pracovníci. Po navýšení produkce jsme ale přemýšleli, jestli nasadit třetího pracovníka, který by ovšem nebyl plně vytížen. Rozhodli jsme se ale proces optimalizovat tak, aby práci zvládali stále dva lidé. Tak jsme v roce 2012 začali nasazovat FTS vozíky. Ty jezdí po magnetické pásce a dostávají informace z RFID tagů na podlaze," popisuje Jaroslav Adámek, odborný koordinátor technického servisu oddělení Logistiky ve Škodě Auto, nejběžnější a nejjednodušší typ automatického vozíku.

Asi největší flotilu těchto takzvaných AGV (automated guided vehicles, nebo z němčiny Fahrerlose Transportsysteme − FTS) u nás má právě Škoda Auto. Ve Vrchlabí jich nyní jezdí šest, ve všech třech českých továrnách dohromady pak přes dvě stě. Jejich nevýhodou je, že když mají na trase překážku, zastaví se. Také je potřeba často obnovovat magnetickou pásku přilepenou na zemi. Na druhou stranu díky tomu, že se prostory výroby ve Vrchlabí příliš často nemění, bylo zde možné pásky zafrézovat do podlahy a zalít pryskyřicí, takže se neopotřebovávají.

"Poté přišel na řadu projekt, jak zásobovat celé mechanické obrábění bez zapojení logistika s tahačem, kdy potřebujeme denně dostat asi 40 tisíc dílů na 42 různých míst. Pomocí magnetické pásky by to bylo už trochu složité, proto jsme začali využívat i vozíky, které se pohybují pomocí laseru a odrazek," popisuje Ivan Slimák.

Manipulační robot automaticky zásobuje desítky strojů díly a prázdné obaly přepravuje zpět do skladu. Při tom využívá laserovou navigaci, kdy rychle se točící skener umístěný nejčastěji na střeše vozíku snímá soustavu referenčních reflexních desek na trase a podle nich se stroj orientuje.

Stejně jako v prvním případě platí, že pokud se na definované trase objeví překážka, vozík se zastaví a čeká na její odstranění. Na rozdíl od prvního zmíněného typu automatického vozíku se jedná o řešení, jehož obdoby fungují zatím jen v jednotkách českých provozů, například v továrnách firem Bosch Diesel, Siemens nebo Continental Automotive.

Stupeň tři

Třetím stupněm automatizace, jenž je od června ve Vrchlabí v plném provozu, je autonomní vozík, který přepravuje díly mezi obráběcími stroji a měrovým centrem. Tento stroj slouží jako první referenční zařízení s nejvyšší úrovní automatizace interní logistiky, na které se jezdí dívat nejen zástupci dalších továren koncernu Volkswagen. Na nedávných Inovačních dnech ve Škodě Auto se rozhodlo, že se podobné projekty budou realizovat i v dalších závodech firmy.

Transportní robot na rozdíl od dosavadních automatických systémů nepotřebuje k navádění indukční smyčky, magnetické pruhy ani reflexní body. Orientuje se pomocí laserových skenerů, které rozpoznají jiná vozidla, lidi nebo další překážky, jež mu zkříží cestu. Řídicí systém detekuje rychlost, kterou se překážka přibližuje, a rozpozná, jestli hrozí kolize.

Pro naučení požadované trasy stačí autonomního robota provést po trase mezi jednotlivými stanicemi pomocí manuálního ovládání. "Na začátku se robot připojí přes kabel s joystickem a projde se s ním prostor haly, kde se bude pohybovat. Robot si jej naskenuje a vytvoří layout, který se přenese do aplikace v počítači. V ní se pak přesně zadá, kudy má vozík jezdit, do jaké vzdálenosti se může vyhnout překážkám, nebo pokud se překážce nemůže vyhnout, ať použije alternativní trasy. Naskenovaná mapa s pokyny se poté nahraje do robota," popisuje Jaroslav Adámek. Změny v mapě zaberou jen pár minut u počítače, zatímco v případě "starších" typů automatizace manipulačních vozíků se jedná o hodiny nebo i dny.

Stěžejní bezpečnost

Autonomní stroj tedy na cestě po závodě rozpoznává překážky a je schopný v reálném čase při plánování své trasy zohlednit i další informace z okolí. Pokud se setká s překážkou, kterou nemůže v nadefinovaném prostoru objet, samostatně si změní trasu tak, aby se dostal do cíle v co nejkratším čase. Pokud zjistí, že se na určitém místě setkává s překážkou pravidelně, trasu změní trvale.

Autonomní, elektricky poháněný robot absolvuje nyní na své trase mezi obráběcími stroji a měrovým střediskem denně zhruba 24 jízd a ujede přitom okolo 10 kilometrů.

Kvůli rostoucí výrobě automobilky jsou její továrny více vytížené a provoz v nich je stále hustější. Autonomní robot má přispět ke zvýšení bezpečnosti v závodě. Právě vyšší bezpečnost byla jednou z hlavních předností, kvůli kterým si Škoda vybrala za dodavatele zařízení firmu Omron.

Součástí robota je hlavní skener, který hlídá prostor o šířce 250 stupňů do vzdálenosti 16 metrů, a bezpečnostní skener, jenž hlídá prostor u země. Kromě toho má ještě jakýsi kříž, na kterém jsou boční skenery, jež hlídají prostor vertikálně − od podlahy až do určité výšky. Tato výhoda odlišovala robota od konkurenčních strojů.

Robot samozřejmě nepracuje úplně bez problémů. Pro drobnější údržbu má Škoda vyškolené vlastní pracovníky, případně se potíže řeší s dodavatelem po telefonu. Pro složitější případy je zajištěn rychlý zásah specializovaného technika. V takovém případě práci robota přejímají dočasně operátoři výroby na nákladních koloběžkách.

Hodnota investice do mobilního robota není veřejná, nicméně návratnost byla spočítána na necelý rok a půl. Do Vrchlabí má nyní zamířit ještě jeden autonomní vozík, aby se otestovalo "chování skupiny".

Nasazený přepravní robot najednou přemístí náklad o hmotnosti až 130 kilogramů, což do jisté míry omezuje jeho použití. Zájem je tak i o podobné vozíky s mnohem vyšší nosností, podotkl Jaroslav Adámek.