Polski przemysł potrzebuje elastycznej automatyzacji

automatyzacja, cyfryzacja, przemysł motoryzacyjny, automatyka przemysłowa © Materiały firmy Manufacturing Poland Sp. z.o.o. dostępne na stronie internetowej

Udostępnij:

Większość krajowych przedsiębiorców jest zapewne przekonana o korzyściach, jakie może przynieść prawidłowo przeprowadzona automatyzacja i cyfryzacja procesów produkcyjnych. Poza przemysłem motoryzacyjnym oraz nielicznymi innymi branżami nie przełożyło się to dotychczas na znaczący wzrost inwestycji w tym kierunku. Część przedsiębiorców zainteresowała się automatyką przemysłową, ale przeważnie sprowadziło się to do zakupu jednego lub kilku automatów obróbkowych, zaś automatyzacja całej linii wytwórczej zdarzała się relatywnie rzadko.

Generalnie więc, o ile w wysoko rozwiniętych krajach UE upowszechniane są rozwiązania Przemysłu 4.0 oparte na Internecie Rzeczy (IoT), Big Data oraz inteligencji maszynowej, a nawet zaczyna się już mówić o piątej odsłonie postępu technicznego (kładącej nacisk na technologie kognitywne), o tyle polski przemysł jako całość nie zdołał jeszcze wyjść poza ramy trzeciej rewolucji przemysłowej. A ta zaczęła się przed czterdziestu laty wraz z pojawieniem się sterowników PLC oraz oprogramowania SCADA, ERP i MES umożliwiającego rozwój automatyzacji procesów wytwórczych. Taki stan rzeczy potwierdzają analizy zaawansowania technologicznego krajowego przetwórstwa (projekt Smart IndustryPoland 2017 oraz badania krakowskiej firmy ASTOR), z których wynika, że na razie zaledwie w przypadku 15% firm przemysłowych można mówić o szerszej automatyzacji produkcji. Plasuje to Polskę za większością państw UE, co m.in. potwierdza niska wartość tzw. wskaźnika gęstości robotów informującego o liczbie zainstalowanych w kraju maszyn w przeliczeniu na 10 000 osób zatrudnionych w przetwórstwie przemysłowym. W przypadku Polski przywołany wskaźnik wynosi 36 (według Międzynarodowej Federacji Robotyki – IFR za 2017 r.), podczas gdy w Niemczech – 322, w Szwecji – 240, a na Słowacji i w Czechach – a więc w krajach, które jeszcze w 1995 r. wraz z Polską znajdowały się jednakowo daleko w tyle za państwami Europy Zachodniej – odpowiednio 151 i 119. Średnia europejska wynosi 106. Jedyną branżą, w której Polska może się równać z wieloma krajami UE, jeśli chodzi o liczbę pracujących robotów jest przemysł samochodowy, w którym na 10 000 pracowników przypada średnio 165 wspomnianych maszyn. Branża motoryzacyjna – z uwagi na przeważającą rolę kapitału zagranicznego – stanowi specyficzną gałąź przetwórstwa przemysłowego i wyraźnie odstaje in plus pod względem automatyzacji i robotyzacji od reszty polskiego przemysłu. Ta reszta jest oczywiście zróżnicowana i nawet tutaj można wskazać obszary, zwłaszcza takie jak wytwarzanie żywności, farmaceutyków oraz wyrobów z metalu, w przypadku których automatyzacja jest zaawansowana i ma dobre perspektywy.

© Opracowane na podstawie: Przemysł 4.0. Rewolucja już tu jest. ASTOR Whitepaper 2016


Bariery mentalnościowe

Nawet najwięksi fani automatyzacji produkcji przyznają, że w niektórych przypadkach – z uwagi na niewielką skalę działalności lub bardzo duże zróżnicowanie asortymentowe wytwarzanych wyrobów – instalacja zaawansowanych ciągów technologicznych może nie mieć wystarczającego uzasadnienia w rachunku kosztów. Taka sytuacja występuje jednak obecnie coraz rzadziej, bowiem współczesne linie wytwórcze odznaczają się daleko idącą elastycznością. Nie powinny być kojarzone wyłącznie z masową produkcją jednakowych wyrobów. Dzisiaj z równym powodzeniem można je wykorzystywać w produkcji krótkoseryjnej czy wręcz jednostkowej, utrzymując koszty krańcowe na poziomie zbliżonym do kosztów produkcji wielkoseryjnej, a jednocześnie osiągając wyższą – w porównaniu z tradycyjnymi sposobami wytwarzania – jakość oraz powtarzalność wyrobów przy niewielkiej liczbie braków oraz mniejszym ryzyku przestojów w produkcji spowodowanych awarią maszyn. Część przedsiębiorców zniechęca do automatyzacji produkcji konieczność uprzedniego uporządkowania firmy, a więc zdefiniowania na nowo lub przynajmniej doprecyzowania celu jej działalności oraz kluczowych kompetencji. Gruntowny przegląd musi objąć wszystko, co składa się na potencjał przedsiębiorstwa, a więc strukturę organizacyjną, ciągi technologiczne, sposób wykorzystania systemów informatycznych, stan i jakość zatrudnienia, powiązania kooperacyjne, gospodarkę magazynową, relacje z klientami itp. Automatyzacja ma sens tylko wówczas, kiedy przedsiębiorca się do tego rzetelnie przygotuje w sensie organizacyjnym, kompetencyjnym i mentalnościowym. W innym przypadku okres zwrotu inwestycji w automatyzację ciągów technologicznych może być nieakceptowalnie długi, co postawi pod znakiem zapytania racjonalność zakupów nowoczesnych maszyn. Sprawy z pewnością nie ułatwia coraz bardziej widoczny niedostatek specjalistów z zakresu programowania robotów, analizy danych przemysłowych oraz symulacji produktów, materiałów i procesów produkcyjnych, a ponadto problemy ze skuteczną ochroną danych przemysłowych.

© IFR


TOP w kategorii




Technologiczne przełomy

Automatyka przeszła długą drogę od automatyki stałej zaprojektowanej z myślą o wytwarzaniu jednego produktu w ilościach masowych, przez automatykę programowalną umożliwiającą ustawienie nowej konfiguracji parku maszynowego w przypadku zmiany wytwarzanego wyrobu, do automatyki elastycznej, która pozwala na szybkie i płynne przezbrajanie linii i przechodzenie od wytwarzania jednego produktu do drugiego bez związanych z tym przestojów. Warunkiem upowszechnienia automatyki elastycznej – pozwalającej na produkcję w ramach określonego ciągu technologicznego szerokiej gamy spersonifikowanych wyrobów wytwarzanych jednostkowo lub w krótkich seriach przy samoczynnym dostosowywaniu się maszyn do zmienionego asortymentu produkcji i niezbędnych operacji obróbkowych – był duży postęp w dziedzinie dostępu do danych ze wszystkich urządzeń produkcyjnych i zarządzania nimi. Ogromną rolę w tym procesie odegrały IIoT oraz Big Data. Automatyka elastyczna sprawdza się, (w tym także pod względem rentowności produkcji), najlepiej wówczas gdy stopień zróżnicowania asortymentowego wyrobów jest wysoki, a właśnie takie są oczekiwania współczesnych rynków. W ostatnim czasie można zaobserwować stałą poprawę funkcjonalności zautomatyzowanych maszyn, w tym robotów przemysłowych oraz ich parametrów technicznych i ekonomicznych (szybkości, zużycia energii i żywotności). Dzięki temu dzisiaj takie urządzenia mogą realizować coraz szerszą i bardziej zróżnicowaną paletę zadań, wykonując je z większą szybkością, dokładniej i taniej. Szczególnie roboty wieloramienne oraz współpracujące bezpośrednio z człowiekiem (coboty) stanowią jedne z najbardziej elastycznych urządzeń produkcyjnych dostępnych na rynku. Ich właściwe skonfigurowanie i użycie może zaowocować wdrożeniem produkcji typu one piece flow polegającej na tworzeniu nie serii wyrobów, ale pojedynczych sztuk bez konieczności przezbrajania linii. Istotne jest także, że instalacja zautomatyzowanych maszyn, a także ich programowanie uległy uproszczeniu do tego stopnia, że często zadania te mogą wykonywać inżynierowie bez specjalistycznego przygotowania. Niedługo może stać się to jeszcze łatwiejsze: program automatu obróbczego będzie mógł zmienić jego operator za pomocą tabletu bez wsparcia eksperckiego z zewnątrz. Ponadto wzrosło bezpieczeństwo użytkowania automatów obróbkowych.Tradycyjne zabezpieczenia w postaci wygrodzeń, klatek bezpieczeństwa czy kurtyn są zastępowane rozwiązaniami z zakresu software, które służą do ograniczania i monitorowania obszarów roboczych i stref bezpieczeństwa. Cechą zautomatyzowanych maszyn nowych generacji jest również bardzo niska awaryjność, do czego przyczyniają się systemy monitorujące pracę głównych podzespołów zdolne do wykrycia i zdiagnozowania symptomów możliwej awarii, zanim faktycznie ona nastąpi. Poza tym wiele operacji serwisowych może być wykonywanych zdalnie, co bardzo skraca czas przestoju danego urządzenia. Systematyczny spadek kosztów automatyzacji i robotyzacji produkcji sprawia, że wyraźnie skrócił się okres zwrotu takich inwestycji i w przypadku właściwego zaprojektowania i przeprowadzenia automatyzacji ciągów technologicznych nie przekracza on coraz częściej 2-4 lat.

© Dane GUS

Struktura polskiego rynku

Automatyką przemysłową zajmuje się w Polsce około 5 tys. przedsiębiorców, z których zdecydowana większość to firmy małe, zatrudniające do dziewięciu pracowników zorientowane wyłącznie na klientów lokalnych. Przedsiębiorstw średnich i dużych (w tym z udziałem zagranicznym) mających solidne zaplecze kapitałowe i doświadczenie w realizacji złożonych projektów w kraju i za granicą jest stosunkowo mało nie więcej niż kilkadziesiąt. Oznacza to, że rynek automatyki nadal jest w znacznym stopniu rozproszony i wymaga konsolidacji kapitałowej. Większość firm w tym sektorze stanowią dystrybutorzy produktów koncernów zachodnich, natomiast wciąż zbyt mało jest rodzimych przedsiębiorców, którzy są wstanie przedstawić rozwiązania konkurencyjne w stosunku do ofert zagranicznych lub też świadczyć usługi z zakresu integracji systemów a przy tym dorobili się już mocnej pozycji na rynku. Po części wynika to z faktu, że polski rynek automatyki przemysłowej, mimo sukcesywnego rozwoju w minionych kilkunastu latach, nadal jest płytki i skoncentrowany głównie na Śląsku i Mazowszu, gdzie występuje największe zapotrzebowanie na roboty i manipulatory (45% popytu krajowego), a także pozostałe środki automatyzacji procesów produkcyjnych. Odzwierciedla to poniekąd generalną słabość krajowych ośrodków badawczo-rozwojowych zainteresowanych bardziej pracami teoretycznymi niż poszukiwaniem rozwiązań praktycznych, na przykład z zakresu automatyki przemysłowej. O płytkości tego rynku świadczy także fakt, że wielu dostawców środków automatyzacji oraz zajmujących się integracją takich systemów stara się działać równolegle w kilku sferach biznesu – zwłaszcza w elektronice, w dziedzinie technologii kontrolnopomiarowych oraz telekomunikacji. Jeden z kluczowych elementów zautomatyzowanych linii produkcyjnych stanowią obrabiarki sterowane numerycznie, a tych wytwarza się w Polsce jedynie kilkaset rocznie (600 w 2018 r.) w dodatku w dosyć ograniczonym asortymencie, jeśli chodzi o rodzaj maszyn i ich podstawowe parametry. Wynika z tego, że dostawy krajowe pokrywają niewielką część (według niektórych danych 25%) potrzeb polskiego rynku w zakresie obrabiarek CNC. Podobnie zresztą rzecz się ma z robotami i paletą środków automatyki (z wyjątkiem instrumentów i aparatury kontrolno-pomiarowej), w przypadku których niezbędny jest duży import. W konsekwencji w Polsce dostępne są wyroby większości renomowanych koncernów światowych kojarzonych z branżą automatyki przemysłowej. Specyficzny segment polskiego rynku stanowią wyroby sprowadzane z Chin i państw Azji Południowo-Wschodniej. Są one tańsze w porównaniu z europejskimi odpowiednikami i mogą być szybciej dostarczone odbiorcy, ale często charakteryzują się gorszymi parametrami technicznymi i jakością, krótszym nominalnym okresem użytkowania oraz większą awaryjnością.

© Materiały firmy Manufacturing Poland Sp. z.o.o. dostępne na stronie internetowej


Wyścig o uzyskanie przewagi konkurencyjnej na rynkach światowych dzięki oparciu produkcji na rozwiązaniach wykorzystujących przełomowe technologie kojarzone z ideą Przemysłu 4.0, (obejmujące również kompleksową automatyzację i autonomizację cyklu wytwórczego),zaczął się już kilka lat temu. Tym samym wizja przemysłu czwartej generacji zasadniczo przestała być trendem przyszłości i stanowi dla renomowanych firm nieodłączny element strategii biznesowych. Ważne jest, aby w ten nurt technologiczny możliwie szybko włączyli się także polscy przedsiębiorcy, korzystając ze sprawdzonych na świecie wzorcówkilkunastu latach, nadal jest płytki i skoncentrowany głównie na Śląsku i Mazowszu, gdzie występuje największe zapotrzebowanie na roboty i manipulatory (45% popytu krajowego), a także pozostałe środki automatyzacji procesów produkcyjnych. Odzwierciedla to poniekąd generalną słabość krajowych ośrodków badawczo-rozwojowych zainteresowanych bardziej pracami teoretycznymi niż poszukiwaniem rozwiązań praktycznych, na przykład z zakresu automatyki przemysłowej. O płytkości tego rynku świadczy także fakt, że wielu dostawców środków automatyzacji oraz zajmujących się integracją takich systemów stara się działać równolegle w kilku sferach biznesu – zwłaszcza w elektronice, w dziedzinie technologii kontrolnopomiarowych oraz telekomunikacji. Jeden z kluczowych elementów zautomatyzowanych linii produkcyjnych stanowią obrabiarki sterowane numerycznie, a tych wytwarza się w Polsce jedynie kilkaset rocznie (600 w 2018 r.) w dodatku w dosyć ograniczonym asortymencie, jeśli chodzi o rodzaj maszyn i ich podstawowe parametry. Wynika z tego, że dostawy krajowe pokrywają niewielką część (według niektórych danych 25%) potrzeb polskiego rynku w zakresie obrabiarek CNC. Podobnie zresztą rzecz się ma z robotami i paletą środków automatyki (z wyjątkiem instrumentów i aparatury kontrolno-pomiarowej), w przypadku których niezbędny jest duży import. W konsekwencji w Polsce dostępne są wyroby większości renomowanych koncernów światowych kojarzonych z branżą automatyki przemysłowej. Specyficzny segment polskiego rynku stanowią wyroby sprowadzane z Chin i państw Azji Południowo-Wschodniej. Są one tańsze w porównaniu z europejskimi odpowiednikami i mogą być szybciej dostarczone odbiorcy, ale często charakteryzują się gorszymi parametrami technicznymi i jakością, krótszym nominalnym okresem użytkowania oraz większą awaryjnością.

Udostępnij:

Drukuj





Andrzej Ostrowski



Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również