Pametni robotski sustavi za potrebe malih i srednje velikih poduzeća – projekt HORSE

06.10.2016

Reindustrijalizacija Europe je bilo je jedno od glavnih uvodnih predavanja na konferenciji MANUFUTURE 2015, održanoj u studenome 2015. godine. Ona se organizira svake dvije godina i obrađuje strateške izazove te planove EU na području proizvodne industrije.

EU je svjesna važnosti proizvodnih gospodarskih djelatnosti, koje su ključne za razvoj europskog gospodarstva u cjelini. Stoga je strateška namjera povećati udio proizvodnih djelatnosti u čitavom GDP sa sadašnjih približno 16 % na 20 % u 2020. godini.
Pri održavanju i daljnjem razvoju suvremenog svjetski konkurentnog europskog gospodarstva, veliku ulogu igraju razvojne ključne tehnologije (eng. Key Enabling Technologies - KET), koje omogućuju radikalne inovacije proizvoda, usluga te proizvodnih i pratećih poslovnih procesa. Od ključne važnosti postaje sve tješnja suradnja regionalnih i globalnih poslovnih partnera, stvaranje inovativnih vrijednosnih lanaca i podupirajućih okruženja s razvojem i uvođenjem novih autentičnih poslovnih modela. Pojavljivati će se industrije u nastajanju (eng. Emerging Industries), koje će omogućavati KET i nove oblike specijalizacije te poslovne suradnje.
Na popisu suvremenih KET nalazimo: nanotehnologije, mikro- i nenoelektroniku, industrijsku biotehnologiju, fotoniku, napredne materijale i napredne proizvodne sustave (raščlamba preuzeta iz izvora: High Expert Group: Key Enabling Technologies, Final Report, European Commission, 2011).
Međunarodni industrijski otvoreni istraživačko-inovacijski program
Pametni strojevi i sustavi (SM&S)
SM&S je nastao 2011. godine kao poticaj međunarodnog virtualnog živog laboratorija LENS Living Lab, sa ciljem da se potaknu i ubrzaju partnerska industrijska aplikativna istraživanja i inovacije s promjenjivim tokom znanja i iskustava za potrebe suradničkih razvojnih partnera. Program je usmjeren u izvedbu holističkih simultanih inovacija (tehnologija, poslovni procesi, kompetencije) preko portfelja industrijskih istraživačko-inovacijskih projekata, koji se izvode u raznim dijelovima svijeta (Slovenija, Danska, Njemačka, Grčka, Indija, JAR i SAD). Svrhe i ciljevi programa su usklađeni s EU-strategijama, zapisanim u različitim strateškim dokumentima, kao što su Factory of the Future 2020, Manufuture itd. SM&S se u Sloveniji izvodi uz podršku Slovenskog alatničarskog grozda (TCS). U tu svrhu su LENS Living Lab i TCS uspostavili razvojnu platformu partnerske suradnje na području razvoja aplikacija industrija u nastajanju – Platforma ManuLog. Preko nje se koordiniraju regionalne i međunarodne partnerski programsko-projektni poticaji te usluge podrške projektnog ureda. Program InnoTECH 2020 (pametni strojevi, uređaji, alati, komponente i sustavi) je regionalna aplikacija SM&S za potrebe suradničkih tvrtki, koje su sa svojim proizvodima i uslugama sastavni dio gospodarskih aktivnosti, kao što su strojogradnja, automobilska industrija, zrakoplovna industrija ili logistička industrija.
Zadatak koordinatora Platforme ManuLog je, praćenje strateških smjernica i djelovanje ciljnih industrija, njihovih razvojnih strategija i projektnih poticaja te potreba suradničkih tvrtki, inozemnih partnerskih organizacija, kao i traženje zajedničkih razvojno-projektnih mogućnosti. Istodobno prate i potencijale EU te regionalne financijske izvore za sufinanciranje provedbe prepoznatih partnerskih projekata.
Povezano s Platformom ManuLog istodobno se uspostavlja istraživačko-inovacijska infrastruktura u obliku međunarodne industrijske istraživačko-inovacijske mreže istraživača, projektanata i suvremenih korisnika, organiziranih u tematske regionalne industrijske tehnološke platforme, povezane s izabranim tehnološkim područjima. Jedno od tih područja je nova generacija naprednih robotskih tehnologija za potrebe malih i srednje velikih poduzeća.
U dokumentu, koji govori o planiranju podrške razvoju robotike u EU (Robotics 2020, Multi-Annual Roadmap, SPARC 2015), moguće je pročitati, da Europa trenutačno ima vodeću ulogu u razvoju i izradi industrijskih robota. Isto tako piše, da karakteristični poslovni model proizvođača robota uključuje suradnju sa sistemskim integratorima. Na taj način se proizvođači robota posvećuju prije svega tehnologiji robotskih manipulatora i kontrolera, dok se razvoj aplikacija za potrebe različitih korisnika odvija preko sistemskih integratora. Oni su uglavnom manja ili srednje velika poduzeća.
Nove generacije robota – sastavni dio suvremenih naprednih proizvodnih sustava
Primjena suvremenih robota i robotskih sustava predstavlja jednu od ključnih proizvodnih tehnologija budućnosti, koja će omogućiti rast konkurentske sposobnosti tvrtki i povećanje njihove dodane vrijednosti. Roboti osiguravaju učinkovitije obavljanje rutinskih i za zdravlje štetnih poslova, osiguravaju smanjenje otpada i poboljšavaju kvalitetu proizvodnih procesa.
U EU strateškom dokumentu Robotics 2020 možemo pročitati, da je primjena robota trenutačno najprisutnija u velikim proizvodnim tvrtkama, s visokim stupnjem automatizacije proizvodnih procesa. Prije svega je riječ o autonomnim robotima i robotskih sustavima, koji ne djeluju u interakciji s djelatnicima u proizvodnji. U istom strateškom dokumentu možemo primijetiti, da nove tehnologije donose velike mogućnosti za primjenu robota i robotskih sustava u malim i srednje velikim poduzećima (MSP), koji imaju i sposobnost da mogu surađivati s djelatnicima u proizvodnji pri obavljanju različitih zadataka u proizvodnji. Riječ je o novoj generaciji fleksibilnih industrijskih robota i sustava, koje je moguće brzo i jednostavno prilagoditi različitim potrebama u proizvodnji. Nova rješenja se temelje na konceptu suradnje između čovjeka i robota (eng. Human Robot Collaboration – HRC) te kibernetsko-fizičkim sustavima (eng. Cyber-Physical Systems – CPS). Autori spomenutog strateškog dokumenta tvrde, da će u srednjoročnom razdoblju razvoj i uvođenje navedenih industrijskih aplikacija pomoći poboljšanju postojećih i uvođenju novih vitkih te agilnih proizvodnih sustava, minijaturizaciji montažnih sustava, uvođenju hibridnih proizvodnih sustava, koji će se temeljiti na suradnji djelatnika u proizvodnji s robotima, uvođenju kibernetsko-fizičkih sustava, koji će se temeljiti na konceptu Industrije 4.0, uvođenju novih poslovnih modela proizvodnje i još mnogih drugih.
Pametni integrirani robotski sustavi za MSP, kontrolirani internetskim tehnologijama za potrebe dinamičkih proizvodnih procesa – Projekt HORSE

Projekt HORSE financira EU-program za istraživanja i inovacije OBZOR 2020, i to u okviru područja I4MS – Informatika za mala i srednja poduzeća. U tom partnerskom istraživačko-inovacijskom projektu sudjeluje 15 partnera iz 7 europskih zemalja (Njemačka, Španjolska, Francuska, Grčka, Nizozemska, Poljska, Slovenija). Riječ je o opsežnoj suradnji partnera iz industrije i istraživačkih organizacija, čija je svrha razviti i ispitati aplikacije nove generacije robota za potrebe proizvodnih MSP. Koordinator projekta je tvrtka European Dynamics, a slovenski partner u projektu je Zavod C-TCS, Slovenski alatničarski grozd, u suradnji s međunarodnom virtualnom mrežom živog laboratorija, European Dynamics, i s tvrtkom ETRA. Vrijednost projekta je 8,8 milijuna EUR, od čega EU financiranje iznosi 7,9 milijuna EUR. Projekt se počeo izvoditi u studenome 2015. godine, a trajati će četiri i pol godine.
Glavni motiv projekta je rješenje problema otvorenih pitanja, koja se odnose na ograničenja i poteškoće uvođenja robotskih tehnologija u svakodnevnu praksu proizvodnih MSP. To uključuje razmjerno malo znanje o mogućnostima suvremenih robotskih tehnologija i sposobnosti njihovog trajnog poboljšanja. Činjenica je, da MSP često nemaju potrebnih tehničkih kompetencija za uvođenje i upravljanje takvim tehnologijama i sustavima u praksi. Pored toga je u suvremenim proizvodnim tvrtkama prisutna potreba za brzim promjenama i pojednostavljenoj rekonfiguraciji proizvodnog procesa obzirom na nove zahtjeve tržišta. Ukoliko želimo ubrzati primjenu robotskih sustava u navedenim okruženjima, trebamo relativno jeftine fleksibilne robote, koji će biti sposobni obavljati više poslova istodobno te koje je jednostavno reprogramirati ta primjenu u različitim zadacima u proizvodnji.
Ciljevi partnerskog istraživačko-inovacijskog projekta HORSE su:
- razviti fleksibilni model tvornice budućnosti,
- razviti novu generaciju kolaborativnih robotskih aplikacija za potrebe proizvodnih MSP (različite kombinacije: čovjek-robot-automatski vođeno vozilo-stroj),
- načiniti i isprobati tri pilotske aplikacije,
- istražiti daljnje mogućnosti razvoja i primjene nove generacije robotskih aplikacija,
- pripremiti i provesti natječaj za provedbu dodatnih od osam do deset industrijskih eksperimenata,
- mentoriranje pet EU inovacijskih čvorištima (Innovation Hubs) i
- uspostava EU-mreže centara kompetencije – tri postojeća (Njemačka, Francuska, Nizozemska) i novog u Sloveniji.
Slika 1 prikazuje primjenu nove generacije robota u proizvodnji, kada robot i proizvodni djelatnik zajedno surađuju pri izvedbi proizvodnih operacija.

Slika 1: Prikaz primjene nove generacije robota u proizvodnji (Izvor: Projekt HORSE)
Riječ je o generaciji fleksibilnih, kognitivnih, preciznih robota, kojima visokoučinkoviti senzori i preostale potporne tehnologije omogućuju sigurno i točno produktivno ljudsko sudjelovanje pri izvođenju proizvodnih operacija.
Industrijske pilotske aplikacije nove generacije robota će se izvesti u tri tvrtke, i to:
- u španjolskoj tvornici Bosch zajednička manipulacija čovjek-robot na montažnoj liniji automobilskih brisača,
- u nizozemskoj tvornici Thomas Regout International na području fleksibilne montaže i održavanja u proizvodnji teleskopskih ploča po narudžbi te
- u poljskoj tvornici odljevaka i fitinga Odlewnie Polske aplikacija čovjek-robot s primjenom hibridne sile i kontrole pozicije u tehnološkoj fazi rezanja i čišćenja odljevaka.
Pored pilotskih aplikacija u projektu će biti proveden javni natječaj preko kojeg će se izabrati i provesti od osam do deset industrijskih eksperimenata. Natječaj će biti otvoren za europske proizvodne tvrtke i organizacije, koje nisu povezane s projektom HORSE. U tu svrhu u projektu je rezervirano 1,5 milijuna EUR.
Svrha projekta HORSE je potaknuti širu primjenu robotskih tehnologija, prije svega u malim i srednje velikim proizvodnim poduzećima. Sukladno tome uspostavlja se industrijska tehnološka platforma s odgovarajućom potpornom infrastrukturom te poticanje i podrška pri daljnjem uvođenju navedenih robotskih tehnologija i rješenja u praksu.
Proširivanju robotskih tehnologija u mala i srednja poduzeća biti će namijenjena mreža centara kompetencija za aplikacije robotskih tehnologija u Francuskoj, Nizozemskoj, Njemačkoj i Sloveniji. Model centra kompetencija će biti razvije u okviru francuske RR-organizacije TNO i Tehničkog sveučilišta u Münchenu. Na tim osnovama će biti razvijen centar kompetencija za aplikacije robotskih tehnologija u Sloveniji. Biti će razvijen i utemeljen u okviru Zavoda C-TCS, Slovenskog alatničarskog grozda, u suradnji s međunarodnim virtualnim istraživačko-inovacijskim živim laboratorijem LENS Living Lab. Operativno-demonstracijski centar kompetencija biti će organiziran u okviru tvrtke ETRA, koja je aktivna na području razvoja i uvođenja industrijskih aplikacija robotskih tehnologija.
Slovenski centar kompetencija biti će organiziran u obliku otvorene inovacijske platforme (Slika 2), koja će biti sastavni dio europske mreže centara kompetencija HORSE. Preko njega će korisnici i projektanti imati pristup domaćem i inozemnom znanju te rješenjima za vlastite potrebe, kao i mogućnost uključivanja u međunarodne aplikativne istraživačko-razvojne programe i projekte.

Slika2: Regionalni centar kompetencija HORSE, sastavni dio europske mreže centara kompetencija

Završna razmatranja
S poduzetničkog aspekta projekt HORSE znači provedbu uvodno navedenog međunarodnog industrijskog otvorenog istraživačko-inovacijskog programa Pametni strojevi i sustavi, koji predstavlja ostvarenje razvojne vizije Industrije 4.0 u okviru dogovorenih partnerstva. Programski partneri su posebne tvrtke i organizacije iz EU, Indije, JAR i SAD. Koordinacija programa se izvodi u okviru organizacije LENS Living Lab. Administrativno sjedište i projektni ured programa su u Sloveniji na TCS, a tamo je i osnovana zajednička platforma regionalne suradnje na području industrija u nastajanju – Platforma Manulog. U okviru toga se razvija, izvodi i suupravlja portfeljem međunarodnih te regionalnih industrijskih partnerskih istraživačko-inovacijskih programa i projekata, kao što je i predstavljeni promjer projekta HORSE.

Literatura:
1. High Expert Group (2011), Key Enabling Technologies, Final Report, European Commission.
2. Robotics 2020, Multi-Annual Roadmap, SPARC 2015.
3. HORSE Consortina (2015), Smart Integration Robotics system for SMEs controlled by Internet of Things based on dynamic manufacturing processes, Horizon 2020, Call: H2020-FoF-2015, This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 680734.
4. LENS Living Lab - INTESO Group, Smart Machines & Systems (SM&S) Collaborative Research and Innovation (CRI) Program Business Case, Open Innovation CRI Program, Version 2015/1.5.
5. Zavod C-TCS & LENS Living Lab (2015), Predstavljanje projekta HORSE.
6. http://www.manufuture2015.eu/

Dr. Brane Semolič
Slovenski alatničarski grozd & LENS Living Lab