На заводе будущего Nokia: роботы, обработка данных, автоматизация, 5G и немного людей

«Завод будущего» Nokia в Оулу, городе на северо-западе Финляндии, предлагает заглянуть в мир, в котором высокоскоростное соединение преобразит промышленность. Однако возможность автоматизации практически каждого аспекта производства поднимает вопрос о том, какое место в системе займут люди.

Кампус в Оулу является центром Nokia по разработке 5G-сетей и инноваций: этот производственный объект позволяет компании тестировать и производить оборудование совместно с исследователями.

Один из наиболее продвигаемых вариантов использования 5G-сетей после их развертывания — Индустрия 4.0 или «фабрика будущего». Сторонники 5G утверждают, что эти молниеносные сети, которые могут поддерживать огромное количество подключенных объектов, при этом передавая сигнал без задержки, позволят производителям использовать автоматизацию и данные для того, чтобы сделать работу намного более эффективной.

Чтобы доказать это, Nokia будет использовать многие принципы 5G на своем заводе в Оулу.

У нас есть собственная фабрика, — говорит Яни Лескинен, глава отдела исследований и разработок Nokia в Оулу, — почему бы не использовать ее как «игровую площадку»?

При этом есть один показательный момент — пока что все работает на сети 4G LTE. Директора Nokia отмечают, что 4G-сети до сих пор используются не в полной мере и все продолжают внедряться в различных областях. Операторам нужно больше времени, чтобы окупить свои вложения в 4G, но, несмотря на это, они уже строят планы на 5G. Поэтому перед Nokia стоит сложная задача — расширить возможности подключения, не снижая ценность 4G.

Nokia говорит, что производителям не нужно ждать, пока 5G-сети начнут «соединять» их заводы. В компании на своем опыте готовы продемонстрировать, что эволюционный путь приведет к переходу на 5G-сети уже в ближайшие пару лет. И, по словам руководящих лиц, используя только 4G, удалось добиться автоматизации некоторых производственных процессов на заводе в Оулу почти на 100%. При этом некоторые задачи по прототипированию остаются в руках людей. Такой подход в компании называют «осознанным производством».

Благодаря аналитике данных и высокому уровню автоматизации наша производственная среда полна инноваций, — объяснил Хейкки Ромппайнен, глава завода Nokia в Оулу. — С постоянным увеличением количества роботов растет и уровень автоматизации. В конечном счете, это сделает всю цепочку поставок более гибкой и она будет легче адаптироваться к новым продуктам.

Роботизированная фабрика

Первое, что замечаешь при входе на завод — несколько телевизоров с большими экранами. Эти экраны в реальном времени показывают информацию с различных датчиков, которые контролируют практически каждый процесс в заводском цехе. По словам Ромппайнена, в этом месте часто проводятся встречи для обсуждения проблем или оценки новых компонентов.

Информация с датчиков проходит через облачную платформу Microsoft Azure, и система позволяет менеджерам по серийному номеру отслеживать перемещение. Традиционно, тестирование качества произведенных продуктов проводится в конце сборки или производственного процесса. Однако Ромппайнен пояснил, что эта система позволяет компании точно определить, где что-то пошло не так, и быстрее решить проблему.

По словам Ромппайнена, для обнаружения дефектов не нужно производить полную диагностику системы или проводить исследование, чтобы проследить все предпринятые действия, поскольку вы в онлайн-режиме видите данные с датчиков, позволяющих определить место сбоя.

4G-сети также позволяют роботам с технологией телеприсутствия перемещаться по заводским цехам, благодаря чему коллеги из разных цехов могут проводить конференции и наблюдать за производственными процессами, совместно проводя неполадки.

По всему заводу установлены датчики, измеряющие температуру и влажность, а также антенны, подключенные по Bluetooth, которые обеспечивают систему внутренней геолокации, определяющей местоположение с точностью до 30 сантиметров.

С таким набором данных система может автоматически отслеживать поток поставок и определять, когда материалы подходят к концу. В прошлом работа прекращалась, когда заканчивались запасы для производства определенной детали. Теперь же система отправляет предупреждение, а робот доставляет дополнительные детали или расходные материалы, что значительно сокращает время простоя.

Помимо этого, автоматизация позволяет выполнять более тонкую работу над производимыми деталями: с ее внедрением количество компонентов на материнской плате одной из производственных линий резко возросло, при этом оптическая система проверяет пайку, что почти невозможно сделать человеческим глазом.

Роботы также полностью собирают некоторые продукты. Благодаря стандартизации таких вещей, как размеры винтов, они могут выполнять все больше и больше работы на производстве — в этих целях Nokia все больше использует промышленных роботов, которые работают отдельно от людей в отдельных помещениях.

Дополнительно Nokia начинает внедрять коботов (коллаборативных роботов), которые обладают высокой степенью чувствительности и потому могут работать вместе с людьми, не нарушая их безопасность. Преимущество коботов — в том, что их легче перепрограммировать для выполнения монотонных задач.

На заводе роботы, носящие контейнеры с материалами, проносятся вверх и вниз по проходам. При том они не бегают по запрограммированным путям, а полностью автономны и независимы. Всякий раз, когда кто-то приближается к ним они замедляются и обходят препятствие, после чего продолжают следовать к месту назначения.

Будущее с 5G

Все это поднимает вопрос о том, как далеко может продвинуться автоматизация с использованием 5G-сетей? С одной стороны, компания сможет выпустить больше датчиков, выполняющих больше задач. В настоящее время они предупреждают менеджеров, лишь когда проблема уже возникла. Однако более продвинутые датчики потенциально смогут диагностировать проблему и, возможно, либо устранить ее, либо вызвать автономного робота для ее устранения.

Усиленный видеоконтроль за работой людей — это еще один пример использования 5G-сетей, находящийся в процессе тестирования. В одном из цехов компания установила тестовую систему 5G, поместив камеры над сотрудниками. Система следит за всеми действиями сотрудников, а видеоанализ, проводимый по сети 5G, уведомляет их, когда они допускают ошибку. Оценят ли работники такую видеопомощь — это другой вопрос, который возвращает нас к влиянию на людей.

Ромппайнен сказал, что люди на заводе все еще выполняют некоторые задачи по замене, сборке или диагностике неполадок. Работа включает в себя контроль процессов, реагирование на проблемы, отмеченные аналитическими системами, и общее улучшение производственного процесса.

Но если цель — максимальная автоматизация, что произойдет с этими заданиями?

Споры вокруг автоматизации и потери работы будут только усиливаться в ближайшие годы. С одной стороны, автоматизация может иметь решающее значение в масштабировании производства базовых станций 5G и других начинаний. Но из-за того, что 5G-станции покрывают меньшие расстояния, чем 4G, операторам понадобится большая плотность станций, чтобы обеспечить надежное соединение. Производственный спрос может быть огромным, и неясно, достаточно ли заводов и рабочей силы для удовлетворения этих потребностей в течение следующего десятилетия без массовой автоматизации процесса.

С другой стороны, кажется очевидным, что возможностей для неквалифицированных работников будет все меньше и меньше. И подключение заводов — это только начало.

Источник: VentureBeat