Mezi hlavní směry 3S (Smart & Safe Solutions) oblasti patří například řízení v reálném čase, které je zaměřeno na robustní automatizaci, strojové vidění, vývoj robustních senzorů a robustní elektroniky všeobecně. Prvky umělé inteligence, jako autonomní nastavování laseru a optimalizace procesu mikroobrábění. Automatické aktivní zarovnávání a stabilizace laserového svazku. Dále laserovou bezpečnost, a to jak testování materiálů a bezpečnostních prvků (jako ochranné brýle), ale i laserová školení, vývoj laserů třídy 1, posouzení rizik, tak i vlastní vývoj bezpečnostních prvků, jako jsou např. laserové závěrky. Dále je to zaměření na spolehlivost optických komponent, predikce poškození a v neposlední řadě i řízení procesu laserového opracování za účelem se rychleji přizpůsobovat novým dílcům a tvarům s dostatečnou přesností a opakovatelností. Jednoduše řečeno, 3S se soustřeďují na implementaci technologií a postupů s fokusem na zajištění bezpečnosti pracovníků a zařízení souběžně s maximalizací efektivity využití účinnosti laserových systémů, potřebných zařízení a ostatních technologií, zvýšení produktivity a snížení ekonomické náročnosti.
Hlavním garantem této oblasti je Ing. Jakub Horáček, Vedoucí oddělení ETS a Vedoucí inženýr řídicích systémů. I Jakuba jsme požádali o rozhovor, v němž 3S představí.
Jak 3S vznikla?
Myšlenka 3S je založena na tom, že laser či laserová aplikace není jen ta samotná technologie a konečné výstupní parametry. Ale že velmi záleží na uživatelské zkušenosti s tou technologií. A ta je závislá na jednoduchém a přívětivém ovládání, na spolehlivosti, bezúdržbovosti, šetrnosti k životnímu prostředí a v neposlední řadě i na bezpečnosti.
Témata této oblasti vzešla z různých týmů HiLASE a různých odborností. 3S se věnují například realtimovému řízení, prvkům umělé inteligence, bezpečnosti laserů, směru pro aktivní zarovnání laserového svazku, spolehlivosti optických komponent a predikci jejich poškození a třeba i automatizaci procesu laserového opracovávání.
Co je cílem 3S?
Aplikační oblast 3S má za cíl zvýšit efektivitu práce s lasery a lepší využití laseru pro aplikace. Cílem je vyvíjet robustní řízení, robustní senzoriku, testování nových materiálů, odolnost materiálů pro náročnější prostředí. Takový systém je pak udržitelný a šetrnější k životnímu prostředí.
Do jaké míry 3S ovlivňují ostatní strategické oblasti a pilíře Centra HiLASE?
Dá se říci, že se prolínají do všech ostatních směrů a pilířů, kterými se HiLASE chce v příští dekádě zabývat. Ať už to jsou lasery pro průmysl nebo pro využití ve vesmíru, tak je zapotřebí, aby takový systém byl spolehlivý a bezúdržbový. A samotnému vědeckému pracovníkovi může automatizace zjednodušit práci a umožnit mu se soustředit na to, co je opravdu důležité.
Jak souvisí řídicí systémy laserů s danou oblastí?
Stavbou průmyslové verze našich laserů s průmyslovým řídicím systémem se už nějakou dobu zabýváme a 3S je přirozeným pokračováním, kam se posunout. Během vývoje jsme narazili na mnoho komponent, které nejsou na trhu dostupné v dostatečné kvalitě anebo na trhu nejsou vůbec. Hledáme a budeme hledat partnery, se kterými takové komponenty budeme moci vyvinout.
Jaké druhy spolupráce v rámci 3S hledáme?
Nestavíme vzdušné zámky, HiLASE bylo je a bude, doufám, vždy vyvíjet lasery pro reálný svět. V této oblasti můžeme spolupracovat například na samotné robustní automatizaci, vývoji robustní elektroniky, to je teď velkým tématem, – elektronika do vesmíru nebo použitelná pro náročná prostředí. Dále to může být vývoj senzorů, driverů např. pro přesné mikropolohování.
Co přesně znamená chytré laserové zpracování pomocí využití špičkových laserů?
Stručně řečeno jednodušší a rychlejší provedení experimentu. Laser se zapne sám, provede se automatická kontrola parametrů. Robot si sám vezme vzorek ze zásobníku, zkontroluje správné umístnění a podle typu vzorku spustí správný proces. Během procesu pak systém sám provádí diagnostiku laseru i samotného opracování. Pokud vyhodnotí, že opracování neproběhlo v pořádku, provede záznam nebo v ideálním případě provede sám opravu. Možná to zní, jako sci-fi, ale je to jeden z příkladů, jak zjednodušit proces pomocí automatizace a umožnit uživateli soustředit se na výsledky jeho práce.
Jaký dopad na průmysl, společnost a samotný obor laserových technologií budou 3S mít?
Když je provoz laseru bezpečný, bezúdržbový a spolehlivý, umožní to soustředit se na samotnou aplikaci a zvyšuje například i produktivitu práce. U laserového opracování nám zautomatizovaný proces umožní soustředit se na výsledky než na proces samotný. Je to tedy rozhodně zefektivnění práce a lepší využití pro reálnou aplikaci. Přirovnal bych to asi k tomu, že když chcete pracovat na počítači, také vás nezajímá, jaký software běží na pozadí, jak funguje operační systém, jak procesor komunikuje s periferiemi a jak procesor pracuje s registry. Vy v této chvíli přeci chcete napsat email či vytisknout dokument.
Jak vlastně funguje propojení mezi laserovým zařízením a samotnou výrobní linkou?
Komunikace mezi procesní stanicí a samotným laserem je poměrně jednoduchá. Zařízení si mezi sebou musí vyměnit jen pár signálů. Tedy kromě základního zapni a vypni laser může stanice nastavovat výkon, vlnovou délku. Nutné je si předat bezpečností informace, aby laser neohrozil pracující osoby. Laser pak funguje na principu PoD (pulse on demand). Znamená to, že procesní stanice si může vybírat jednotlivé laserové pulsy, takže pokud se uživateli nehodí plná frekvence laseru, může si ji libovolně snižovat a upravovat podle potřeby.
Můžeš vysvětlit pojem digitální dvojče a může vůbec laser digitální dvojče mít? Budeme mít i my virtuální laser? Jak to funguje?
Digitální dvojče je virtuální model výrobního zařízení či výrobního procesu, který umožňuje simulovat funkce a odladit je ještě předtím, než se reálně uvede do provozu. Nemluvíme tedy jen o virtuální realitě, kde bychom si mohli virtuálně procházet náš laser. Co se týká našeho vlastního digitálního dvojčete laseru, řeknu na to: Nikdy neříkej nikdy. Já osobně teď tu potřebu a přínos nevidím.
Jak využívání AI promění průmysl a práci člověka?
Neřekl bych, že lidé ztratí práci, spíš začnou pracovat v jiných směrech. Vlastně to tak postupně už probíhá. Spousta profesí se rekvalifikuje. Ten, kdo dříve pracoval u stroje, provádí rekvalifikaci, aby stroj mohl ovládat nebo programovat. Nemyslím si, že tady nebudeme, ale budeme pracovat v jiných oblastech.
Kam míří 3S?
Ve všech tématech 3S chceme dělat něco, co buď nikdo nikdy neudělal, nebo na trhu není dostupné, nebo je, ale ne v oblastech laserů a laserových technologií.
3S přispívají k identifikaci a vývoji nových technologií a aplikací, které pak mohou cílit na nové oblasti průmyslu, čímž dochází i k vývoji a posunu laserových technologií jako takových. V budoucnu lze očekávat vyšší zapojení automatizace, zapojení prvků AI a využití mnohem robustnějších řídicích systémů, které napomohou efektivnější práci s laserovými systémy. Kvůli lepší detekci a monitorování laserových výstupů se bude rozvíjet i senzorika. Fokus bude kladen na optimalizaci procesů a zvyšování laserové bezpečnosti včetně využití vlastního vývoje bezpečnostních prvků, jakým je například náš ShutterLase. Dále to bude vývoj a užívání nových materiálů s vyšší odolností, a to i pro náročnější prostředí, což napomůže vývoji spolehlivých laserových systémů s delší životností a nižším negativním dopadem na životní prostředí.
Dynamicky rostoucí trend rozvoje 3S tak definitivně bude mít dopad na vývoj a inovace laserových technologií, přičemž laserová bezpečnost, zvýšení efektivity a udržitelnosti (ať už infrastruktury nebo finanční) zůstávají klíčové.
Rozhovor s Jakubem Horáčkem, garantem oblasti 3S, vedla Marie Thunová, vedoucí Marketingu & PR.
