Inteligentná technika zaručí, aby sa výrobná linka nezastavila

Budúcnosťou výrobných liniek ŠKODA AUTO je takzvaná prediktívna údržba. Predchádzať poruchám teraz na najvyťaženejšej linke v Mladej Boleslavi pomáha novinka menom MAGIC EYE. Zoznámte sa s ňou.

12. 1. 2022 ŠKODA SVET INOVÁCIE & TECHNOLÓGIE

Montážna linka v hale M13 v závode ŠKODA AUTO v Mladej Boleslavi patrí k tým vôbec najvyťaženejším v automobilke. Vyrába sa tu najpredávanejší model značky ŠKODA OCTAVIA a zároveň tu vzniká elektrické SUV ŠKODA ENYAQ iV. Každá minúta odstávky tejto linky znamená straty v podobe nevyrobených vozidiel

Okrem kvality, ktorá je pre automobilku s ohľadom na zákazníka samozrejme najdôležitejšia, je pre výrobu zásadné efektívne využitie kapacít. Efektívne využitie znamená minimum prestojov, a teda minimum porúch, ktoré by tieto prestoje vyvolávali. Poruchám možno predchádzať zvýšenou prevenciou, čo je drahé, alebo intenzívnejšou údržbou pri vzniku poruchy, čo je zasa náročné z hľadiska personálu a jeho kvalifikácie. „Využiť možnosti moderných technológií, digitalizácie, zberu dát a vďaka ním odhadnúť, kedy je dané zariadenie už na hrane poruchy, a súčasne ho opraviť skôr, ako porucha a prestoj vzniknú, je z hľadiska údržby optimálne,“ vysvetľuje Marek Jancák, vedúci výroby vozidiel ŠKODA AUTO.

Takémuto prístupu sa hovorí prediktívna údržba a ide o jeden z pilierov stratégie údržby ŠKODA AUTO do roku 2025. Jedným z prvých projektov na tomto poli je práve nasadenie metódy prediktívnej údržby v hale M13. Riešenie zvané MAGIC EYE tu slúži na sledovanie stavu a detekciu porúch pri pojazdových nosníkoch závesov, v ktorých sa po linke pohybujú vyrábané vozidlá, ale rovnako aj pri takzvaných „šínach“, čo je v podstate napájacie a dátové rozhranie pre zariadenie na linke.

MAGIC EYE dozerá na stav dopravníkov vo výrobnej hale.

Systém sa skladá z potrebného hardvéru, ktorý je inštalovaný na jednom z rámov cestujúcich po linke spolu s karosériami, a samozrejme aj z pokročilého softvéru. Ten intenzívne využíva umelú inteligenciu. Na ráme je osadených šesť kamier, ktoré monitorujú stav sledovaných prvkov. Siedma kamera slúži na čítanie QR kódov, s ktorých pomocou systém určuje, kde sa práve čítacie zariadenie nachádza. Kamery sú napojené na výkonný počítač priamo na ráme, na ktorom analýzu nazbieraných fotografií paralelne vykonáva desať umelých neurónových sietí.

Čo všetko vedia digitálne neuróny?

Umelé neurónové siete sú dnes jedným zo základných prvkov takzvanej umelej inteligencie. Je to výpočtový model, ktorý v podstate stimuluje chovanie klasických neurónov, teda biologických sietí. Umelé neuróny si v sieti odovzdávajú signály, ktoré spracovávajú pomocou prenosových funkcií. Neurónové siete sa využívajú napríklad pri rozoznávaní obrazov či zvukov, predvídaní vývoja časových radov i v ďalších aplikáciách umelej inteligencie.

Učenie umelej inteligencie

Skôr, ako mohol byť systém MAGIC EYE uvedený do praxe, bolo potrebné digitálne neurónové siete naučiť rozoznávať poruchy. To si vyžadovalo asi tri mesiace práce a tisícky rôznych fotografií. „Využívali sme fotografie nasnímané počas testovacej prevádzky, ale zároveň sme museli použiť aj pokročilú metódu matematického modelovania, pomocou ktorej sme niektoré poruchy vymodelovali vo virtuálnom prostredí,“ hovorí autor projektu Libor Šída, trendsetter v hale M13. Modelovanie bolo nutné preto, lebo niektoré možné poruchy sa v praxi vyskytujú veľmi zriedka a navyše sú také závažné, že ich učenie v praxi by bolo pre linku komplikáciou. „Napríklad porucha prasknutého nosníka sa v praxi v podstate vyskytnúť nemôže,“ vysvetľuje Šída.

MAGIC EYE slúži hlavne na údržbu, ktorú mení z reaktívnej na prediktívnu.

Neurónové siete systému MAGIC EYE v súčasnosti vedia rozoznať celkovo 14 typov porúch. „Pri každej poruche navyše vieme detegovať niekoľko tried. Môžeme si to predstaviť napríklad ako skrutku, ktorá nie je utiahnutá, prípadne je úplne odtrhnutá. Systém vie celkovo detegovať asi stovku takýchto stavov,“ hovorí Šída. S analýzou pomáha aj jeden špeciálny typ umelých neurónových sietí, takzvaný autoenkóder. „Toto riešenie slúži na detekciu porúch, s ktorými sme sa ešte nestretli a nemali sme možnosť ich ani nasimulovať,“ dodáva. Môže ísť napríklad o cudzí predmet typu malého kovového odpadu.

Analýza v reálnom čase

MAGIC EYE monitoruje stav zariadení na výrobnej linke v hale M13 bez prestávky. Počas jedného okruhu na linke, ktorý trvá samozrejme tak dlho, ako pobyt jedného vozidla na nej, nazbierajú kamery približne 450 000 fotografií. Tie sú okamžite analyzované a výsledky sa cez firemnú wi-fi sieť odosielajú do cloudu.

Ak systém odhalí nejakú nezrovnalosť, upozorní na ňu operátora údržby, ktorý je v aplikácii schopný skontrolovať, či skutočne ide o vznikajúcu poruchu alebo len o planý poplach. Podľa toho je následne schopný naplánovať ďalšie kroky. Buď dať pokyn k okamžitej náprave, prípadne naplánovať úkony, ktoré vznikajúce poškodenie zatiaľ bez stupňa vysokej vážnosti odstránia pri niektorej z plánovaných odstávok.

ŠKODA AUTO plánuje tento koncept nasadiť aj v ďalších prevádzkach.

„Všetky odhalené poruchy nám následne pomáhajú systém ďalej učiť a priebežne ho tak zdokonaľovať,“ hovorí Filip Koliáš, vedúci Centrálneho technického servisu. Týmto sa vlastne mení aj vnímanie samotnej profesie údržbára. Už nejde len o zručného a schopného technika a mechanika. Je to aj špecialista, ktorý navrhuje a vyvíja metódy pre prediktívnu údržbu. Automobilka plánuje systém MAGIC EYE nasadiť aj v ďalších prevádzkach, nielen v tých čisto výrobných. Záujem o techniku prejavil aj koncern Volkswagen. ŠKODA AUTO má v súvislosti s MAGIC EYE súčasne podanú žiadosť o patent.