Vítěz Ceny za Průmysl 4.0 využívá v kyslíkárně umělou inteligenci

I v letošním roce hledáme inspirativní využití moderních technologií v českém průmyslu. Přihlaste je do Ceny za Průmysl 4.0. Nejste si jistí, jestli takový projekt máte, zda obstojí v konkurenci nebo jestli ho vůbec zavádět? Přečtěte si příběh loňského vítěze, firmy Linde Gas, která ve svém provozu využila umělou inteligenci. „Díky úspěchům s optimalizací výroben technických plynů jsme dokázali do Česka přetáhnout pracovní pozice s vysokou přidanou hodnotou ze západní Evropy,“ říká v rozhovoru pro časopis Spektrum Daniel Sliž, vedoucí ROC centra Linde Gas v Ropici.

Dálkové řídící centrum (ROC) v Ropici pod Beskydami se stalo lídrem v digitalizaci a automatizaci výroby technických plynů v celém globálním koncernu Linde Gas. Co k tomu vedlo?

V roce 2000 převzala společnost Linde od Třineckých železáren jejich výrobnu kyslíku. Možná dílem náhody tam tehdy pracovala skupina nadšených inženýrů, kteří už v té době zkoušeli věci jako matematické modelování z výrobních dat, termodynamické výpočty či další způsoby řízení. Díky tomu a kapitálovým investicím skupiny Linde produktivita kyslíkárny vzrostla o 15 až 20 procent.

To se muselo mateřské skupině Linde zamlouvat.

Proto dala třineckým inženýrům šanci podívat se i na produktivitu dalších závodů ve střední a východní Evropě. Provedli na nich podobnou optimalizaci jako v Třinci. 

Proto sem Linde nakonec umístilo jedno z deseti globálních dálkových řídících center pro výrobny ve střední a východní Evropě a na Blízkém východě?

V roce 2006 po fúzi Linde se společností BOC se firma rozhodla, že půjde cestou centralizace a dálkového řízení výrobních závodů. Rozhodovalo se, kam deset řídicích center rozesetých po celém světě umístit. Protože jsme  tady dosáhli dobré výsledky při optimalizaci, padla volba na nás. 

V čem spočíval přechod na dálkové řízení?

Linde má globálně kolem tisícovky větších či menších zařízení na výrobu kyslíku. ROC centra měla za úkol tato zařízení připojit na jednotnou síť, vytvořit jakýsi intranet věcí, do kterého jsou napojeny snímače, senzory a které jsou přístupné dálkově z centrální databáze. Můžeme dálkově monitorovat a řídit tato zařízení stejně, jako kdybychom měli před sebou lokální velín. Vlastní provoz zařízení řídí speciální software, Advanced Process Control Tools. 

Ten převzal řízení od lidí?

Lidem se zcela změnila jejich kvalifikace a pracovní náplň. Jejich práce už není řízení, to znamená sledování spotřeby energie nebo spotřeby plynů u zákazníka, ale jen monitoring a hledání odchylek od normálního stavu. To znamená, jestli neztrácíme tlaky, průtoky, čistoty výstupních produktů. To byl velký technologický skok a nepovedlo by se to bez přechodu na dálkové řízení výroben. 

Jak do toho zapadá systém Plantwatch, za který jste dostali v roce 2021 Cenu za Průmysl 4.0 od Svazu průmyslu?

Náš region roste rychle, zdvojnásobuje počet výrobních zařízení připojených do našeho ROC centra každé tři až čtyři roky a my nejsme schopni tady v ROC centru zajistit dostatek lidí se správnou kvalifikací, kteří by tomuto růstu stačili. Hledali jsme, co by operátorům pomohlo v detekci problémů, nestandardních stavů a vyřešilo nepoměr mezi rychlým růstem a nedostatkem lidí. 

A vymysleli jste Plantwatch založený na strojovém učení z výrobních dat?

Strojové učení má pomoci méně zkušeným operátorům, kteří tady začínají převažovat díky rychlému růstu, s předstihem identifikovat odchylky od rutinního provozu. Naučili jsme Plantwatch na výrobních datech, jak vypadá stabilní proces výroby. On se teď dívá na zařízení spolu s operátory a napovídá jím, když vidí nějaký problém. 

Takže jim vlastně dodává know-how zkušenějších kolegů?

Představte si to tak, že k nám přijde poměrně nezkušený operátor, který o řízení výroben technických plynů nic moc neví. My máme tři až šest měsíců na to, abychom ho zapracovali, což je dramaticky málo. A po této době se před řídící obrazovky posadí sám. Správně by měl ale mít v tomto okamžiku pět let zkušeností. Místo nich má v zádech Plantwatch, který za něj umí detekovat nepřesnosti a abnormality. Plantwatch také uvolnil ruce zkušeným operátorům, kteří mají více času věnovat se méně zkušeným kolegům a pomáhat jim. 

Podívejte se na medailonek společnosti Linde Gas, vítěze Ceny za Průmysl 4.0 za rok 2021.

Stvořili jste umělého operátora?

Přesněji není to umělý operátor, který aktivně něco mění nebo řídí. Je to systém, který analyzuje stav a průběh výroby, což by dělal i člověk. Může jít i o malou poruchu jedné pumpy. Plantwatch zjistí, že jsme se dostali mimo standardní stav. A díky předchozímu strojovému učení řekne, kde přesně ten problém vznikl. 

Jak dlouho jste Plantwatch vyvíjeli?

Zhruba šest měsíců. V létě 2020 jsme si definovali, co chceme a jak to chceme udělat. Hardware s odpovídajícím výpočetním výkonem už v Linde měli. Stejně tak jsme měli potřebná data z výrobních zařízení. Potřebovali jsme jen vše pospojovat, vytvořit něco jako digitální dvojče kyslíkárny a pak systém otestovat a odladit.

Podílíte se na tvorbě digitální strategie celého koncernu Linde? 

Pomáháme tady z Ropice určovat globální strategii dálkového řízení a digitalizace výroby. Několik projektů u nás běží jako pilotní. Zhodnocujeme jejich přínos, snažíme se vyřešit jejich problémy a následně naše zkušenosti a výsledky promítáme do globální digitální strategie koncernu. I systému Plantwatch jsme museli otevřít vrátka do globální strategie. To se povedlo. Už se nasazuje na zařízeních po světě.

Jak moc se tím změnila role českého Linde Gas?

Na počátku projektu ROC centra byla Česká republika nejrozvinutější částí koncernu Linde ve střední a východní Evropě. Technologie a způsoby řízení byly ale závislé na know-how z Německa. Během posledních deseti let se know-how, jak zařízení řídit, optimalizovat a provozovat ho bezpečněji a flexibilněji, postupně přesouvá do Česka, do Ropice. To s sebou nese i přesunutí určitých pracovních příležitostí z Německa do Česka. Dokázali jsme sem přitáhnout pracovní pozice s vysokou přidanou hodnotou.

Jak na ně hledáte lidi?

Od roku 2008 do 2018 jsme byli schopni naše potřeby pokrýt mladými talenty, které jsme získali krátce po škole. Většinou jsou to lidé z okruhu 30 kilometrů od Ropice. Od roku 2019 se situace mění. Už pociťujeme, že je těžší nové lidi získat. Spolupracujeme s univerzitami, nabízíme placené stáže. Doufáme, že stážisti k nám po ukončení školy nastoupí. Momentálně tady pracuje 80 lidí, do dvou let by měl počet zaměstnanců vzrůst na stovku. 

Rozhovor vyšel v časopise Spektrum. Celé číslo si můžete přečíst zde.