Przemysł 4.0 w praktyce – od robotyzacji stanowiska do automatycznego znakowania produktów

Przemysł 4.0 w praktyce oznacza przede wszystkim połączenie maszyn, automatyki i danych w jeden spójny proces. Robot może pobierać i układać produkty, system wizyjny kontrolować ich położenie, drukarka nanosić numer partii lub kod 2D, a system produkcyjny rejestrować informacje o przebiegu całej operacji.

Dlatego wdrożenie Przemysłu 4.0 nie musi zaczynać się od przebudowy całej fabryki. Często punktem wyjścia jest jedno stanowisko, które następnie można połączyć z kolejnymi etapami produkcji.

Czym Przemysł 4.0 różni się od zwykłej automatyzacji?

Automatyzacja może polegać na zastąpieniu konkretnej czynności wykonywanej ręcznie przez maszynę. Przemysł 4.0 idzie krok dalej: poszczególne urządzenia nie tylko wykonują swoje zadania, ale również wymieniają się informacjami.

Przykładowo robot może pobrać produkt i przekazać go do następnej operacji, ale jednocześnie system sterowania może wiedzieć, jaki wariant produktu jest aktualnie produkowany. Ta informacja może zostać wykorzystana przez drukarkę do wybrania właściwej treści nadruku.

W efekcie powstaje zależność:

produkt → robot → kontrola → znakowanie → dane → kolejny etap produkcji.

To właśnie przepływ informacji jest jednym z elementów odróżniających pojedynczą automatyzację od bardziej zintegrowanego środowiska produkcyjnego.

Robotyzacja stanowiska jako pierwszy krok

Robotyzacja często zaczyna się od zadania, które jest powtarzalne, obciążające fizycznie albo wymaga wykonywania dużej liczby identycznych ruchów. Może to być pick&place, paletyzacja, depaletyzacja, pakowanie czy obsługa maszyny.

Ważne jest jednak, aby już na tym etapie spojrzeć na stanowisko szerzej. Robot nie pracuje przecież w próżni. Potrzebuje informacji o produkcie, odpowiedniego podawania, chwytaka, systemu sterowania oraz komunikacji z urządzeniami znajdującymi się przed nim i za nim.

Hitmark Robotics opisuje zastosowania robotyki obejmujące m.in. pick&place, paletyzację, depaletyzację, pakowanie oraz obsługę linii i maszyn. Firma wskazuje również na znaczenie OEE i monitorowania produkcji przy ocenie efektywności zautomatyzowanego procesu.

Więcej informacji o tym, jak takie podejście wygląda w praktyce, można znaleźć w materiałach dotyczących zrobotyzowanych stanowisk produkcyjnych na blogu Hitmark Robotics.

Dlaczego warto projektować stanowisko z myślą o przyszłości?

Linia produkcyjna może zmieniać się szybciej niż sama infrastruktura. Z czasem pojawiają się nowe warianty produktów, inne opakowania, nowe wymagania dotyczące oznaczeń czy potrzeba obsługi większej liczby SKU.

Dlatego już na etapie projektu warto zastanowić się, czy stanowisko będzie można rozbudować. Hitmark Robotics zwraca uwagę na znaczenie elastyczności robotyzowanych stanowisk przy zmiennym asortymencie – szczególnie wtedy, gdy zmieniają się formaty, masa lub sposób pakowania produktów.

Automatyczne znakowanie – kolejny element cyfrowego procesu

Robotyzacja rozwiązuje problem fizycznego przepływu produktu, ale produkcja potrzebuje również informacji. Każdy produkt może wymagać przypisania numeru partii, daty, kodu kreskowego, kodu 2D lub innych danych.

Tutaj pojawia się znakowanie przemysłowe.

Drukarka może otrzymywać dane bezpośrednio z systemu sterowania albo systemów takich jak ERP czy MES. Dzięki temu treść nadruku może być powiązana z aktualnie realizowanym zleceniem produkcyjnym.

Na blogu Hitmark opisano m.in. komunikację ERP/MES z maszynami i drukarkami CIJ oraz sposób, w jaki znakowanie może zostać włączone do zintegrowanego systemu produkcyjnego.

W praktyce oznacza to, że automatyczne znakowanie produktów wg. Hitmarku nie musi być oddzielnym etapem obsługiwanym ręcznie. Może stać się częścią tej samej logiki, która steruje pozostałymi operacjami.

Dane łączą robota z drukarką

Najciekawszy efekt pojawia się wtedy, gdy oba obszary zaczynają korzystać z tych samych informacji.

Wyobraźmy sobie linię produkującą kilka wariantów tego samego wyrobu. System otrzymuje zlecenie na konkretny produkt. Robot pobiera odpowiedni element i przekazuje go dalej. Sterowanie wie, jaki wariant znajduje się aktualnie na linii, a drukarka otrzymuje właściwe dane do oznaczenia.

Nie trzeba wówczas za każdym razem ręcznie zmieniać programu drukarki.

Podobnie może działać kontrola jakości. Kamera sprawdza produkt lub nadruk, a wynik kontroli trafia do systemu. Produkt niezgodny z założeniami może zostać automatycznie odrzucony, zamiast przechodzić do kolejnego etapu.

Kontrola wizyjna zwiększa znaczenie danych

System wizyjny może być łącznikiem pomiędzy fizycznym produktem a informacją zapisaną w systemie. Kamera może sprawdzić położenie elementu przed pobraniem przez robota, a później zweryfikować obecność lub poprawność oznaczenia.

Dzięki temu automatyzacja nie ogranicza się do wykonywania zaprogramowanych ruchów. System może reagować na wynik kontroli.

To szczególnie ważne w procesach, w których identyfikowalność ma znaczenie. Znakowanie może zostać powiązane z konkretną partią produkcyjną, a dane z procesu mogą być przechowywane i analizowane później.

Hitmark wskazuje na możliwość integracji danych z drukarek przemysłowych z systemami ERP, MES i WMS jako element wspierający identyfikowalność oraz monitorowanie procesu.

Przemysł 4.0 potrzebuje monitoringu

Samo podłączenie urządzeń do sieci nie oznacza jeszcze, że fabryka wykorzystuje potencjał danych. Informacje trzeba również analizować.

Jednym z przykładów jest OEE, czyli wskaźnik efektywności wykorzystania wyposażenia. Pozwala on spojrzeć na dostępność, wydajność i jakość procesu. Hitmark Robotics wykorzystuje ten wskaźnik jako element oceny efektywności produkcji i wskazuje na jego przydatność przy identyfikowaniu wąskich gardeł oraz przestojów.

W przypadku znakowania monitoring może dotyczyć między innymi stanu drukarki, pracy urządzenia czy problemów związanych z nadrukiem. Blog Hitmark obejmuje również zagadnienia zdalnego monitorowania drukarek przemysłowych i integracji znakowania z systemami produkcyjnymi.

Jak może wyglądać Przemysł 4.0 na jednej linii?

<pPrzykładowy proces można przedstawić w kilku krokach:

1. System produkcyjny przekazuje informację o zleceniu.
2. Robot pobiera i pozycjonuje produkt.
3. System wizyjny sprawdza jego położenie lub cechy.
4. Drukarka otrzymuje właściwe dane i nanosi oznaczenie.
5. Kolejny system wizyjny może zweryfikować nadruk.
6. Produkt trafia do pakowania lub paletyzacji.
7. Dane dotyczące procesu są rejestrowane i mogą być analizowane.

Każdy z tych etapów może być automatyzowany osobno. Największą wartość daje jednak ich połączenie.

Od czego zacząć wdrażanie Przemysłu 4.0?

Nie zawsze trzeba od razu inwestować w pełną cyfryzację zakładu. Rozsądniejszym punktem wyjścia może być konkretny proces, w którym występuje dużo pracy ręcznej, powtarzalne operacje albo problemy z przepływem informacji.

Przed rozpoczęciem projektu warto odpowiedzieć na kilka pytań:

• które operacje są najbardziej powtarzalne,
• gdzie powstają przestoje,
• jakie dane są obecnie zapisywane ręcznie,
• które urządzenia powinny się ze sobą komunikować,
• jak będzie wyglądała kontrola jakości,
• jakie informacje muszą znaleźć się na produkcie,
• czy stanowisko będzie można rozbudować w przyszłości.

Dopiero wtedy można określić, czy pierwszym krokiem powinna być robotyzacja, system wizyjny, automatyczne znakowanie czy integracja danych.

Technologia ma sens wtedy, gdy tworzy jeden proces

Przemysł 4.0 nie polega na ustawieniu obok siebie robota, drukarki i komputera. Istotą jest ich współpraca oraz przepływ informacji pomiędzy kolejnymi etapami produkcji.

Robot może odpowiadać za fizyczną obsługę produktu, system wizyjny za kontrolę, drukarka za jego identyfikację, a system ERP/MES za przekazywanie i gromadzenie danych. Monitoring pozwala następnie sprawdzić, jak cały układ działa w praktyce.

Takie podejście pozwala rozwijać automatyzację etapami: od pojedynczego stanowiska, przez zintegrowaną linię, aż po środowisko produkcyjne, w którym maszyny i dane tworzą jeden spójny proces.