To zahrnuje i neoddělitelný důraz na výrobu a modifikaci „chytrých“ strojů a komunikaci stroj-člověk-stroj. Jsou na tuto změnu údržbáři připraveni a je vůbec v jejich silách na tyto výzvy efektivně reagovat? A co vůbec znamená spojení řízení údržby v kontextu s Průmyslem 4.0?

Průmysl 4.0
Nejprve je potřeba si trochu připomenout, o čem vlastně ten Průmysl 4.0 je a jak ovlivňuje moderní vnímání údržby. Počátky tohoto procesu najdeme někdy v roce 2011, kdy byla německá high-tech průmyslová technologie rozvinutá do několika okruhů, které se následně formovaly, aby nastolily současný trend digitalizace a s ní související automatizaci výroby.
Celý koncept se točí kolem schopnosti strojů, technologií, čidel a lidí navzájem mezi sebou komunikovat pomocí datových sítí. Jedná se o jakési propojení v informační transparentnosti, která umožňuje operátorům provádět rozhodnutí založená na relevantních informacích odrážejících realitu, a která jsou zároveň ke správnému rozhodování nezbytné. S tím souvisí i schopnost systému pomáhat lidem správně se rozhodovat v krizových situacích. A v neposlední řadě decentralizovat řízení tím, že budou takováto zařízení schopná provádět v kyber-fyzikálním prostoru samostatná rozhodnutí a jen ve výjimečných případech delegovat úkoly na operátory.
Jinými slovy lze právě vyřčené přeformulovat na sběr dat z výrobních linek a jiných technologií, zkušeben, laboratoří, kvality atd. Tento sběr by měl být co nejvíce automatizován, aby zbytečně nezatěžoval pracovníky a nesnižoval jejich výkonnost. Následnou analýzu a srozumitelnou vizualizaci sebraných dat je potřeba provádět se znalostí a pochopením komplexnosti výroby dané firmy. Navazuje rychlá a cílená distribuce výstupů na klíčová místa výrobní společnosti, tak aby byla snadno dostupná odkudkoliv. Tato data by měla podléhat bezpečnostnímu filtru, kdy jsou dostupná právě těm, kteří je potřebují ke své činnosti.

Prediktivní údržba v ISŘÚ Patriot

Zajištění údržby
Koncepce údržby v průmyslu hraje klíčovou roli při zajišťování vysoké dostupnosti zařízení a tím i jeho ekonomickou efektivitu.
Průmysl 4.0 přímo vyžaduje vysokou integraci všech vývojových, výrobních, logistických, ale i údržbářských procesů. V rámci respektování filozofie průmyslu 4.0.
v údržbě podmínky pro údržbu strojů čím dál více zlepšují jejich výrobci tím, že se mnohem více zaměřují na jejich bezporuchovost a udržitelnost bezvadného chodu. Stále více je monitorována provozní spolehlivost v celém životním cyklu zařízení. To znamená od počátečních požadavků, návrhů a vývoje, přes samotnou výrobu daného zařízení, jeho instalaci a nakonec i vlastní provoz. Nesmíme ovšem zapomenout ani na stále potřebnou údržbu a likvidaci zařízení po uplynutí jeho životnosti.
V otázce spolupráce s externími zdroji je bedlivě posuzováno, jestli se daný úkon vyplatí udělat interně nebo externě. A to nejen po finanční stránce, ale i s ohledem na kvalitu provedení a také na vytíženost pracovníků na údržbě. Dá se říci, že i v konceptu Průmyslu 4.0 bude údržba nadále fungovat vyváženě mezi interními a externími zdroji. A to i při zachování stávajícího rámce činností zaměřených na dozor technického stavu strojů a udržení tohoto stavu ku prospěchu bezproblémové výroby, stejně tak jako návratu do stavu, ve kterém stroj provádí svou funkci, dojde-li k poruše.
To, co je ale zásadní, nepředpokládá se, že dojde ke změně údržbářských úkolů, ale přesune se význam práce k údržbě preventivní – plánované, stejně tak k diagnostické, která monitoruje stav na základě parametrů, ale především k pomalu, ale jistě se prosazující údržbě prediktivní.

Prediktivní údržba jako údržba 4.0
Samotná prediktivní údržba, která je prováděná na základě předpovědi vycházející z historických dat a jejich analýzy s vyhodnocením degradace sledovaného zařízení, se již od počátku řadí k pilířům a charakteristickým znakům Průmyslu 4.0. Příkladem může být vzdálená správa, ať už se jedná o diagnostiku pro vyhodnocování externí firmou, nebo se týká služeb menších elektroniků, kteří zvládnou pokrýt větší počet strojů. Tento způsob umožňuje aspoň částečně vyřešit nedostatek kvalifikovaných pracovníků v oddělení údržby dané firmy. Samotným vrcholem prediktivní údržby je pak využívání neuronové sítě nebo umělé inteligence pro automatické vyhodnocování stavu strojů.
Konzervativci využívající excelovské tabulky nebo dokonce papírovou formu pro řízení údržby mohou namítnout, že digitální anabáze kolem Průmyslu 4.0 je pouze „zbytečnou“ formou, jak dodavatelům IT řešení zajistit odbyt ve výrobním sektoru. Časem ale i oni dojdou k poznání, že pokrok zastavit nelze a moderní výrobní společnost se bez vhodného informačního systému neobejde. Přesto se v praxi stává, že i když optimálně navržený a komplexně řešený systém řízení výroby, který pracuje napříč celou továrnou s modulem údržby, postrádá některé funkcionality odpovídající potřebám moderně pojaté údržby.
Problém zpočátku vždy stojí na získávání relevantních dat. Následné analýzy a vlastní rozhodnutí se točí kolem takových dat, která jsme schopni sebrat a následně distribuovat a dále správně vyhodnotit. Co to znamená? Vybrat dobrý systém je jedna věc, ale naplnit ho relevantními daty v co možná nejkratším čase s následným efektivním využitím, je věc druhá.
Prediktivní údržba nám přináší vyšší využitelnost životnosti stroje, lepší předcházení výskytům poruch a s tím spojené i snížení nákladů na provádění údržeb. Disponuje schopností detekovat vznikající poruchy ještě před tím, než skutečně nastanou, nebo se dostanou do kritického bodu. Schopnost detekovat skryté poruchy a stanovit pravděpodobnost, že dojde k poruše je klíčová.
Prediktivní způsob údržby vyžaduje odlišný přístup k organizaci práce. Podstatou je, že údržbáři nečekají až nastane technický výpadek, který následně opraví. Vzhledem k absenci času, nebo jeho nedostatku toto v reálu vyžaduje vydatnou a spolehlivou podporu především vlastního skladu náhradních dílů, ve kterých takto leží nemalé finanční prostředky. Predikce vyžaduje naopak poněkud jiné, nákladnější vybavení servisního týmu, které na druhé straně přinese snížení nákladů na skladové zásoby náhradních dílů. Ty je možné regulovat po pravidelném vyhodnocení průběžně prováděných kontrol a měření a zároveň v dostatečném předstihu.

Diagnostická údržba v ISŘÚ Patriot

Důležitým přínosem prediktivní údržby je snížení pravděpodobnosti velké havárie. Dobře naplánovaná a pravidelná měření redukují náročné opravy na drobné zásahy, což přináší významné snížení nejen nákladů na údržbu jako takovou, ale i na již zmíněný materiál. Údržba se pak stává neoddělitelnou součástí výrobního procesu a zároveň se podílí na zvyšování kvality výroby. V dobách, kdy nebyla dostatečně rozvinutá prediktivní nebo aspoň efektivně plánovaná preventivní údržba, byla údržba po poruše v očích vedoucích pracovníků vnímána spíše jako nutné zlo a zbytečné náklady navíc. Dobře zvládnutá prediktivní údržba se pro ně v současné době naopak stává užitečným nástrojem pro zkvalitnění výroby a snížení nákladů. Díky tomu, že je prediktivní údržba prováděná pouze v případě hrozící poruchy, je často nákladově efektivnější než údržba preventivní.
Jako úskalí se jeví velké počáteční investice na pořízení potřebného zařízení pro záznam dat. S tím souvisí i vyšší kvalifikační nároky na obsluhu, která bude s těmito pokročilými technologiemi pracovat. Může být poněkud zkomplikované plánování zvláště u stejných objektů údržby, kde se může okamžik obnovy navzájem lišit. Znamená to provádět více měření a kontrol v krátkých a pravidelných intervalech. Následně pak hodnoty analyzovat. Pro tento účel slouží celá řada postupů a metod např. v monitorování spotřeby energií, sledování vibrací, měření teplot apod. Právě teplota může ledacos naznačit o kondici stroje, kdy například informuje o přetížení konkrétních součástek a mechanických sestav strojního zařízení.
Kvalifikované používání sofistikovaných přístrojů v prediktivní údržbě vyžaduje potřebné vyškolení pracovníků tak, aby byly tyto technické pomůcky využívané optimálně a přinášely potřebné výsledky.
Největší problém v zavádění údržby 4.0 lze administrativně spatřovat v nedostatečné informovanosti, neochotě vedení či nepružnosti procesů ve firmě.
Technicky v absenci analýz dat, zvláště prováděných rutinně člověkem. Chybí umělá inteligence v posuzování technického stavu a poruch. Dále pak algoritmy pro výpočty predikcí, plánování preventivní údržby, odstávek, řízení náhradních dílů apod. V současnosti na takový způsob řízení údržby v duchu strategie Průmysl 4.0 není připravena celá řada podniků. Nejdále je s přípravou a zaváděním těchto principů automobilový průmysl, ale i ten si hledá správnou cestu.
Prediktivní údržbu můžeme ještě doplnit o tzv. proaktivní údržbu, která je založená na analýze příčin vzniku poruch a jejich systematické eliminaci. Spočívá v tom, že než se rozhodne údržbář součástku vyměnit, přesvědčí se, co skutečně vedlo k opotřebení a zaměří se na tyto okolnosti, aby příště nenastaly, což může vést až ke konstrukčním změnám stroje. Smyslem je dopředu vědět, kdy se něco porouchá.

Rozšířená realita v ISŘÚ Patriot

Virtuální/rozšířená realita
Když pouhá realita nedostačuje, lze využít realitu virtuální, respektive v praxi lépe využitelnou realitu rozšířenou. Toto je tématem již řadu let. Stále více se hovoří o jejím přínosu právě v oblasti údržby, a to nejen při trénincích servisních zásahů v bezpečném prostředí, ale i pro informaci o stavu jednotlivých výrobních zařízení „online“, kdy je možné přímo na tabletu vidět aktuálně měřená data stroje a tím pádem i okamžitě zjistit, zda nevybočují z nastavených limitů a následně i bleskově reagovat. Usnadnění servisních zásahů přes rozšířenou realitu lze aplikovat přes načtení čárového kódu stroje a následným otevřením návodu včetně vizualizace vlastního provedení zásahu krok za krokem. Přestože tato neobvyklá forma náhledu na údržbu vypadá jako hra, zvyšuje pravděpodobnost úspěšné opravy a také zrychluje její provedení. Zároveň přináší moderní způsob učení a zefektivnění práce.

Podpora zavádění Údržby 4.0
Mnoho manažerů údržby si klade otázku, kam se bude údržba ubírat v blízké a vzdálené budoucnosti. Už teď můžeme konstatovat, že se jedná o časově náročný proces spojený s nemalými náklady. Jisté je, že zavádění konceptu Údržby 4.0 mnohé podniky sami nezvládnou nebo to bude pro ně velmi obtížné. Proto je tu například Česká společnost pro údržbu, která díky seminářům a odborným článkům šíří osvětu aplikování myšlenek Průmyslu 4.0 do údržby. Jako pozitivní lze označit i to, že se vláda České republiky k této výzvě hlásí a podporuje projekt v podobě grantů, aplikačního výzkumu apod.
Řízení údržby s prvky dle požadavků koncepce Průmysl 4.0 dnes do svých produktů integruje řada výrobců SW. Jedním z nich je i dlouholetý producent a dodavatel výrobních informačních systémů, společnost dataPartner. Ta nabízí ISŘÚ Patriot, který uvedené prvky koncepce Průmysl 4.0 v aplikaci pro řízení údržby již dnes obsahuje.

Použitá literatura
[1] Časopisy: Strojírenství, Řízení a údržba
[2] Internetové odkazy:
https://www.linkedin.com/pulse/ %C3 %BAdr %C5 %BEba-40-nezbytnost-nebo-nesmysl-lukas-smelik
https://www.vseoprumyslu.cz/inspirace/nazory-a-komentare/prumysl-4-0-ovlivnuje-udrzbu.html
https://www.ncp40.cz/files/bulletin-narodniho-centra-prumyslu-4-01-19.pdf
https://www.mmspektrum.com/clanek/prediktivni-udrzba-4-0
https://www.csq.cz/fileadmin/user_upload/Clenstvi/Centra/Sborniky_spolehlivost/192_72sbornik72.pdf
https://www.technikaatrh.cz/elektrotechnika/prediktivni-udrzba-jako-cesta-ke-snizeni-nakladu

TEXT/FOTO Leoš Tesař