Tehnoloogia areng toob uusi võimalusi ka tööstusettevõtetesse ning Eestigi ei jää selles vallas muust maailmast maha. Saksa ettevõte ASM Assembly Systems on astunud sammu kaugemale ning seab sihiks täisautomatiseeritud tootmise.
Lõuna-Saksamaal Münchenis asuv elektroonikakomponentide tehas võitis ülemaailmse „Aasta tehas 2016“ tiitli timmitud ja tellimuspõhise tootmise ning innovaatilise konveiersüsteemi kasutamise eest. See võimaldab ettevõttel kiirelt reageerida kuni 60% tellimuste kõikumisele. Lisaks on ASM-is kasutusel mitmed digitaalsed lahendused, mis võimaldavad produktiivsust veelgi suurendada.
Baierimaa on üks Saksamaa jõukamaid piirkondi, kuhu on koondunud mitmed tuntud elektroonika-, tervishoiu- ja autotööstused. Seda, et tegemist on suure tööstuskeskusega, võib aimata juba kiirteedel vuravate veoautode ning linnaserva pikaks venitavate kõrghoonete järgi.
ASM-i enda tootmishoone ja kontor asuvad Müncheni küllaltki rohelises lõunaosas. Ehkki töö käib inimeste ja masinate koostöös mitmes vahetuses, ei erine tehase siseõhustik palju rahulikust väliskeskkonnast, kus on võimalik isegi linnulaulu kuulda.
Valmivad komplekteerimismasinad
ASM toodab elektroonikatööstusele vajalikke mikroskeemide meetodil töötavaid komplekteerimismasinaid (SMT ehk surface mount technology). Seejuures on huvitav fakt, et Ericssoni Tallinna esindus on selle Saksa ettevõtte suurim klient Skandinaavias ja Baltimaades.
Tootmisprotsessi iga etappi valvab praegu veel vähemalt kaks silmapaari. Kui tellimusi on rohkem, kutsutakse korraga tööle rohkem inimesi, nii suudetakse tõsta tehase tootlikkust kuni 60%. Foto: tootja
ASM-i SMT Kompetentsikeskus on võtnud eesmärgiks pakkuda oma olemasolevatele ja tulevastele klientidele ka testimisvõimalust: saab katsetada, kas ASM-i pakutavad elektroonikaseadmete komplekteerimismasinad sobivad nende tootmissüsteemi.
Kompetentsikeskuse juhi Bernhard Fritzi sõnul külastas 2016. aastal keskust üle 2000 inimese enam kui 600 ettevõttest. Kuna ASM-i toodangust umbes pool eksporditakse Hiina ja Aasia turule, siis avas ASM 2017. aasta algul teise keskuse Singapuris.
Oma suurimateks konkurentideks peab ASM Jaapani ettevõtteid Panasonicut ja Fujit. Hiina ettevõtteid oma konkurentideks ei peeta, kuna seal ei suudeta niivõrd keerukat ning kompleksset tootmissüsteemi kopeerida. ASM-i tootmine on samuti koondatud just Saksamaale, kuna nii on võimalik kaasata kõige paremaid spetsialiste.
Tööstus 4.0 põhimõtteid on ASM järginud praktiliselt ettevõtte loomisest alates 1975. aastal. Esimene SMT komplekteerimismasin toodeti 1984. aastal, 1990. aastal toodeti esimene komplekteerimismasin, mis kandis tuntud brändinimetust SIPLACE.
ASM-is kuueastmeline arengupüramiid
Hetkel on ettevõte Bernhard Fritzi sõnul poolel teel Tööstus 4.0 põhimõtete rakendamisega. „Meie töö peab olema ülitäpne, teatud etappides on küsimus vaid 10 mikronis ja selle kvaliteedi tagamiseks teeme pidevalt tööd. Selleks et konkurentsis püsida, tuleb minna järjest enam automatiseerimise teed,“ ütles Fritz.
Münchenis asuv ASM Assembly Systems tehas. Foto: tootja
Oma lõppeesmärgiks on ASM seadnud targa tehase süsteemi, kus puudub vajadus inimese sekkumise järele. ASM-i turundusjuhi Fuyan Yangi sõnul on eesmärk leida nutilahenduste abil võimalused, kuidas süsteem teha kuluefektiivsemaks, inimestest ja nende võimalikest apsakatest sõltumatuks, jätkusuutlikuks ning paindlikuks, et tehasel oleks võime muutustega toime tulla. Ideaalis peaksid tulevikus probleeme lahendama masinad ise, mis vigadest ja varasematest inseneriteadmistest ise õppida suudavad.
Et targa tehase süsteemi saavutada, on ettevõte võtnud kasutusele kuueastmelise arengupüramiidi. Kõige aluseks on inimtööjõud, keda rakendatakse kõige kuluefektiivsemal moel. Kuid et inimesed eksivad ning selles valdkonnas ei saa vigu ega praaki lubada, siis on järgmine aste automatiseerimine. Esimestena automatiseeriti tootmise lihtsamad protsessid, kus masin võib võtta üle korduvate liigutustega tootmistsükli osa, mida tingimata ei pea tegema inimene. Sellest samm edasi on kogu etapi automatiseerimine. Eeldus on aga see, et etapp kestab pikaajaliselt ning seda ei ole vaja vahepeal muuta. Tänu masinate abile pääseb inimtööjõud rutiinsest tööst, mille pikaajalisel tegemisel on vead kergemad tekkima.
Kuidas õpetada tark tehas oma vigadest õppima?
Täisautomatiseeritud etapi edasiarendus on püramiidi järgmine aste, mis on Fuyan Yangi sõnul seesama asi, kuid siin on kaasatud ekspertteadmised ning kasutatud eelprogrammeerimist. See on ka see etapp, millest algavad ASM-i väljakutsed ja mille kallal veel vaeva nähakse, et targa tehasena edasi toimida.
Idee on eelprogrammeerida masinad selliselt, et need tuleksid toime ka protsessivariantide ning muutujatega. Näiteks saab masin ise aru, et 4 mm vahega mikroskeemi asemel on vaja järgmisena lugeda 2 mm vahega mikroskeemi ega jäta sellest poolt lugemata.
Kaugem eesmärk on see, et masinad suudaksid omaenda vigadest õppida ning püramiidi tippu jõudes oleks valmis Tööstus 4.0 põhimõtteid järgiv tark tehas, mis kontrollib kogu tootmisprotsessi alustades inventarist ja materjalist ning lõpetades valmistoodangu kvaliteedikontrolliga.
Eesmärk silme ees: saavutada null viga
ASM on arendamas tehnoloogiat, kus tootmistehnika on omavahel ühendatud, oskab omavahel suhelda, õppida ning tootmisprotsessi aina enam optimeerida. Fuyan Yang toob näiteks nutitelefoni 1500 komponenti, millest ükski ei tohi olla vigane, et telefon töötaks nagu ette nähtud. Seepärast on tehase eesmärk luua tootmisliinid, mis miljoni toodetud mikroskeemi kohta ei tee ühtegi viga.
See on võimalik vaid siis, kui tootmisseadmed on võimelised ise tootmise käigus protsessi väiksemaidki kõrvalekaldumisi tuvastama ning tegema liigutusi, mis protsessi kohe sealsamas õigele teele tagasi lükkavad. Ainult sellisel juhul on võimalik töötada täisvõimsusel null defektiga. Kõige olulisem on selle saavutamiseks võime muutustega toime tulla. „Meil on kõigil nutitelefon. Kuid miks ei võiks ka seda valmistav masin ise olla nutikas?“ küsis Fuyan Yang retooriliselt ning vastas edasivaatavalt, et katsetused selleks juba käivad. Küsimus on selles, kuidas inseneriteadmised kõige nutikamal viisil masinasse viia.
Tehas töötab täna veel osaliselt inimtööjõul
Praegusel kujul on töö ASM Assembly Systems tehases jaotatud 12 etappi, kus esimeses etapis alustatakse seadme kokkupanekut nullist peale. Ca 6000 m2 suuruse tootmisruumi põrandaplaan on jagatud nende etappide vahel nii, et järjest valmiv seade liigub ühe tööposti juurest teiseni minimaalset teekonda pidi – inimsammudesse mõõdetuna ei ületa ühe tööposti kaugus teisest kaheksat sammu.
Osa etappe tuleb teha manuaalselt, kuna tegemist on suures osas tellimuse peale valmivate komplekteerimismasinatega ning tuleb järgida täpseid juhiseid. Osa etappe on pooleldi automatiseeritud ning tehakse inimeste kaasabil. Ning osa etappe on ka täisautomatiseeritud ning etapi valmimise hetkel inimestele suletud.
Tehase tootmisvõimsus on keskeltläbi 6 masinat päevas, kusjuures ühe masina lõpliku valmimise peale kulub ca 10 päeva. Selle aja hulka on arvestatud ka 4–5-päevane testimisaeg, mil insenerid ja tehnikud kontrollivad valminud seadmed veel kord üle.
Kvaliteedikontrolli tehakse ka igas valmimise etapis eraldi. Tehases on üleval sildid, mis nõuavad igas tööpunktis vähemalt kahe silmapaari olemasolu. Nii et praegusel hetkel ei ole veel karta, et masinad inimeste töö päriselt üle võtavad, ehkki inseneri elukutse muutumine ja inimese osa selles on veel vaid aja küsimus.
Tööstusrevolutsioon ehk Industrie 4.0
Saksamaa tööstus on Industrie 4.0 valdkonnas juhtival positsioonil ning on teinud mitmeid innovaatilisi uuendusi. Saksa-Balti Kaubanduskoda (AHK) korraldas 31. maist kuni 2. juunini 2017 ajakirjanikele pressireisi Lõuna-Saksamaal asuvale Baierimaale, et tutvustada Industrie 4.0 lahendusi. Projekti toetas Saksa Välisministeerium.
