Než se dostane nový model vozu Škoda z fáze konceptu do sériové výroby, pracují na něm v automobilce Škoda Auto paralelně stovky lidí z různých oblastí celého podniku. Nedílnou součástí tohoto procesu je i oddělení EGV , pod nějž spadá stavba všech zkušebních vozů a prototypů. Od ledna letošního roku probíhají klíčové části vývoje vozů Škoda Auto v nově postavené multifunkční budově, díky které by se všechny výrobní kroky prototypů mohly sjednotit pod jednu střechu. Srdcem stavby zkouškových vozů a prototypů je tedy na míru projektovaná moderní budova o třech patrech a několika administrativních mezipatrech. Do ní bylo možné instalovat i technologie, s nimiž byl ve starých budovách problém. Výroba se tak rozkládá na 14 tisících metrech čtverečních a dohromady v budově pracuje 168 zaměstnanců na technických, administrativních i dělnických pozicích. „Přízemí budovy patří oblasti logistiky, kterou se podařilo centralizovat, takže odpadá převážení materiálů a dílů z různých míst závodu. Tím, že je skladování přičleněno k výrobě vozů, se náklady na logistiku snížily o 400 tisíc korun ročně a k tomu ušetříme i 1 800 l paliva,“ vysvětluje mi na úvod komentované prohlídky budovy technického vývoje David Vaněk, vedoucí stavby prototypů a modelů. Materiál, který k vývojovému centru dorazí, prochází ihned na příjmu kontrolou. U zhruba 30 klíčových dílů se dělají osobní přejímky s dodavateli, aby byl prostor pro přímou zpětnou vazbu. Ostatní díly se kontrolují namátkově, zároveň u všech probíhá kontrola měrových protokolů. „Od každého dodavatele dostáváme měrové protokoly a ty kontrolujeme. Pokud si nejsme jisti, že má dodavatel kontrolní nález správně, díl si pro jistotu sami přeměříme a ověříme, že je zásilka v pořádku,“ pokračuje Monika Grubnerová, koordinátorka kontroly kvality a zároveň moje druhá průvodkyně. Stejně jako v sériové výrobě, i zde je každý přijatý díl, každá součástka už od objednávky sledovaná pomocí QR kódu a řídicího systému. Po vstupní kontrole je materiál roztříděn podle konkrétních projektů a následně zaskladněn. Ale i výroba zkušebních vozů a prototypů je řízena skrze termínové plány konkrétních projektů, takže zároveň dochází i k vyskladňování požadovaného materiálu, ať už pro karosárnu, nebo pro montáž. Skrytým, ale velmi důležitým článkem budovy jsou také dva výtahy, které výrazně usnadňují transfer takto vyskladněného materiálu do příslušných pater.
V karosárně pracují lidé i roboty Z logistického přízemí se přesouváme do prvního patra, kde se nachází na obrovské ploše karosárna, tedy místo, kde z přijatého materiálu vznikají větší či menší části vozů nebo i celé karoserie. Uprostřed haly se nachází robotické pracoviště – dvě ramena KUKA, čímž se oddělení EGV dostává na vyšší procento automatizace a je schopno navýšit výrobní kapacitu, která ve starých budovách činila pět vozů za týden, na dvojnásobek. „Robotické pracoviště má výhodu v tom, že jsme jen při jednoduché změně programu schopni udělat rychle různé operace na jednom místě. Stává se, že se nám paralelně sejdou dva projekty, a zatímco v minulosti by to znamenalo odstranění stávajících a navezení nových přípravků a velkou změnu ve výrobě z pohledu orientace na jiný projekt, v současné době jen vyměníme přípravek v rámci jednoho jednoduchého upnutí a změníme program,“ říká David Vaněk s tím, že je tak možné pracovat na dvou projektech zároveň. Pracoviště je ale samozřejmě vázané na kooperaci robotu a člověka. Některé úkony na projektu tak dělá člověk, a když skončí, spustí program s automatizovanou smyčkou. Po jejím konci zase mohou nastoupit lidé a pokračovat v manuální práci. Roboty se umějí otočit ze středu na druhou stranu o 180 stupňů, takže po obou stranách pracoviště mohou být další upínací stoly pro boční svařování při přípravě jednotlivých podskupin karoserie. Jak dokážou tato ramena pracovat a spolupracovat, mi kolegové Davida Vaňka ukázali velmi netradičně. Naprogramovali je k synchronizovanému tanci na Smetanovu Vltavu a musím říci, že vidět ve Škodovce tančit roboty za libých tónů z pera velikána české kultury, bylo opravdu impozantní. Výroba zkušebních vozů a prototypů není sériovou záležitostí, a v karosárně je proto záměrně i velký podíl manuálních pohybů s materiály. Vzhledem k tomu, že hotový produkt musí být zkouškově relevantní, je třeba přesné výroby podle CAD dat, tedy výkresové dokumentace a v určitých bodech dodržet i sériové technologie. Jinak řečeno, prototyp musí svými parametry a provedením odpovídat budoucím technologiím v sériové výrobě. Aby se v karosárně synchronizovala požadovaná přesnost, upínají technici na každém pracovišti podskupinu dílů, nebo celou karoserii za stejné body. Tím se zajistí stejné ustavení v rámci jednotlivých pracovišť. Už při stavbě budovy se počítalo s tím, že se určitá pracoviště zapustí o 600–700 mm do země. „Veškeré základy robotů a pracovních desek stojí o tuto úroveň na nosné podlaze níže, čímž se nám podařilo všechno na vrchní podlaze dostat do jedné roviny a vozíky i přípravky, na kterých stojí rozpracovaná výroba, se pohybují na stejné úrovni,“ ukazuje dále David Vaněk a vede mě opět k robotům, abych se přesvědčila na vlastní oči. Po prohlídce robotického pracoviště se pomalu přesouváme k ručnímu pracovišti, kterému se mezi zaměstnanci říká flexibil a vznikají zde malé podskupiny karosérie na jednoduchých přípravcích. Jako ukázka mi posloužila upnutá platforma a v bočních přípravcích upnuté rámy. Flexibil zajistí, že rámy najedou v přesné pozici k platformě a pracovník může správně zavařit určité bodové sváry. Takto rozpracovaná podskupina se následně odváží na robotické pracoviště, kde dvojice robotů provede dovaření všech zbylých bodů. Dalším místem, kde se pracuje manuálně, je koncepční pracoviště. Je to místo, kde je možné bez složitých, a tedy i finančně náročnějších přípravků zkusit vyrobit koncept v počtu jednoho či dvou kusů. Je zde pouze základna, přesná rovinná deska s rastrem upevňovacích otvorů, a pro výrobu konceptu se používají na míru vytvořené jednoduché přípravky. „Tento postup se využíval zejména v minulosti, teď si většinu koncepčních projektů dokážeme simulovat ve virtuálním prostoru, ale čas od času je potřeba verifikovat výpočtové modely nebo ověřit funkčnost technologie a takovéto pracoviště nám umožní jednoduše a s minimálním nákladem na přípravu zajistit výrobu podskupin nebo celých celků,“ popisuje můj třetí průvodce po nové budově technického vývoje a koordinátor stavby karoserie Martin Kadlec. A je to právě on, kdo mě následně bere i do speciální místnosti, kde se nachází pětiosý laser. Využívají ho pro výrobu přípravků a ořez plechových výlisků nebo částí karoserie až do tloušťky 10–12 mm. Toto zařízení je jedno z největších v ČR a pracuje na plnou směnnost. „Takto veliký laser při používání silně vibruje, což by mohlo ovlivnit přesnost mnoha měřicích přístrojů. I s tímto se však počítalo již při stavbě centra, a laser tak má proto speciální základy, díky kterým se zbytek budovy ani nehne,“ pokračuje s hrdostí v hlase. Stejně jako o patro níže v logistice, i zde v karosárně probíhá nepřetržitá kontrola. Měří se jak samotné přípravky, tak i na nich vyrobené podskupiny i celé karoserie, a to dotykovou i bezdotykovou formou. Postupně by však mělo v technickém vývoji převážit bezdotykové měření, protože tato technologie umožňuje nasnímat celou plochu a kdykoliv se vrátit k naměřeným odchylkám, ať jsou kdekoliv. K dispozici je také mobilní kombinovaný měřák Leica T-scan, s nímž je možné měřit okamžitě kdekoliv v budově jak dotykově, tak opticky. Oddělení kontroly kvality plánuje v budoucnu pořídit i skenovací box, v němž by robot dokázal nasnímat celou karoserii za maximálně 30 minut. „Každé prototypové auto má svoje určení. Ať už zamíří na crash test, nebo se u něj budou provádět dlouhodobé jízdní zkoušky, má přesně definováno, co se u něj musí měřit a kontrolovat a jaké mohou být odchylky. Třeba u karoserie na crash test se musí zkontrolovat úplně všechny svarové body. Používáme k tomu i ultrazvuk, a pokud byť jeden jediný svarový bod vykazuje odchylku, musíme stanovit a provést korekci, nebo v extrémním případě vyměnit pro crash test celou karoserii,“ vysvětluje Monika Grubnerová a David Vaněk ji doplňuje s informací, že ročně se v technickém vývoji vyrobí zhruba 60–70 prototypů nejvyššího stupně zkouškového vozu s nejpřísnějším utajením. Celkově to může být až 350 zkouškových vozů všech kategorií. Při výrobě zkušebních vozů a prototypů se využívá i technologie 3D tisku, zejména v případech, kdy je třeba co nejrychleji zhmotnit data do dílu. Avšak míra jejího využití závisí na konkrétním typu vozu. Testovací vůz by měl reprezentovat budoucí sériové materiály a technologie výroby dílů, takže na prototypech a zkouškových vozech nejvyšší úrovně je tisknutých dílů méně. Tisk se využívá především v rámci výroby modelů vozů v předvývojové fázi při ověřování konceptů.
Virtuální realita pomáhá s programováním robotů V prostoru karosárny se také nachází virtuální pracoviště, což je místo pro proces simulace robotického svařování karoserií a virtuální programování za pomoci 3D brýlí. Využívá se k tomu software od společnosti Siemens. Vše zvládne obsloužit jeden člověk přímo ve virtuální realitě. Výsledkem může být svařovací program, který se poté přehraje do robotu. Po nasazení 3D brýlí pracovník vidí ve virtuálním světě určitou scénu. Pomocí dvou ovladačů v rukách dokáže vést virtuální robot přesně do míst, kde bude nějaký svár či operace, a tím vlastně programuje dráhy pro budoucí opakování v rámci smyček, až bude práce probíhat v reálu. „Celý proces dosažení programu je připravený tak, aby tuto činnost zvládl i zaměstnanec s nižší kvalifikací, bez znalostí CAD programů a systémů pro offline programování. Obsluha tohoto pracoviště tedy může základní programy připravovat sama. Naším cílem je zvýšit kompetenci a univerzálnost zaměstnanců obsluhujících robotická pracoviště,“ pokračuje David Vaněk a jeho kolega mi podává 3D brýle, abych si vyzkoušela, jak jednoduchá a intuitivní tato práce ve virtuální realitě vlastně je. Už za pár minut jsem zvládla navést robot do zadaných míst a po řádném zaškolení bych mohla generovat kód. „Programátorovi v kancelářském zázemí budovy příprava programu pro pracoviště zabere zhruba dva dny. Ověřili jsme si, že přibližně za stejnou dobu je schopen stejnou úlohu touto formou 3D offline programováním připravit i zaškolený pracovník obsluhy pracoviště. Neznamená to ale, že bychom neměli mít offline programátory vysoké odbornosti vůbec. Oni nám tu samozřejmě zůstanou, ale budou se věnovat více specializovaným věcem. První rychlé úpravy a získání kódu by měl zvládnout i méně kvalifikovaný člověk pomocí těchto nových technologií.“ Válcov á zkušebna dovol í auto roz jet v budov ě Výrobní cesta zkušebních vozů a prototypů finišuje v posledním patře, kam se hotové a schválené karoserie přepravují pomocí výtahů, a kde následně probíhá koncová montáž, lakování vozů, jejich oživení a příprava pro zkoušky. Ze stropů tu visí žluté svěšováky sloužící pro „svatbu“, tedy spojení karoserie s podvozkem. Dalším místem na tomto patře je například přípravné pracoviště pro předmontáž kokpitů, kde se už kompletně vyrobená podskupina jako jedna celá jednotka instaluje do vozu. Ujímá se mě zde Petr Melša, koordinátor montáže, a odvádí mě směrem k lakovně, kde máme další zastávku. Jsou v ní přípravná stání, míchárna barev, dvě lakovací kabiny i čistá zóna za boxy. „Buď odtud odjede auto v krásné, jednoduché bílé či stříbrné metalíze, nebo vůz ve specifické matné barvě, která je vhodná pro snímání průběhu crash testů. Nebo odtud může odjet i černobílá maskovaná zebra, tedy vůz, který je už odtajněný, ale stále je ve fázi maskování. Auta lakujeme i na zakázku odborných útvarů, kdy používáme ne úplně běžné barvy jako třeba růžovou či fialovou ke zvýraznění určitých dílů. Barvy zobrazují konkrétní materiály či tloušťky dílů a takový vůz se používá jako demonstrátor.“ Kromě karosérií se zde lakují i plastové díly a díly interiéru tak, aby připomínaly sériovou výrobu. Využívají k tomu soft laky, které evokují příjemný dojem povrchu materiálu. Nejde však o finální povrchovou úpravu. Tyto metody budoucí zkoušku ne- ovlivní, díl je ze sériového materiálu, ale vzor či dezén jsou simulovány jen barvou. Proti tomu jsou pak vytipované díly, které musejí mít sériový materiál a musejí být dělané stejnou technologií, jež bude posléze využívána v sériích. Tím pádem i povrch dílu musí být dotažen k dokonalosti. To se týká například přístrojové desky pro zkoušky airbagů. Z lakovny se přesouváme k válcové zkušebně, přičemž míjíme i stanoviště pro plnění provozních kapalin a pracoviště geometrie s veškerými kalibračními systémy. Válcová zkušebna je zásadní pracoviště, v němž je možné reálně provést start vozu a odbýt minuty provozu do zahřátí na provozní teplotu. Zkušebna je připravena na pohon 4 × 4 a maximální rychlost činí 300 km/h. „Běžně tu dosahujeme rychlosti 80–100 km/h po dobu 10 minut. Máme tu i agregát, který ve zkušebně simuluje proudění vzduchu zepředu. Auto se rozjede a my vyzkoušíme správnou funkci systémů vozu,“ pokračuje Petr Melša. Pak mávne na kolegu, ten usedne do připraveného, zafixovaného vozu a rozjede se až na rychlost 100 km/h. Když motor po zkrácené ukázce utichne, necítím téměř žádný zápach výfukových plynů. Zkušebna je konstruovaná tak, aby se z ní vzduch dobře odsával. Ani tomuto patru se nevyhne všudypřítomná kontrola kvality, takže se opět hotové vozy přeměřují a skenují. Prověřovány jsou softwary, elektronika, spáry, lícování, přesahy i postavení zrcátek. „Jakákoliv drobná odchylka od dokumentace by mohla způsobit problémy při testech například v aerotunelu či při crash testech, a proto si zde dáváme na dodržení dokumentace a všech parametrů pečlivý pozor,“ říká za kvalitu Monika Grubnerová a ukazuje na muže, který se právě věnuje přeměřování masky za pomoci přenosného zařízení.
Dva kilometry kabelů na stole Přestože je v posloupnosti výroby zkušebních vozů pracoviště montáže elektroniky a elektriky ještě před válcovou zkušebnou, David Vaněk mě k němu vzal až ke konci prohlídky, protože jde tak trochu o specialitu. Jedenáct elektrotechniků zde oživuje prototypy od prvního plánování až po finální „vložení šému“. I proto je pracoviště volně propojené s kancelářským zázemím. Při práci elektrotechniků jde o využívání rukou i počítačů. Celému pracovišti dominují dva obrovské stoly, na nichž je rozložena kompletní elektronika vozu a všechny svazky kabelů. Kdyby se rozmotaly a jednotlivě poskládaly za sebe, dosahovaly by délky až 2 km. Prototypové svazky vyrábějí dodavatelé ručně, a i když je samozřejmě před dodáním do technického vývoje testují, může se stát, že někde bude chyba. Stačí, aby byl vadný jediný drátek, a auto buď nebude fungovat vůbec, nebo bude fungovat špatně. „My bychom museli svazek z auta vyndat, což je nesmírně náročné, takže je lepší svazky testovat v této formě. Stůl je do sebe schopen nahrát výkresovou dokumentaci svazku. Máme na něm různé boxy, které jsou připojené na protikusy svorkovnic a podle výkresové dokumentace stůl dokáže simulovat protikus vozu a 100 % svazků otestovat. Výsledkem je report o tom, že jsou všechny svazky v pořádku, případně report, který odhalí konkrétní problémy svazku, které pak opravíme,“ popisuje funkci stolu Robert Niedermirtl, koordinátor montáže elektroniky prototypů. Druhý stůl má kromě pozičně správně rozložených kabelů připojené i periferie, jako jsou například světlomety. „Když stavíme úplně první auto, tak máme představu toho, jaká by měla být kombinace softwaru, jednotek a jak to všechno má spolu komunikovat. Ale zde platí to samé, co už bylo řešeno. Abychom případně nemuseli rozebírat celý vůz, z elektrického a elektronického pohledu si jej postavíme téměř kompletně tady. Pak mu dáme identitu a oživíme jej. Můžeme tak vyzkoušet všechny systémy a jejich správnou funkčnost od nejjednodušších, jako jsou světla, blinkry, stěrače, až po vnitřní diagnostiku vozu,“ pokračuje a pohybem ruky zapne blinkr. Z kabelů se ozve charakteristické cvakání a světlo na konci stolu začne blikat. V okamžiku, kdy spolu opravdu všechny jednotky správně komunikují, přijde na řadu první kódování. A když je opět vše v pořádku, instalují se kabely do vozu, který už je v té době kompletně sestaven. Poté se ještě provádí nastavení konkrétních parametrů a auto je připraveno k nastartování a zkoušce ve válcové zkušebně. Jakmile je tedy hotovo a vůz dostane zelenou, přijdou na řadu zkoušky podle konkrétního určení zkušebního vozu či prototypu. Tyto testy mají na starosti odborné útvary, které následně i vyhodnocují výsledky a nastavují případně korekční postupy, pokud některý z testů nevyjde podle očekávání. V ten moment se pak vše vrací na začátek, a pokud je to nutné, pracuje se na dalším zkušebním voze, který reflektuje výsledky zkoušek a změny v dokumentaci. Když pak opětovné testování proběhne v pořádku, vznikne dokumentace pro sériovou výrobu. Jakmile se dokumentace naplní daty ze všech předem stanovených typů zkoušek a přijde finální schválení, může začít produkce nového modelu. /Kristina Kadlas Blümelová/
