Italský náskok pomohl zlínské firmě TAJMAC-ZPS k digitalizaci výroby i získání státní podpory

Vývoj strojírenské výroby v České republice v posledních desetiletích byl charakterizován několika pokročilými trendy a inovacemi souvisejícími s globálními změnami v průmyslu.

Výčet trendů by byl široký, od automatizace a robotizace přes digitalizaci, Průmysl 4.0 nebo 3D tisk až po výzkum a spolupráci s akademickou sférou. Od roku 2000 zaznamenal český strojírenský průmysl významný pokrok v implementaci pokročilých technologií a tyto inovace vedly ke zvýšení produktivity, kvality a konkurenceschopnosti.

Právě i výsledky výzkumu a vývoje jsou důvodem k celkově optimistickému pohledu na celý obor, protože dochází k propojení kvalitního inovativního potenciálu se silnými stránkami našeho strojírenství částečně vycházejícími z historické tradice a know-how, z rozvinuté infrastruktury i exportní orientace. Hlavními produkty jsou automobily, obráběcí stroje, průmyslová zařízení a další strojírenské výrobky.

Jednou z firem, která patří ke špičce českého strojírenství, je zlínský TAJMAC-ZPS. Specializuje se na výrobu vysoce přesných obráběcích strojů včetně CNC soustruhů a víceúčelových strojů. Firma neustále investuje do výzkumu a vývoje, aby zlepšila kvalitu a výkon svých produktů, a integruje do svých výrobních procesů moderní technologie – umělou inteligenci, principy Průmyslu 4.0, digitální dvojčata i pokročilé analytické nástroje, které zvyšují efektivitu a přesnost výroby. Je téměř zákonité, že TAJMAC-ZPS efektivně využívá ipodporu státu pro výzkum a vývoj a sám pravidelně investuje do modernizace svých výrobních kapacit a technologií.

„My v TAJMACu máme nadefinovanou výzkumně vývojovou základnu, která čítá zhruba 96 lidí, a v rámci této výzkumné vývojové základny jsou zde zapojené konstrukce, technologie, aplikační střediska a zkušebna. Všechna tato oddělení se podílí určitým způsobem na vývoji a v rámci této výzkumně vývojové základny vznikají nové projekty, na kterých se podílejí vybraní odborníci,“ zahájil krátký rozhovor na toto téma Ing. Martin Machálka, technický ředitel Tajmac-ZPS.

„Co se týká žádostí o dotace, tak v TA ČR máme asi 50% úspěšnost, což ale vůbec neznamená, že bez dotace se náš plánovaný výzkum neuskuteční. Máme spoustu projektů, které jsou například krátkodobé nebo cílené na pouze určitý druh práce, tzn. že zde ani nežádáme o dotační prostředky a snažíme se být maximálně soběstační,“ pokračuje Machálka.

Na MSV 2024 v Brně byly poprvé uděleny ceny za průmyslový design

Zlínský Tajmac-ZPS je součástí italského holdingu TAJMAC-MTM S.p. A., který vlastní několik dalších společností v různých zemích světa a navíc má dlouhou tradici v oblasti strojírenství. Proto je zajímavé podívat se na inovace i z pohledu zahraničních vztahů a vazeb. Jakou roli hrají Italové?

„Italský TAJMAC je pro nás především obchodním zastoupením pro Itálii a pro okolní státy. Tudíž vlastní výzkum a vývoj zůstává u nás v Malenovicích, kde na něm mají velký podíl naši lidé a jejich dlouholeté zkušenosti. Samozřejmě z Itálie přicházejí nápady a inspirace. Italové jsou nesmírně kreativní, nicméně nejsou až zas tak moc trpěliví, takže když nějaký nápad není realizovaný do půl roku, tak přijdou s nápadem novým, což občas není úplně konstruktivní,“ vysvětluje Martin Machálka.

A dodává: „Je ale pravda, že v České republice hnutí Průmysl 4.0 začalo někdy okolo roku 2017 a první dotační programy na podporu hnutí Průmysl 4.0 začaly vznikat až mnohem později. Avšak my jsme na tom začali pracovat už dříve, protože právě Italové měli asi dvouletý předstih, především v části týkající se digitalizace výroby. Díky prvotnímu impulsu z italské pobočky se nám dařilo úspěšně dotace získávat, protože jsme v podstatě věděli, co chceme a co máme od procesu reálně očekávat. Náš výzkum a vývoj se pak týkal a doposud týká především inovací pro frézovací centra a dlouhotočné automaty.“

Ilustrační fotografie

Společnost Tajmac-ZPS si pro realizaci principů Průmysl 4.0 vytyčila čtyři pilíře, které zajistily a stále zajišťují úspěšné transformace procesů. Prvním pilířem je tzv. konektivita a komunikace, což znamená naučit se se strojem efektivně komunikovat, aby byl snadno integrovatelný do automatizovaných provozů a podporoval myšlenky digitální transformace podniků.

„Vyvinuli jsme si vlastní komunikační rozhraní na bázi OPC UA protokolu (zkratka pro Open Platform Communications Unified Architecture – jedná se o komunikační protokol mezi stroji vyvinutý speciálně pro průmyslovou automatizaci), který se během pěti let stal v podstatě průmyslovým standardem. Umíme stroj vzdáleně ovládat, sbírat z něj potřebná data nebo i nahrávat data do stroje samotného,“ uvádí Machálka.

Druhým pilířem je využití dat. Jak správně využít data posbíraná ze stroje a zákazníkovi tak poskytnout smysluplnou informaci o tom, co stroj vyrábí, jak je využívaný strojní čas, jaká jsou slabá místa výrobního procesu a spoustu dalších užitečných informací. Machálka dále vysvětluje: „Pro potřeby naší specifické výroby jsme začali vyvíjet vlastní software určený na monitorování pracovišť a správu strojního parku. Časem se ukázalo, že software má docela dobrý prodejní kapitál a minulý rok jsme ho začali nabízet pod obchodní značkou ‘ReCON’.“

Data jako nástroj je třetím pilířem. „Získaná provozní data jsou neocenitelným zdrojem informací pro další vývoj našich strojů. Jejich pomocí jsme schopni optimalizovat nové stroje s cílem zlepšit jejich provozní vlastnosti, kvalitu a spolehlivost. S využitím provozních dat rovněž vytváříme digitální dvojčata stroje, která jsou určena pro využití v prediktivní údržbě stroje, technologickém kalkulátoru provozních stavů, monitorování opotřebení nástrojů nebo ke kompenzaci teplotních a geometrických deformací stroje,“ říká Martin Machálka.

Posledním pilířem je tzv. automatizace. „Ve spolupráci s výzkumnou organizací Intemac Solution jsme postavili automatizovanou výrobní buňku naplňující myšlenky Průmyslu 4. 0. Je určena pro opakovanou kusovou a malosériovou produkci dílů s hmotností do 7 kg. Výrobní buňka 4.0 je skutečně unikátní, a to především svou otevřeností pro připojování nových i současných technologií. Klíčovým požadavkem bylo, aby zavedení nové práce do robotické buňky bylo jednoduché a intuitivní, bez nutné znalosti programování klíčových prvků buňky, jako je robot nebo kamerový systém. Motivací k postavení takovéto buňky bylo primárně lepší časové využití CNC stroje a navýšení výrobní kapacity bez navýšení nákladů na jeho obsluhu,“ vysvětluje Machálka.

Pátá výzva projektu Technologická inkubace nabídne začínajícím firmám až 105 milionů

Je jisté, že umělá inteligence se stane významným nástrojem jakékoli výroby, tedy samozřejmě i té strojírenské. Jedním z příkladů, který tento trend potvrzuje, je i projekt s názvem „Aplikace umělé inteligence pro kompenzaci teplotních dilatací obráběcího stroje,“ kde hlavním řešitelem byla opět společnost TAJMAC-ZPS a spolupracujícími subjekty byly Intemac Solutions, s. r. o. z Kuřimi a Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. Projekt byl podpořen prostřednictvím TA ČR částkou 13,7 mil. Kč a úspěšně byl ukončen v roce 2023.

„Problematika teplotních dilatací u obráběcích strojů je tak komplexní, že nám při vývoji teplotních kompenzací nevyhovoval žádný dostupný matematický model. Tehdy kolegové z VUT přišli s myšlenkou využití nových metod strojového učení umělé inteligence, které by si s tím úkolem mohly dokázat poradit. Zpracovali jsme projekt a úspěšně ho přihlásili do Programu TREND,“ spokojeně sděluje Machálka.

A pokračuje: „Začali jsme na tom pracovat a výsledky opravdu brzy začaly odpovídat našim představám. Stroj, který původně bez kompenzací pracoval s přesnostmi někde ve 0,2 milimetru, se díky našim standardním metodám dokázal zlepšit na polovinu. A to není vše, pomocí algoritmu umělé inteligence jsme se dostali až ke 2 až 3 setinám milimetru. Přesnost se tedy zlepšila desetkrát víc. Tento reálný výsledek výzkumu bychom chtěli začít nabízet zákazníkům ještě letos na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně.“

Ilustrační fotografie

„Na rozdíl od jiných metod je umělá inteligence úžasná v tom, že je schopná se stále doučovat nové a nové věci přímo za provozu. Pro představu: zákazník od nás dostane zařízení se základní inteligencí podle prostředí, ve kterém pracuje jeho stroj. Zařízení má určitou úroveň umělé inteligence, co je naučená od Tajmac‑ZPS. Postupně je AI v průběhu provozu schopná se doučovat a adaptovat na podmínky konkrétního stroje,“ komentuje Martin Machálka.

„Ale není to jen otázka vlivu umělé inteligence. Už ty první podpořené projekty Ministerstvem průmyslu a obchodu České republiky byly pro nás nesmírně přínosné. Na rozdíl od současných projektů byly větší a vlastně volnější, takže vznikaly opravdu celé stroje a zajímavá nová řešení. Projekty podpořené Technologickou agenturou České republiky jsou spíše dílčí, zaměřené na nějakou konkrétní věc, kterou je potřeba vyřešit nebo inovovat. Nicméně jsem rád, že to pokračuje,“ podotýká Machálka.

„Projekty jsou velmi dobře vedené, ale je potřeba si projekt předem dobře rozmyslet a připravit, protože při výběrovém řízení je konkurence veliká. Co považuji za nadčasový program jsou Národní centra kompetence (NCK). Jsem moc rád, že se tento koncept podařil z hned několika důvodů. Hlavně proto, že Program NCK spojuje výzkumná a vývojová centra napříč Českou republikou. Dříve to bylo takové hodně rozštěpené. Každý si jel svou cestou,“ vzpomíná Martin Machálka.

„Tady v rámci tohoto programu se skutečně spojily síly. Firmy si určují, co potřebují vyvíjet, a přesně zadané úkoly dávají výzkumným organizacím, které na to mají odborníky, prostor, čas a peníze. Národní centra kompetence se skutečně vyvinula do užitečného, funkčního celku,“ sdělil na závěr rozhovoru Martin Machálka.

Převzato z magazínu TA.Di vydávaném Technologickou agenturou ČR. Autor: Leoš Kopecký

• Teritorium: Česká republika

Doporučujeme