Přední dodavatel pro automobilový průmysl Koyo Bearings Česká republika každý rok vyrobí kolem sedmnácti milionů kusů ložisek. V olomoucké továrně jde o velmi přesné strojírenství a ložiska se tady dělají s přesností v tisícinách milimetrů, což je mnohem méně, než tloušťka lidského vlasu. Automatizaci a robotizaci výrobního procesu proto věnuje Koyo Bearings hodně pozornosti, a jen v posledních několika letech do ní investovala několik set milionů korun.

Jednou z posledních investic byla výstavba a propojení dvou automatizovaných linek (ARB a BW) s automatickou vizuální kontrolou na bázi umělé inteligence a její propojení na datovou síť za celkem 60 milionů korun. Firma si také v roce 2020 pořídila AIV robota, který zajišťuje odvoz vyrobených kusů. Navazující součástí projektu zařazeného porotou Ceny za Průmysl 4.0 Svazu průmyslu a dopravy mezi pět nejlepších projektů Průmyslu 4.0 byla i modernizace školícího centra DoJo přesně v souladu se atributy Průmyslu 4.0.

Hlavním cílem projektu propojení automatizovaných linek bylo pomocí umělé inteligence řešit problémy při manuální vizuální kontrole kvality a při balení ložiskových kroužků. „Tyto činnosti jsou natolik rutinní, že zde dochází k nejvíce pochybením obsluhy, což je zdrojem zákaznických reklamací. Přitom jde o časově nejnáročnější činnosti,” vysvětluje Marek Janků, ředitel olomouckého závodu Koyo Bearings důvody, proč se firma zaměřila na zvýšení produktivity právě v této části výrobní linky. Obě rutinní činnosti operátorům linky zabraly skoro polovinu jejich pracovní doby.

Umělá inteligence hledá vady

K vizuální kontrole použila firma kamerový systém, který ložiskové kroužky umí nasnímat na vnějším i vnitřním průměru a obou čelech. „Snímkování se vždy provádí ve dvou typech světla, aby se zvýraznily všechny defekty povrchu kroužku. Snímky jsou poté vyhodnoceny pomocí algoritmů, které jsou založeny na principu učící se neuronové sítě – AI. Díky předepsanému algoritmu je systém schopen určit, zda se na kontrolované ploše vyskytuje vada či nikoliv,“ uvádí Janků. Pokud je na kroužku nalezena vada, je posunut do sběrného prostoru pro vadné výrobky. Kroužek, který prošel kontrolou kvality, se posune po dopravníku do balícího prostoru. Snímky vzniklé při kamerové kontrole se uchovávají v archivu pro případ zákaznických reklamací.

Inovace měla na celý proces výroby v Koyo Bearings jednoznačně pozitivní dopad. U výrobní linky zahrnující šestnáct strojů, která zpracovává díly v plynulém toku (one piece flow) došlo jednoznačně ke zkrácení výrobního času, zvýšení produktivity a snížení zmetkovitosti.

Pokud jde o denní produkci výrobní linky, ta se po automatizaci zvýšila ze 4085 na 6481 kusů, což je nárůst produktivity o 58 procent. O téměř tři čtvrtiny se naopak snížila zmetkovitost výroby: dříve byla 1,5 procenta a nyní dosahuje 0,4 procenta. Nijak zanedbatelná není ani úspora času operátorů, protože oproti dřívějším třem lidem nyní celý provoz zvládne obsloužit jen jeden člověk. Zbylé dva operátory tak mohla olomoucká firma převést na jiné pozice s vyšší přidanou hodnotou práce. Výsledkem inovace bylo také snížení výrobních nákladů na jeden kus o 23 procent.

Autonomní vozíky zvyšují plynulost výroby

Další inovací bylo balení, které je druhou časově nejnáročnější činností. Koyo Bearings nově využila technologii vakuového balení, která se nejvíce využívá v potravinářském průmyslu. Podle Marka Janků bylo důvodem to, že je vakuové balení jednodušší na automatizaci, levnější a především ekologičtější, protože využívá o 75 procent méně plastů.

Takto zabalené a nachystané kroužky odebírá z linky bezobslužný robot, jehož si firma pořídila minulý rok. Vozík se ve výrobní hale sám naviguje díky předem naskenované mapě výrobních prostorů. Kamery, ultrazvuková a laserová čidla robotovi umožňují, aby se bezpečně pohyboval po areálu a vyhýbal se dynamickým překážkám. Díky zabudovanému komunikačnímu modulu robot umí samostatně ovládat automatická vrata i jiná externí zařízení. „Robot zvládne autonomně vyzvedávat připravené výrobky z linek a dopravovat je do skladu hotových výrobků. Zpátky k lince přiveze prázdný vozík připravený pro nakládku nových plastových krabic (KLT) s hotovými výrobky,” uvádí Janků s tím, že se tak zvyšuje v závodě plynulost a přesnost materiálového toku.

Implementace projektu vedla v Koyo Bearings také k modernizaci školicího centra, aby zaměstnanci dokázali lépe využívat virtuální realitu. Zapojením virtuální reality (3D brýle nebo dotykové tablety) přímo do školícího procesu se zkrátil i čas zaškolování nových zaměstnanců o 15 procent.

Odborné porotě Svazu průmyslu a dopravy se na zvoleném řešení Koyo Bearings líbila jeho komplexnost a viditelné dopady na výrobu. Pro management Koyo Bearings je důležitá ještě jiná věc. Firma si v případě tohoto pilotního projektu odzkoušela implementaci několika prvků Průmyslu 4.0 na jedné automatizované lince a dokázala je propojit v jeden celek. Do budoucna takto může zkušenosti využít pro celou výrobu.