Odbornou porotu Ceny za Průmysl 4.0 Svazu průmyslu a dopravy zaujal nejnovější projekt Vitesco v trutnovském závodě. Firma se pustila do automatizace kontroly vysokotlakých senzorů. Pro nahrazení manuální optické kontroly využila neuronové sítě. Na vlastním „in-house“ řešení je zajímavé i to, že k němu firma použila volně dostupný nástroj umělé inteligence Detectron 2 od Facebooku. Vitesco tím nejen ušetřilo, ale dosáhlo překvapivě dobrých výsledků v oblasti spolehlivosti při rozpoznání vizuálních vad, některé na hraně detekovatelnosti člověkem. Zájem o toto řešení už projevila třeba Fakulta informačních technologií na pražské ČVUT, která experty ze společnosti Vitesco požádala, aby o něm přednášeli studentům.

Změna kontroly se dotkla vysokotlakých senzorů do palivového a brzdového systému, konkrétně pak MEMS čipů usazovaných do skleněné pasty, které slouží v brzdovém systému jako ultralehký tlakový převodník, jenž je nalepený na membránu z nerezové oceli pomocí skelné pasty. Sklo se potom vytvrdí v peci.
Sto tisíc senzorů za týden

Donedávna prováděli vizuální kontrolu zaměstnanci pomocí mikroskopů. A při rychlém tempu práce se nedokázali vyhnout chybám. Zvláště když operátoři vizuálně vyhodnocují přes 20 typů vad – nejčastěji různé praskliny, bubliny nebo znečištění. Na třech výrobních linkách, které byly součástí projektu, se každý týden musí zkontrolovat asi 100 tisíc výrobků.
Vitesco Technologies přistoupilo k investici do tohoto projektu z několika důvodů. Jednak chtělo snížit reklamace zákazníků a náklady na provádění mechanických kontrol, které byly v součtu poměrně vysoké. Jedním z hlavních cílů byla i eliminace monotónní práce operátorů na manuální optické kontrole. „Při pětisekundovém taktu byla jejich práce skutečně hodně náročná a museli na této pozici rotovat. “ říká Jan Semerák, vedoucí oddělení průmyslového inženýrství Vitesco Technologies.

A to se skutečně podařilo. Inovace nahradila práci devíti operátorů, kteří mohli být využití v jiných provozech. Jeden operátor byl převeden do centrálního verifikačního centra, aby kontroloval a znovu rozhodoval o nepřesných hlášeních o vadách.

Návratnost investice je kolem dvou let, bez započítání interních nákladů na vývoj. Ten proběhl jako součást pracovní doby vývojářů a inženýrů.

Kontrola za pět sekund

Zavedení nového kontrolního systému paradoxně ze začátku snížilo takzvanou prvotní kvalitativní výtěžnost, protože systém byl mnohem spolehlivější a citlivější než manuální kontrola. „Po optimalizaci předchozích procesů a odladění algoritmů jsme v současné době zhruba na stejné úrovni zmetkovitosti, tedy v řádu desetin procent s celou řadou vlivů,“ vysvětluje Semerák.

Vitesco využilo pro svůj projekt kolaborativní roboty pro manipulaci s testovanými komponentami od firem Universal Robots a ABB. Nosiče s větším počtem testovaných komponent se automaticky pozicují pod kamerou, která rovněž automaticky ostří obraz pojezdem kamery. Pro detekci vad na spodní části testovaných MEMS čipů se používá termovizní IR kamera. Největším úkolem bylo „natrénování“ open source neuronové sítě Detectron 2 pro vyhodnocení vad, jež se zapisují do podnikového informačního systému. Samotný čas kontroly je tři a půl sekundy, zbytek připadá na manipulaci. Na jeden kus se zpracovává asi 380 megabytů dat.

Řešení je využitelné i v dalších oblastech – při zjišťování kvality čipů od dodavatele, při výrobě nebo při nanášení skleněné pasty a přesném usazování čipů (die-bonding). Dá se také použít pro rychlý feedback defektů (Jidoka).

Mnoho vad zastaví výrobu

Vedení českého Vitesca je s výsledky projektu spokojené a plánuje nasazení nově vyvinutého řešení i na dalších výrobních linkách. Celý projekt přispěl k další digitalizaci firmy, protože systém kontroly má přímé napojení na další systémy řízení výroby (MES systém) a systém zastavení výroby při zvýšení četnosti vad (Jidoka). Firma pozitivně hodnotí i zkušenosti, které zaměstnanci při práci na projektu získali.

Nejde o jediné „výhonky“ Průmyslu 4.0 v této firmě. Vitesco Technologies třeba začalo pro přijímání nových operátorů používat virtuální realitu. Spolupracovalo na tom s ostravskou společností Virtual Real Life, která pro ni vytvořila prostředí skutečné výrobní linky, kterou člověk sleduje speciálními brýlemi a prvky spouští ovladačem nebo speciálními rukavicemi.
Kromě výrobních závodů má Vitesco Technologies v Ostravě i vlastní vývojové centrum, kde pracuje více než 200 vysoce kvalifikovaných technických pracovníků. Pracují na vývoji sofistikovaných senzorů pro technologie pohonu vozidel. A zvládají úspěšně převádět zkušenosti ze světa spalovacích motorů do elektrických pohonů, ať už má podobu hybridních aut, čistě elektrických motorů, nebo vodíkových palivových článků.