Inteligentna adaptacja kontroli jakości produkcji

Wiodącym tematem wydania lipiec/sierpień AUTOMATYKI jest kontrola jakości produkcji. Czy wdrażanie rozwiązań z tego obszaru można realizować drobnymi kroczkami, czy musi to być od razu inwestycja na miarę kamienia milowego?

Przede wszystkim należy podkreślić, że rozwiązania kontrolujące jakość produkcji powinny być podstawą każdej linii produkcyjnej. Wybór optymalnych rozwiązań nie tylko zapewni skuteczną kontrolę, lecz umożliwi także wczesne wykrycie wszelkich problemów oraz szybkie naprawienie usterek na linii i w efekcie zapobiegnie wysyłce wadliwego produktu do klienta. Na pewno kompleksowa modernizacja linii i przekształcenie jej w bardziej nowoczesną, elastyczną i inteligentną przynosi firmom najwięcej korzyści, jednak często, ze względu na koszty, wiele przedsiębiorstw nie decyduje się na takie rozwiązania. Na szczęście nawet wprowadzenie drobnych zmian w istniejących liniach może znacząco zwiększyć ich efektywność.

Na co powinno się zwrócić szczególną uwagę przy wyborze zautomatyzowanego systemu wspierającego kontrolę jakości produkcji?

Bez względu na to, czy firma chce zoptymalizować część istniejącej linii produkcyjnej, czy zbudować nową, najważniejsze, aby wszystkie urządzenia komunikowały się za pośrednictwem wspólnych standardowych protokołów i wspólnych zestawów danych. Nowa linia prawdopodobnie będzie również wyposażona w komponenty pochodzące od różnych producentów, dlatego należy koniecznie upewnić się, że wszystkie one mogą komunikować się ze sobą. Oprócz wzajemnej wymiany danych między urządzeniami pracującymi na linii, niezwykle ważne jest zapewnienie odpowiednich interfejsów dla operatorów.

Jakie rozwiązania z zakresu automatyki powinny grać pierwsze skrzypce w kontroli jakości produkcji?

Podstawą skutecznej kontroli jakości są dane – im bardziej szczegółowe, tym lepiej. Mogą one nie tylko wskazywać, czy maszyna działa lub nie (jak często bywa w przypadku starszych urządzeń), lecz od razu informować o tym, że maszyna nie pracuje optymalnie ze względu np. na większe zużycie łożysk silnika lub z powodu zabrudzenia czujnika optycznego. Dlatego tak ważne jest gromadzenie danych. W tym celu może być konieczna modernizacja istniejącego systemu, np. przez dodanie kolejnych czujników do pozyskiwania danych pracy maszyny czy urządzeń do konwersji istniejących informacji analogowych na format cyfrowy. Przeważnie niezbędne jest także dodanie modułu przesyłania danych, aby umożliwić ich zdalne gromadzenie i zarządzanie procesem sterowania.

Dalszym krokiem jest szybka i prawidłowa analiza pozyskania danych, aby zobaczyć, na ile efektywnie pracuje linia oraz zidentyfikować potencjalne „wąskie gardła” w procesie, co umożliwia dalszą poprawę wydajności. Pozwala to również na monitorowanie stanu urządzeń i wdrożenie funkcji konserwacji zapobiegawczej.

Najwyższa jakość i obniżanie kosztów – jak we współczesnym świecie, w którym często w centrum uwagi jest to drugie, znaleźć złoty środek i utrzymać jakość, nie zmniejszając prędkości produkcji i nie podwyższając kosztów?

Aby znaleźć złoty środek między najwyższą jakością a redukcją kosztów, zdecydowanie warto postawić na inteligentne linie produkcyjne, które mogą poprawić identyfikację, dostępność i jakość produktu przy jednoczesnym obniżeniu poszczególnych kosztów eksploatacyjnych i całkowitego kosztu obsługi linii. Większość korzyści wynika wprost z wykorzystania zintegrowanej platformy komponentów i oprogramowania, która umożliwia bezproblemową wymianę danych między urządzeniami i systemem sterowania. Dostęp do danych na poziomie urządzeń za pomocą sztucznej inteligencji Edge AI jest dzisiaj jednym z kluczowych czynników, które pozwalają czerpać korzyści z koncepcji Przemysłu 4.0.

W zależności od rodzaju przyjętego rozwiązania użytkownik zwykle może bez trudu podnieść jakość produkcji, zwiększając przy tym wydajność i obniżając jej koszty. Oferowane przez firmę Omron rozwiązania cechują się przykładowo inteligencją adaptacyjną i wykorzystują zaawansowane techniki uczenia maszynowego. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest nie tylko wykrywanie usterek, które już powstały, lecz także przewidywanie i eliminowanie zagrożeń, zanim jeszcze będą one miały wpływ na produkcję. Pozwala to na znaczne ograniczenie kosztów związanych z przestojami maszyny lub drogimi naprawami, np. na skutek jej uszkodzenia.

Kontrola jakości produkcji jest dziś wyjątkowo trudnym zadaniem, zważywszy na rosnące zapotrzebowanie na produkcję krótkich partii i konieczność szybkiego przezbrajania maszyn. Jak poradzić sobie z tym wyzwaniem?

Rzeczywiście, serie produkowane na dzisiejszy szybko zmieniający się rynek są coraz krótsze i bardziej zróżnicowane, a linie, które stworzono dla jednego produktu lub których przestawienie na produkcję innego produktu trwa bardzo długo, mogą okazać się nierentowne. Dlatego w takim przypadku warto rozważyć modyfikację linii, aby umożliwiała wytwarzanie różnych rodzajów produktów. Dobrym rozwiązaniem jest automatyzacja samego procesu przezbrajania, która może przynieść znaczne korzyści ze względu na skrócenie czasu potrzebnego na przestawienie maszyn.

Na co zwracają największą uwagę odbiorcy przy wyborze rozwiązań z zakresu kontroli jakości produkcji?

Dla naszych klientów najważniejsze jest, aby rozwiązania gwarantowały skuteczną kontrolę jakości produkcji i równocześnie odpowiadały współczesnym potrzebom elastycznych linii produkcyjnych. W związku z tym, że nie wszystkie firmy mają możliwość przeprowadzenia od razu kompleksowej modernizacji całej linii pod kątem implementacji nowoczesnych rozwiązań z zakresu kontroli jakości, ważnym aspektem jest łatwość dostosowania naszego rozwiązania do istniejącej linii produkcyjnej i zapewnienie możliwości modernizacji etapami.

Na jakich rozwiązaniach z tego obszaru budujecie swoją pozycję i jaka jest strategia rozwoju w tym zakresie?

Jako jedna z niewielu firm na rynku Omron oferuje całe portfolio produktów automatyki przemysłowej, od prostych komponentów po duże zintegrowane systemy sterowania oraz roboty przemysłowe.

W zakresie ogólnej koncepcji sterowania i zapewnienia jakości produkcji Omron już od kilku lat koncentruje się na rozwijaniu swojej Platformy Automatyki SYSMAC. Platforma ta pozwala na integrację wszystkich elementów automatyki maszyn w jeden system, zapewniając jednocześnie szybką i niezawodną komunikację między nimi. Z pewnością ten kierunek i Platforma SYSMAC będą nadal rozwijane w przyszłości.

Obecnie duży nacisk kładziemy także na rozwój działu robotów przemysłowych, zarówno stacjonarnych, jak i mobilnych, ponieważ wiemy, że robotyzacja wszelkich procesów przemysłowych pozwalających zwiększać wydajność i jakość produkcji będzie dominującym kierunkiem jeszcze przez wiele lat.

Nawiązując do poprzednich pytań, nie sposób nie wspomnieć także o produktach stworzonych z myślą o zapewnieniu zbierania danych związanych z samym procesem produkcji i wyposażonych w komunikację IO-Link. Ten trend z pewnością będzie kontynuowany w najbliższym czasie i Omron będzie stale poszerzał portfolio produktów z tą opcją. Przykładowo już dzisiaj klienci coraz częściej wybierają czujniki wyposażone w komunikację IO-Link, odchodząc od tych tradycyjnych.

Koniecznie chciałbym zwrócić uwagę także na ofertę Omron w zakresie systemów wizyjnych. To bardzo szybko rozwijający się kierunek w przemyśle i dzisiaj nikt nie wyobraża sobie kontroli jakości produkcji bez użycia produktów wizyjnych. Mimo że coraz więcej firm oferuje tego typu rozwiązania, ciągle obserwujemy na rynku szybki wzrost zapotrzebowania na takie aplikacje. Omron jako jeden z pionierów i duży gracz na rynku systemów wizyjnych nie zamierza oczywiście oddawać pola konkurencji. W najbliższym czasie planujemy przedstawienie kilku nowatorskich rozwiązań także w tym segmencie.

Które sektory przemysłowe są głównymi odbiorcami rozwiązań Omron?

Nasze rozwiązania cieszą się dużą popularnością przede wszystkim w branżach Food & Beverage oraz w branży motoryzacyjnej. Oczywiście nasi klienci wywodzą się z różnych branż, ale właśnie głównie w przemyśle spożywczym i motoryzacyjnym – dzięki zastosowaniu całkowicie zautomatyzowanych rozwiązań, np. robotów Quattro Delta – obserwujemy największy spadek liczby zdarzeń wymagających interwencji pracownika. Rzadziej zdarzają się także przestoje, co korzystnie wpływa na przepustowość i elastyczność linii, a w sytuacjach awaryjnych umożliwia szybkie przywrócenie maszyny do pracy.

Innym popularnym rozwiązaniem wykorzystywanym w obu branżach są roboty współpracujące, które z zachowaniem najwyższej precyzji wspierają ludzi przy wykonywaniu prac powtarzalnych lub wymagających podnoszenia ciężkich przedmiotów. Ich zastosowanie zwiększa efektywność produkcji, m.in. przez wyeliminowanie przestojów na linii produkcyjnej. Koboty mogą być wdrażane niemal w każdej branży i na każdym etapie produkcji, w procesach testowania, kontroli jakości, pakowania i paletyzacji czy w intralogistyce. Dzięki możliwości podnoszenia ciężkich przedmiotów mogą być także stosowane jako paletyzatory. Roboty współpracujące są zdecydowanie bardziej elastyczne od tradycyjnych robotów przemysłowych, dlatego umożliwiają sprawne dostosowanie produkcji do dynamicznie zachodzących zmian.

Czy tworzycie osobne półki produktów dla tych odbiorców, dla których bardzo istotnym czynnikiem zakupowym jest cena?

Oczywiście tak jak wielu innych producentów mamy w ofercie różne linie produktów, dostosowane do indywidualnych potrzeb odbiorców. Zależy nam, żeby każdy klient miał możliwość wyboru optymalnego rozwiązania i nie musiał płacić za dodatkowe opcje, które nie są mu potrzebne. W ofercie naszej firmy można znaleźć produkty z linii tzw. „ekonomicznej”. Mają one nieco inne parametry – np. nieco węższy zakres temperatury pracy – i niższą cenę, ale zachowują tę samą jakość, co produkty standardowe albo zaawansowane. Dokonując wyboru, klient może dopasować produkt do swoich aktualnych potrzeb.

Jakie branże mają największy potencjał, jeśli chodzi o wdrażanie rozwiązań z zakresu kontroli jakości produkcji?

W niektórych sektorach, m.in. przemyśle farmaceutycznym czy spożywczym, zachowanie najwyższej jakości produkcji jest szczególnie istotne. Nawet najmniejsze błędy w tego typu przedsiębiorstwach mogą mieć poważne konsekwencje dla konsumentów. Właśnie w tych sektorach wdrażanie założeń Przemysłu 4.0. stanowi ogromne ułatwienie w skutecznym zarządzaniu linią zarówno w obszarze kontroli jakości produkcji, jak i zwiększeniu efektywności pracy maszyn i całej linii.

Czego możemy się spodziewać w ewolucji rozwiązań z zakresu kontroli jakości produkcji?

Rozwój systemów kontroli jakości w najbliższych latach z pewnością będzie dynamiczny. Z jednej strony możemy spodziewać się szybkiego rozwoju wszelkich systemów informatycznych. W dużej mierze będą one oparte na Cloud Computing i będą gromadziły, analizowały, raportowały dane produkcyjne, a na ich podstawie zarządzały urządzeniami wykonawczymi.

Z drugiej strony spodziewany jest szybki rozwój na poziomie samych elementów wykonawczo-monitorujących. Oprócz tego, że będą one coraz częściej wyposażane w interfejsy pozwalające na komunikację z systemami nadrzędnymi, przewidywany jest rozwój nowoczesnych technologii kontroli jakości, bazujących np. na systemach wizyjnych i analizie obrazów.

W jakich zadaniach związanych z kontrolą jakości produkcji najlepiej sprawdzają się roboty? Jaki rozwój ich zastosowań w tym obszarze Pan przewiduje?

Automatyzacja pomaga przede wszystkim zwiększyć wydajność i precyzję różnych etapów procesu produkcyjnego. Przykładowo precyzyjne działanie maszyn pakujących daje gwarancję, że produkt nie zostanie uszkodzony w trakcie procesu pakowania. Ma to dodatkowe znaczenie np. w branży Food & Beverage, gdzie dzięki szczelnemu zamknięciu zapewnione jest zachowanie deklarowanej świeżości produktu.

W procesie kontroli doskonale sprawdzają się również roboty współpracujące wyposażone w zintegrowane kamery i system wizyjny. Zakres ich zastosowań jest bardzo szeroki i dotyczy m.in. wizyjnego wykrywania części i kontroli wizyjnej. Ta przełomowa funkcjonalność umożliwia ich różnorodne stosowanie w procesach obsługi maszyn, także w przypadku małych firm. Rośnie też popularność robotów mobilnych, które coraz częściej zastępują tradycyjne systemy transportowe. Możliwość ich elastycznego konfigurowania jest szczególnie cenna w produkcji niskoseryjnej i tam, gdzie istotne jest łatwe dokonywanie modyfikacji ze względu na szybko zmieniające się priorytety.

W Polsce poziom robotyzacji w przemyśle i produkcji ciągle jest znacznie niższy w porównaniu np. do Europy Zachodniej. Z dużą pewnością możemy przewidzieć, że poskutkuje to szybkim rozwojem tego kierunku automatyzacji w najbliższych latach.

Na ile istotna jest dziś w kontroli jakości produkcji weryfikacja realizowana ręcznie przez pracowników? Czy można wyobrazić sobie całkowitą eliminację tej metody?

Rewolucja technologiczna zmienia naturę wykonywanej przez człowieka pracy, ale roboty czy sztuczna inteligencja nie sprawiają, że ludzie stają się mniej potrzebni. Dotyczy to każdego aspektu pracy fabryki, w tym także kontroli jakości produkcji. Automatyzacja i postęp technologiczny coraz częściej służą rozwiązywaniu problemów związanych z rutynowymi czynnościami w pracy, dzięki czemu ludzie mogą przejąć zadania niestandardowe. Tak jest też w przypadku kontroli jakości produkcji – roboty przejmują wykonywanie zadań powtarzalnych, ciężkich, niebezpiecznych oraz wymagających precyzji, co umożliwia człowiekowi wykonywanie bardziej wartościowych i ciekawszych zadań. W przypadku kontroli jakości produkcji konieczny jest wykwalifikowany personel, który nadzoruje pracę maszyn, nie sądzę jednak, aby w przyszłości konieczny był powrót ludzi do wykonywania tych czynności, które już dzisiaj z łatwością realizują roboty.

W wyniku automatyzacji produkcji rynek pracy ewoluuje w kierunku stwarzania bardziej kreatywnych miejsc pracy dla ludzi i powierzania rutynowych czynności maszynom. Jest to jednocześnie odpowiedź na jedno z wyzwań, z jakim mierzy się dziś niemal każdy segment rynku, a jest nim niedobór siły roboczej.

Wielu ekonomistów prognozuje, że największe spowolnienie gospodarcze wywołane pandemią koronawirusa odczujemy dopiero jesienią. Czy powinniśmy obawiać się, że w najbliższych miesiącach kontrola jakości produkcji i co za tym idzie sama jakość zejdą na drugi plan?

Z pewnością nie ma takiego niebezpieczeństwa. Wręcz przeciwnie – w przypadku zamrożenia gospodarki zwykle występuje zjawisko zaostrzenia konkurencji i tym samym konieczność dostarczania usług i produktów wyższej jakości. Spowolnienie gospodarcze może jedynie wzmóc proces szukania i ulepszania systemów kontrolowania jakości produkcji.

Jak COVID-19 wpłynął na działalność firmy Omron?

Lockdown związany z pandemią koronawirusa miał wpływ na działanie wszystkich firm. Rynek automatyki przemysłowej należy do obszarów, których sytuacja nie dotknęła tak bardzo, jak inne obszary gospodarki, ale wymógł na nas zmianę sposobu działania. W początkowym okresie większość osób pracowała w domu, a spotkania z klientami ograniczyliśmy do niezbędnego minimum. Okazało się, że dużo rzeczy, które do tej pory robiliśmy bezpośrednio u klienta, możemy wykonać przez łącza zdalne. Ustawienia w programach maszyn, modyfikacje programów, diagnozowanie problemów, jakie wystąpiły w maszynie bez trudu można wykonać, korzystając z Internetu. Obecnie, po poluzowaniu obostrzeń dotyczących kontaktów, wróciliśmy już w dużym stopniu do poprzedniego sposobu pracy, choć zachowujemy wszelkie środki ostrożności i zabezpieczenia.

Nowe realia zmieniły też sam rynek. Niektórzy inwestorzy z powodu obecnej sytuacji zawiesili swoje inwestycje, czekając na rozwój wypadków, inni przeciwnie – w związku z pandemią szukają możliwości zwiększenia wydajności produkcji i uniezależnienia się od zewnętrznych czynników, dlatego inwestują w nowoczesne systemy automatyki. Otworzyły się także zupełnie nowe możliwości i projekty. Przykładem może być aplikacja mobilnego wózka do dezynfekcji przestrzeni publicznej, np. w szpitalach albo urzędach, z wykorzystaniem robotów mobilnych Omron. Produkt po uzyskaniu potrzebnych certyfikatów znajduje odbiorców w Polsce i za granicą.

Jakie są plany Omron na najbliższą przyszłość i co firma postrzega jako największe wyzwanie?

Żyjemy w czasach, w których trudno jest precyzyjnie zaplanować przyszłe działania. Zdajemy sobie sprawę, że w obecnej dynamicznie zmieniającej się rzeczywistości wiele wcześniejszych planów będzie musiało być skorygowanych i na bieżąco dostosowywanych do sytuacji. Wiele zależy od tego, co jeszcze się wydarzy i jak będą zmieniały się przemysł i gospodarka w Polsce i na świecie. Osobiście jestem optymistą i wierzę, że nowa rzeczywistość po COVID-19 nas wzmocni, da impuls do nowych kierunków działań oraz otworzy zupełnie nowe możliwości. Jest bardzo prawdopodobne, że będziemy musieli zmienić swój sposób myślenia i pracować według zupełnie nowego modelu. Jestem jednak spokojny o przyszłość firmy i rynek automatyki przemysłowej.

Niezależnie od sytuacji rozwój coraz doskonalszych i wydajniejszych systemów sterowania produkcją i kontrolą jakości to nasza przyszłość, do której dążymy. Jako jeden z głównych graczy na tym rynku chcemy oczywiście uczestniczyć w tym procesie. Firma Omron została uznana przez Clarivate Analytics za jedną ze 100 najbardziej innowacyjnych firm na świecie w rankingu „Derwent Top 100 Global Innovators 2020”. Jesteśmy z tego dumni, ale jednocześnie czujemy się zobowiązani i zmotywowani do dalszego wysiłku dla zapewnienia naszym klientom nowoczesnych, efektywnych rozwiązań pomagających zwiększać wydajność i jakość procesów przemysłowych. Kreowanie i popularyzowanie nowych rozwiązań spełniających oczekiwania odbiorców i rynku to nasze największe wyzwanie na przyszłość.

Bogusław Krasuski

Inżynier automatyk, absolwent Politechniki Warszawskiej Wydziału Elektrycznego, specjalizacja Automatyka i Napędy Przemysłowe. Od 24 lat związany z japońskim koncernem OMRON, współtwórca polskiego oddziału Omron Electronics Sp. z o.o. (na polskim rynku do 1996 r.). Obecnie pracuje na stanowisku Sales Managera.

source: Automatyka 7-8/2020