Industrija 5.0: Proizvodnja se trudi preseliti u mikrotvornice

Ni tvornice više nisu ono što su nekad bile. U velikim tvorničkim halama strojevi su desetkovali ljude, a sada je odzvonilo i nekima od njih. Industrija 4.0 donijela je novi trend – mikrotvornice. Riječ je o manjim proizvodnim pogonima koji se koriste vrhunskim alatima i rješenjima za postizanje konkurentske prednosti. Nude novu razinu fleksibilnosti i skalabilnosti koje veće, klasične tvornice teško postižu. Visokoautomatizirane su i tehnološki napredne, male su i srednje, a imaju velik procesni potencijal. Troše manje energije i materijala od klasičnih tvornica: do 90 posto manje vode, 50 posto manje kemikalija i 80 posto manje energije, a trebaju i manje radnika jer upotrebljavaju nove tehnologije.

Male dimenzije, velike mogućnosti

Umjetna inteligencija (AI) strojno učenje, veliki podaci i druge inovativne tehnologije pomažu mikrotvornicama u uklanjanju otpada, optimizaciji procesa i personalizaciji proizvodnje. Mikrotvornice su modularne te se u njima mogu proizvoditi i velike količine proizvoda. Koncept se temelji na malim dimenzijama proizvodne opreme i sustavima prilagođenima veličini proizvoda, što smanjuje veličinu tvornice, ulaganje i operativne troškove.

Prva mikrotvornica osmišljena je 1990. u Laboratoriju za strojarske inženjere (MEL) u Japanu kada su japanski inženjeri počeli raditi na smanjenju alatnih strojeva i proizvodnih sustava. MEL je 1996. razvio mikrostrug manji od ljudskog dlana, nakon čega je nastao prototip cijele tvornice za strojnu obradu. Tri godine poslije napravio je prvi stolni proizvodni sustav za proizvodnju mikrokugličnih ležajeva.

Zatim je japanska kompanija Nidec Sankyo razvila tvornicu stolnih računala za sklapanje sastavljenu od različitih jedinica standardiziranih veličina i sučelja. Japanske inovacije nadahnule su stručnjake njemačkog Fraunhofer Institute for Manufacturing, Engineering and Automationa (FhG-IPA) i švicarskog EPFL-a na intenzivno istraživanje kako bi razvili jedinstven minitvornički sustav s modularnom konstrukcijom i stolnim strojem za glodanje i bušenje za mikrostrojne obrade. Nakon toga je napredak novih proizvodnih tehnologija poput 3D ispisa mikrotvornicama otvorio put prema komercijalnoj proizvodnji. Prvu mikrotvornicu osnovala je 2010. tvrtka Local Motors u Phoenixu te u njoj proizvodila automobil Rally Fighter.

Prvo oprema

Slijedili su je i neki drugi proizvođači pa je broj mikrotvornica rastao u različitim industrijama, a taj inovativni koncept proizvodnje prihvatili su i neki startupovi. Automobilska industrija, proizvodnja odjeće, kućanskih uređaja i obrada elektroničkog otpada neke su od vodećih industrija koje trenutačno proizvode u mikrotvornicama. Dok neke tvrtke ulažu u razvoj novih i naprednih tehnologija potrebnih za gradnju mikrotvornica, Bright Machines i Buhler, primjerice, proizvode potrebnu opremu i tehnologiju.

Školski slučaj

Britanski proizvođač električnih vozila Arrival također je među prvima decentralizirao način proizvodnje vozila u lokalnim mikrotvornicama s malim otiskom koje se koriste robotskom montažom temeljenom na ćelijama umjesto tradicionalnim proizvodnim linijama. Svaka ćelija u proizvodnoj infrastrukturi može se replicirati u velikom broju jer upotrebljava oko sedamdeset posto jednakih komponenata, što rezultira manjom ukupnom proizvodnjom, razvojem i vremenom za sastavljanje, manjom energijom i emisijama.

Arrivalovi napredni roboti i softver omogućuju proizvodnoj liniji brzu prilagodbu promjenama bez ljudske intervencije. Korištenjem modularnog hardvera njegove mikrotvornice mogu se lakše sastaviti, kompatibilnije su i lakše ih je zamijeniti kad je to potrebno. To također znači da Arrival može prilagoditi proizvode kako bi zadovoljio zahtjeve kupaca, a istodobno smanjiti potencijalni otpad. Mikrotvornice s mnogo manjim količinama proizvoda od velikih tvornica koje Arrival postavlja u postojeće poslovne prostore ili skladišta, što zahtijeva malo ulaganje, već nakon šest mjeseci poslovanja postaju profitabilne i donose veliku uštedu i fleksibilnost u radu.

Velika je također razlika između ulaganja u gradnju Arrialove mikrotvornice i velike tvornice. Arrialova stoji pedeset milijuna dolara, a klasična, velika tvornica za, primjerice, proizvodnju automobila najmanje milijardu dolara. Razlika između klasičnih tvornica i mikrotvornica jest u tome što prve najprije proizvedu velike količine proizvoda koje velikom i skupom distribucijom prodaju kupcima, a mikrotvornice proizvode po narudžbi. Osim toga, mnogo je lakše više malih visokotehnoloških proizvodnih jedinica postaviti blizu kupaca, što istodobno omogućuje prodaju, a mikrotvornice funkcioniraju i kao prodajna mjesta. Drugi je problem što su proizvodi velikih tvornica standardni, pa promjena njihova dizajna zahtijeva veliko ulaganje zbog promjene proizvodnih alata, a kod mikrotvornica to nije slučaj. Zbog njihove fleksibilnosti moguće je promijeniti dizajn proizvoda bez ikakvih troškova ili uz vrlo male troškove.

Odjeća po mjeri

Mikrotvornice namijenjene su za proizvodnju malih serija proizvoda različitog dizajna ili specifikacija. Primjerice, neke u industriji odjeće proizvode personalizirane odjevne predmete, svaki komad po mjeri korisnika. Kupci mogu poslati prilagođeni dizajn proizvođaču s pomoću aplikacije i za samo jedan dan dobiti prilagođenu i stiliziranu odjeću. Tako se potiče rast potražnje na tržištu, a proizvođač je siguran da će proizvod prodati jer ga izrađuje tek nakon potvrđene narudžbe. Velike tvornice imaju velike zalihe proizvoda za koje trebaju velika skladišta, što poskupljuje proizvodnju, a mikrotvornicama to ne treba, što smanjuje troškove poslovanja te imaju velik povrat ulaganja.

Domaći primjer

Iako hrvatski projektanti tvrde da domaći proizvođači nisu zainteresriani za projektiranje mikrotvornica, ipak ih ima. Jedan od primjera startup je simboličnog imena, Mikrotvornica, čiji je osnivač i vlasnik inženjer strojarstva Nikola Blažević. Mikrotvornica, smještena na 150 četvornih metara u poslovnom centru Recro u Novom Zagrebu, bavi se aditivnom tehnologijom, trodimenzionalnim ispisom. Veći dio zauzima proizvodni pogon u kojem se u jednom kutu smjestila ljubičasta statua golferice visoka dva metra, prvi Blaževićev 3D ispis obavljen po narudžbi za neku irsku umjetnicu još prije nego što je osnovao tvrtku. U manjem dijelu poslovnog prostora održavaju se edukacije.

U Mikrotvornici radi šestero zaposlenika. Blažević je osnivanjem startupa počeo razvijati dva projekta: prvi je platforma 3DPrintaj koja objedinjuje edukaciju i upotrebu opreme za mnoge tvrtke i edukacijske ustanove u Hrvatskoj i na inozemnom tržištu, a drugi je razvoj vlastitog rješenja namijenjenoga globalnom tržištu, 3D pisača Modax Machines. Mikrotvornica izrađuje razne proizvode prema zahtjevima klijenata kojima je baza uvijek aditivna proizvodnja, a ostale proizvodne metode primjenjuje sa suradnicima. Startup posluje s dobiti, izvozi deset posto proizvoda i usluga, a njegovi su klijenti na domaćem tržištu AD Plastik, Bugatti Rimac, Infinum…

Stručnjaci predviđaju da će mikrotvornica u idućih deset godina biti sve više, i to ne samo zato što je tehnologija proizvodnje posljednjih godina znatno napredovala pogurana umjetnom inteligencijom, koja s automatizacijom proizvodnih procesa povećava produktivnost od 15 do 30 posto te skraćuje zastoj za čak 50 posto.

Putanja trenda

Iako se većina proizvoda izrađuje u velikim tvornicama čija masovnost donosi velik prihod, postoje naznake da to neće potrajati. Većina je tih tvornica u Aziji, istočnoj Europi i Južnoj Americi, područjima s niskim troškovima proizvodnje, ponajprije zbog niže cijene rada, zbog čega su proizvodi jeftiniji. No bazen jeftine radne snage u tim se dijelovima svijeta smanjuje jer mladi više ne žele raditi niskokvalificirane poslove, a ostali troškovi poslovanja počeli su znatno rasti.

Dodatne probleme stvara i kašnjenje u isporuci robe. Troškovi proizvodnje samo će rasti, a nužan je i rast plaća da bi se osiguralo dovoljno zaposlenika u velikim tvornicama. Nadalje, poskupljuju sirovine i distribucija, što će poskupiti proizvode koji se izrađuju u tim dijelovima svijeta, pa će mikrotvornice biti dobitna formula za rješenje tih problema.

Osim toga, treba uzeti u obzir promjenu zahtjeva kupaca, koji sve više traže personalizirane proizvode. Istraživanje provedeno prije nekoliko godina pokazalo je da više od 50 posto potrošača u razvijenim zemljama želi personalizirane proizvode i spremni su platiti višu cijenu. Zbog promjenjive potrebe kupaca i uz ograničenja za nabavu proizvoda iz zemalja s niskim cijenama veliki će proizvođači morati mijenjati proizvodne strategije i otvarati mikrotvornice. Mali tehnološki napredni i fleksibilni proizvodni pogoni u neposrednoj blizini kupaca postat će i prodajna mjesta te potaknuti proizvodnju malih serija prilagođenih proizvoda, a uštedjeti troškove logistike i prijevoza između 25 posto i 40 posto cijene proizvoda. Prema FutureBridgeu, mikrotvornice mogu biti odgovor na promjenjivu dinamiku potrošača koja će nadjačati ograničenja jeftinih odredišta nabave, a i pravo rješenje za moguću prijetnju novog vala globalnog protekcionizma.