Partner of

Nowa era inżynierii procesowej

Przez ostatnią dekadę sektor Automotive był poligonem doświadczalnym dla czwartej rewolucji przemysłowej. Skupienie na pełnej automatyzacji, wymianie danych w czasie rzeczywistym (IoT) oraz bezdusznym dążeniu do maksymalizacji wskaźnika OEE (Overall Equipment Effectiveness) doprowadziło branżę do niespotykanej dotąd wydajności. Jednak w obliczu globalnych kryzysów, rosnącej presji na personalizację produktów oraz konieczności dbania o dobrostan pracownika, czysta automatyzacja 4.0 przestała wystarczać.

Wkraczamy w erę Przemysłu 5.0 – fazę, w której technologia przestaje być celem samym w sobie, a staje się narzędziem służącym człowiekowi i planecie. Dla TDK Engineering ta transformacja nie jest jedynie teoretycznym konceptem, lecz codzienną praktyką projektową. Industry 5.0 w Automotive to powrót "ludzkiego pierwiastka" do hal produkcyjnych, ale w otoczeniu najbardziej zaawansowanych systemów wspierających, jakie kiedykolwiek stworzono. W niniejszym artykule przeanalizujemy, dlaczego przejście od izolowanych cel prędkościowych do zintegrowanych ekosystemów kolaboracyjnych jest jedyną drogą dla liderów rynku, którzy chcą przetrwać i dominować w nadchodzącej dekadzie.

1. Ewolucja paradygmatu: Czym Przemysł 5.0 różni się od 4.0?

Zrozumienie różnicy między Industry 4.0 a 5.0 jest kluczowe dla każdego dyrektora operacyjnego planującego modernizację zakładu. Podczas gdy "czwórka" skupiała się na maszynach, łączności i eliminacji błędów ludzkich poprzez ich usuwanie z procesów krytycznych, "piątka" uznaje unikalną wartość ludzkiej kreatywności, zdolności do adaptacji i etyki.

Od wydajności za wszelką cenę do odporności (Resilience)

Model 4.0 był skrajnie wrażliwy na jakiekolwiek anomalie w łańcuchu dostaw lub nagłe zmiany w specyfikacji produktu. Industry 5.0 stawia na odporność. Inżynieria procesowa według TDK Engineering zakłada tworzenie linii produkcyjnych, które są na tyle elastyczne, by w ciągu godzin – a nie tygodni – dostosować się do nowych wymogów rynkowych. To przejście od sztywnych, zautomatyzowanych ciągów do modularnych gniazd produkcyjnych.

Człowiek w centrum (Human-Centric Approach)

W koncepcji 5.0 pracownik nie jest już "częścią maszyny" odpowiedzialną za powtarzalne ruchy. Staje się on nadrzędnym operatorem procesów, którego fizyczne i kognitywne ograniczenia są niwelowane przez technologię. Zamiast zastępować człowieka robotem tam, gdzie jest to możliwe, projektujemy stanowiska tak, by robot przejął zadania niebezpieczne, monotonne lub wymagające nieludzkiej precyzji, pozostawiając pracownikowi kontrolę jakości i finalny montaż elementów personalizowanych.

Tabela: Porównanie paradygmatów w produkcji Automotive

3. Cobotyka i systemy kolaboracyjne – serce nowoczesnej linii montażowej

W tradycyjnym modelu automatyzacji roboty przemysłowe były odizolowane od ludzi za pomocą wygrodzeń, kurtyn świetlnych i rygorystycznych protokołów bezpieczeństwa. Industry 5.0 burzy te bariery. Wkraczamy w erę robotów współpracujących (Cobotów), które stają się „trzecią ręką” pracownika na linii montażowej.

Analiza techniczna: Dlaczego Coboty zmieniają zasady gry?

W sektorze Automotive precyzja jest wartością nadrzędną, ale to elastyczność decyduje o rentowności. Coboty różnią się od klasycznych robotów przede wszystkim czułością i łatwością rekonfiguracji. Dzięki zintegrowanym czujnikom momentu obrotowego w każdym przegubie, maszyna natychmiast wykrywa opór (np. dotyk pracownika) i zatrzymuje się w milisekundach.

Dla inżynierów z TDK Engineering wdrożenie cobota to nie tylko postawienie ramienia na stanowisku. To kompleksowe projektowanie procesów takich jak:

• Montaż precyzyjny (Screw-driving / Picking): Cobot wykonuje powtarzalne operacje dokręcania z idealnym momentem, podczas gdy człowiek przygotowuje kolejny komponent, eliminując błędy wynikające ze zmęczenia materiału lub pracownika.

• Dozowanie i klejenie: Systemy wizyjne zintegrowane z ramieniem kolaboracyjnym pozwalają na nanoszenie ścieżek kleju na nieregularne powierzchnie (np. uszczelnienia reflektorów) z tolerancją rzędu mikronów, reagując na drobne przesunięcia detalu.

Bezpieczeństwo 5.0: Zaawansowane systemy wizyjne i czujniki

W TDK Engineering kładziemy nacisk na tzw. aktywne bezpieczeństwo. Wykorzystujemy zaawansowane skanery laserowe 2D i 3D, które tworzą wokół stanowiska dynamiczne strefy bezpieczeństwa.

• Strefa ostrzegawcza: Robot zwalnia, gdy człowiek się zbliża.

• Strefa pracy wspólnej: Robot pracuje w trybie zredukowanej prędkości i siły, umożliwiając bezpieczne przekazanie detalu z rąk do chwytaka. To sprawia, że hala produkcyjna staje się otwarta, a ergonomia pracy wzrasta o kilkaset procent.

4. Personalizacja masowa (Mass Customization) jako wyzwanie inżynieryjne

Klienci premium w branży Automotive nie chcą już "samochodu z katalogu". Chcą unikalnych konfiguracji, co dla tradycyjnych linii produkcyjnych jest logistycznym koszmarem. Industry 5.0, realizowane przez systemy TDK Engineering, rozwiązuje ten problem poprzez hiper-elastyczność.

Produkcja "partii jednostkowej" w tempie seryjnym

Tradycyjna linia jest zoptymalizowana pod jeden model. Zmiana parametrów oznacza długie przestoje. My projektujemy linie, które dzięki systemom RFID i zaawansowanemu oprogramowaniu sterującemu, rozpoznają dany komponent i automatycznie dostosowują parametry pracy (np. program zgrzewania czy trasę robota) bez udziału operatora.

Modułowość i SMED 2.0

Kluczem do sukcesu jest modułowa budowa stanowisk. W TDK Engineering projektujemy gniazda produkcyjne, które można "przepinać" i rekonfigurować jak klocki. Dzięki technikom szybkiego przezbrojenia (Single Minute Exchange of Die - SMED), nowa generacja linii montażowych pozwala na płynne przechodzenie między montażem silników spalinowych a elektrycznych na tej samej nitce produkcyjnej.

Rola oprogramowania i Digital Twins

Zmienność produktu wymaga cyfrowego nadzoru. Każdy detal ma swój "cyfrowy paszport". Oprogramowanie zarządza bazą danych wariantów, a systemy wizyjne weryfikują w czasie rzeczywistym, czy na danej karoserii montowany jest odpowiedni typ spoilera czy wykończenia wnętrza, eliminując ryzyko kosztownych pomyłek na etapie końcowym.

5. Green Manufacturing: Zrównoważony rozwój w procesach Automotive

W Przemyśle 5.0 ekologia przestaje być jedynie zapisem w raporcie CSR, a staje się realnym parametrem inżynieryjnym. Sektor Automotive, poddawany ogromnej presji regulacyjnej (np. normy Euro 7, raportowanie ESG), wymaga linii produkcyjnych, które są energooszczędne i generują minimalną ilość odpadów.

Optymalizacja energetyczna systemów automatyki

Projektując systemy sterowania, inżynierowie TDK Engineering kładą nacisk na inteligentne zarządzanie energią. Wykorzystujemy napędy z odzyskiem energii (rekuperacją) oraz algorytmy, które wprowadzają poszczególne sekcje linii w stan "deep sleep" podczas krótkich przestojów technologicznych.

• Rezultat: Redukcja zużycia energii elektrycznej o 15-25% w skali roku, co przy gigantycznych wolumenach produkcji Automotive przekłada się na milionowe oszczędności.

Precyzja dozowania i Zero Waste Engineering

Zrównoważony rozwój to także oszczędność surowców. W procesach takich jak nakładanie mas uszczelniających, klejenie czy lakierowanie, systemy TDK stosują zamknięte pętle sprzężenia zwrotnego. Czujniki przepływu w czasie rzeczywistym korygują dawkę materiału z dokładnością do miligrama. Dzięki temu eliminujemy nadmiarowe zużycie chemii przemysłowej i drastycznie ograniczamy ilość odpadów trafiających do utylizacji.

6. AI i Predictive Maintenance: Inteligencja w służbie ciągłości ruchu

Największym koszmarem dyrektora produkcji w branży Automotive jest nieplanowany przestój linii. Każda minuta zatrzymania taśmy montażowej to straty liczone w dziesiątkach tysięcy euro. Industry 5.0 wprowadza tutaj Sztuczną Inteligencję (AI) nie jako futurystyczny gadżet, ale jako strażnika ciągłości procesów.

Algorytmy uczące się w diagnostyce maszyn

W rozwiązaniach TDK Engineering implementujemy systemy Predictive Maintenance (utrzymanie precyzyjne/predykcyjne). Zamiast wymieniać podzespoły (np. łożyska w robotach czy elektrozawory) według sztywnego harmonogramu czasowego, system analizuje parametry pracy:

• Wibracje i ich widmo częstotliwościowe.

• Temperaturę pracy silników.

• Pobór prądu przez poszczególne osie robotów.

Algorytmy AI uczą się "zdrowego" profilu pracy maszyny. Gdy pojawia się mikroskopijne odchylenie, system wysyła alert do służb utrzymania ruchu z informacją: "Łożysko w osi J3 robota nr 4 wykazuje oznaki zużycia; przewidywana awaria za 48 godzin". Pozwala to na wymianę części podczas planowanej przerwy technicznej, a nie w trakcie szczytu produkcyjnego.

Analityka Big Data i optymalizacja cyklu życia

Gromadzenie danych z tysięcy cykli pracy pozwala nam na ciągłe doskonalenie linii. Analizując dane historyczne, potrafimy wskazać "wąskie gardła", które nie są widoczne gołym okiem. Może to być ułamek sekundy opóźnienia w komunikacji między sterownikiem PLC a chwytakiem, który po optymalizacji pozwala na zwiększenie wydajności całej linii o kilka procent bez żadnych inwestycji sprzętowych.

7. Psychologia i Ergonomia: Projektowanie stanowisk przyjaznych człowiekowi

Ostatnim, ale najważniejszym elementem układanki Industry 5.0 jest komfort pracy. Sektor Automotive boryka się z niedoborem wykwalifikowanych pracowników, dlatego kluczowe jest stworzenie środowiska, które nie eksploatuje, lecz wspiera operatora.

• Wsparcie kognitywne (AR): Wykorzystujemy rozszerzoną rzeczywistość, aby instruować pracowników podczas montażu skomplikowanych wiązek elektrycznych. Cyfrowe instrukcje wyświetlane bezpośrednio na stanowisku redukują stres i eliminują błędy.

• Redukcja obciążenia fizycznego: Stanowiska projektowane przez TDK Engineering uwzględniają zasady biomechaniki. Manipulatory wspomagane siłowo pozwalają na operowanie ciężkimi elementami (np. drzwiami czy kokpitem) z siłą piórkową, co drastycznie zmniejsza liczbę urazów i absencji chorobowych.

8. Przyszłość należy do elastycznych

Transformacja w kierunku Przemysłu 5.0 w sektorze Automotive nie jest jedynie technologiczną ewolucją – to konieczność przetrwania w świecie skrajnej zmienności. Tradycyjne, sztywne linie produkcyjne stają się balastem w dobie gwałtownego przejścia na napędy elektryczne (EV) i rosnących wymagań dotyczących personalizacji.

Kluczowe wnioski dla kadry zarządzającej:

• Synergia, nie zastępowanie: Robotyka kolaboracyjna (Coboty) pozwala zachować unikalną elastyczność ludzkiego umysłu przy jednoczesnym utrzymaniu rygorów produkcyjnych i powtarzalności maszynowej.

• Dane to nowa waluta: Implementacja AI i systemów predykcyjnych (Predictive Maintenance) drastycznie obniża TCO (Total Cost of Ownership) linii produkcyjnej poprzez eliminację nieplanowanych przestojów.

• Zrównoważony rozwój to zysk: Optymalizacja energetyczna i materiałowa (Green Manufacturing) bezpośrednio wpływa na marżowość produktu końcowego i ułatwia raportowanie ESG.

W TDK Engineering wierzymy, że rola partnera technologicznego kończy się nie w momencie uruchomienia linii, ale w chwili, gdy staje się ona w pełni autonomicznym, wydajnym i bezpiecznym ekosystemem, w którym człowiek czuje się wspierany, a nie przytłoczony przez technologię.

Sekcja FAQ: Odpowiedzi na kluczowe pytania inżynierów i managerów

1. Czy wdrożenie rozwiązań Industry 5.0 (np. Cobotów) wymaga całkowitej wymiany istniejącego parku maszynowego? Nie. Jedną z największych zalet podejścia TDK Engineering jest możliwość retrofittingu. Większość nowoczesnych systemów kolaboracyjnych i modułów AI można zintegrować z istniejącymi sterownikami PLC i liniami montażowymi, znacząco podnosząc ich efektywność bez konieczności budowy zakładu od zera.

2. Jakie są realne oszczędności wynikające z zastosowania Predictive Maintenance? Statystyki z naszych wdrożeń wskazują, że przejście na utrzymanie predykcyjne pozwala zredukować koszty serwisowe o ok. 20-30% i wyeliminować do 70% nieplanowanych awarii. W branży Automotive, gdzie godzina przestoju może kosztować dziesiątki tysięcy euro, zwrot z inwestycji (ROI) następuje zazwyczaj w ciągu 12-18 miesięcy.

3. Czy systemy kolaboracyjne są rzeczywiście bezpieczne w bliskim kontakcie z człowiekiem? Zdecydowanie tak. Wszystkie systemy projektowane przez TDK Engineering spełniają rygorystyczne normy bezpieczeństwa (m.in. ISO/TS 15066). Wykorzystujemy wielopoziomowe zabezpieczenia: od ograniczników siły i momentu obrotowego w robotach, po certyfikowane systemy wizyjne, które tworzą "wirtualną klatkę" bezpieczeństwa wokół operatora.

4. Jak Industry 5.0 pomaga w walce z brakiem wykwalifikowanych pracowników? Technologia 5.0 obniża barierę wejścia dla nowych pracowników. Systemy wsparcia kognitywnego (AR) oraz intuicyjne interfejsy HMI (Human-Machine Interface) sprawiają, że przyuczenie operatora do skomplikowanych procesów trwa znacznie krócej, a fizyczne odciążenie stanowisk pracy otwiera branżę dla szerszego spektrum pracowników (np. osób starszych).

Adres:

Bóżnicza 15, lok. 6

61-751, Poznań         

pn-pt 09:00 - 16:00

Wszystkie prawa zastrzeżone © TDK. Strona korzysta z plików cookies zgodnie z polityką prywatności.