Budoucnost patří individuální produkci až do Batch Size One

Průmyslové odvětví a společnost jako celek čelí zásadním změnám. Průmysl 4.0 přináší digitalizaci, rozsáhlou automatizaci a propojení strojů a systémů. Továrny budoucnosti pracují na zakázku, a to i při nejmenším množství objednávky. Vyrábí se stále méně ve velkých množstvích a rozhodně ne na sklad. S postupujícím technologickým pokrokem a zvyšováním individualizace společnosti bude možné vyrábět jednotlivé produkty pro jednotlivé zákazníky. Umožní to speciální procesy, jako je Rapid Prototyping a 3D tisk.

Batch Size One - tj. speciální výroba nebo výroba na zakázku za cenu hromadné výroby. Obecně se velikost šarže týká množství produktů nebo částí, které jsou vyráběny přímo jeden po druhém bez přerušení výroby. Vzhledem k tomu, že je třeba se vyhnout časům a nákladům na přechod, mělo by smysl vyrábět relativně velké šarže. To by však vytvořilo velké zásoby a náklady. V době štíhlé výroby a vysoké účinnosti se tomu musí za každou cenu vyhnout. Dobrým příkladem pro tento druh individuální inteligentní produkce je tzv. „Speedfactory“ od společnosti Adidas. Společnost soustředila všechny své výrobní procesy na tenisky na německý trh v Ansbachu a nyní také ve druhé továrně v americké Atlantě. Roboti vyrábějí sportovní obuv za několik dní v digitalizované továrně. Pouze suroviny jsou stále dováženy a tkaní textilu pro vnější materiál je zadáváno externě. U konvenčních výrobních metod jsou výrobky připraveny pro trh až po měsících. Elektronický obchod a sociální média zrychlily produktové cykly v módním odvětví natolik, že Adidas již v roce 2015 přišel se „Speedfactory“ v Německu. Společnost zde neustále testuje výrobní metody budoucnosti. Kromě racionalizace a koncentrace výroby a zrychlení procesů jsou rozhodujícími důvody tohoto kroku individualizace výroby Batch Size One. V budoucnu bude možné vyrobit tenisky plně přizpůsobené požadavkům zákazníka za obchodovatelné náklady. Zákazník může navrhnout své tenisky online, přičemž tento návrh je předán přímo do strojů.

Ve věku průmyslu 4.0 ovlivňuje individuální výroba na míru jak logistiku výroby, tak distribuce. Během výroby musí být poskytovány speciální materiály a individuálně vyráběné díly v pravý čas (JIT), což značně komplikuje intralogistiku a zpracování dat. Jak již bylo zmíněno, téměř nic se při individuální výrobě nevyrábí na sklad. Dochází však k mnoha jednotlivým transakcím, kdy musí být v konkrétních časech dodáno jednotlivým výrobním strojům mnoho různých částí. Technologie skladování a dopravníků musí být odpovídajícím způsobem flexibilní a automatizovaná. Dodávka průmyslovým vozíkem zde není vhodná. Díky automatizovaným dopravním systémům bez řidiče (AGV) lze dosáhnout optimální dodávky ke stroji. V případě individualizované hromadné výroby musí být komponenty jasně identifikovány v celém hodnotovém řetězci a například identifikovatelné pomocí RFID štítků. V celém dodavatelském řetězci si musí jednotlivé stanice, včetně logistiky, vyměňovat data v reálném čase. Poptávka po výrobních komponentech se může velmi rychle měnit s Batch Size One, na kterou musí logistika okamžitě reagovat. S internetem věcí (IoT) vše komunikuje se vším. Konkrétně to také znamená, že podnikový systém řízení výroby musí být propojen se systémem řízení zboží (ERP systém) a systémem řízení skladu.

Také při vychystávání musí být zvolená technologie schopna poskytnout v nejkratší možné době mnoho různých položek. Zde se nejlépe hodí zásada zboží-člověk, protože je implementována například v automatických skladech malých dílů (AKL). V budoucnu budou roboti pro výběr objednávek pro individualizované produkty častěji používáni kvůli výše popsaným požadavkům. Dosud byl přístup k jednotlivým výrobkům s přesností na kus téměř vždy zajištěn lidmi. Existují však již mobilní, snímací roboty, které umožňují přesné měření a rozpoznávání objektů pomocí 2D / 3D kamer, jakož i bezpečné uchopení jednotlivých produktů. Vychystávací robot přijímá objednávku ze systému pro správu zboží (MMS) přes WLAN a nezávisle jede na odpovídající úložné místo. Navigace funguje zcela autonomně na základě laserových skenerů. Robot skladuje předmět ve svém pohyblivém odnímatelném vychystávacím regále s protiskluzovými policemi a může okamžitě pokračovat v procesu vychystávání. Když je police plná, vychystávací robot samostatně odjíždí do expedice.

Společnost, která chce vyrábět specializované a individualizované zákaznické výrobky za stejných ekonomických podmínek jako sériová výroba, potřebuje vysoce všestrannou a flexibilní výrobu. Pracovní stanice proto musí být navrženy a upraveny odpovídajícím. Pracovní prostředí se změní v průmyslu 4.0 a na podporu tohoto se použije umělá inteligence (AI). Například velké množství dat se shromažďuje na výrobních strojích a ukládá se na servery. Tato velká množství dat jsou poté analyzována za účelem nalezení vzorců, které mohou zvýšit efektivitu výroby. Tato data jsou poskytována také prostřednictvím rozhraní, aby všechny zúčastněné stroje a roboti mohli komunikovat. S pomocí AI může systém nezávisle naplánovat požadavky na materiál a nástroje, jakož i procesy přepravy a údržby. Prediktivní údržba je možná díky nepřetržitému sběru dat v reálném čase pomocí dalších senzorů na strojích. AI detekuje životnost kritických součástek nebo sestav, jako jsou vřetena nástrojů a kuličkové šrouby. Vadné komponenty jsou vyměněny dříve, než dojde k jejich selhání a možnému paralyzování celého procesu. Tím se minimalizují prostoje stroje.

Mnoho zákazníků chce širokou škálu variant s konstantními výrobními náklady a dodacími lhůtami, čehož lze dosáhnout pouze s individuální malou a velmi malou výrobou. Odpovědí na tento problém je tzv. agilní výroba, přičemž flexibilní komponenty a varianty mohou být také vyráběny v Batch Size One. Složitost procesů se enormně zvyšuje a to je důvod, proč obráběcí stroj budoucnosti monitoruje kvalitu své výroby autonomně a v reálném čase. Díky vysoké úrovni vytváření sítí jsou brány v úvahu stávající kapacity a zdroje a jsou plánovány potřebné nástroje, suroviny a meziprodukty. Nejlepší je, že zákazník může sledovat stav výroby v reálném čase a dokonce provádět změny v běžícím procesu.