Hrvatski Fokus
Znanost

Robotizacija i umjetna inteligencija

Proizvodni lanac od zamisli do pohrane podataka

 
 
Predavanje održano u okviru Festivala znanosti u Tehničkom muzeju Nikola Tesla.
 
Najsrdačnije pozdravljam sve nazočne koje još zanima fizička proizvodnja, ili proizvodnja hvatljivih tijela. Posebno se zahvaljujem Tehničkom muzeju Nikola Tesla na pozivu da održim ovo predavanje.
http://hrvatskifokus-2021.ga/wp-content/uploads/2017/04/www.hrt_.hr_media_tt_news_CATIC.JPG.688x388_q85_crop_upscale.jpg
Igor Čatić
 
Počet ću s pozivom na izradu barem magistarskog rada, ako ne i doktorata. A to je da se temeljito prouči jednu od prekretnica u razvoju čovječanstva. Ako snimamo serije o osamdesetim godinama, treba nam serija o šezdesetim godinama. Tada se pojavio laser, mikro elektronika i računala. Trajno je i to eksponencijalno počeo rast broj stanovnika ali i znanstvenika. A sam već tada bio dio kako se to zvalo udruženog rada. Istina dio i radeći u alatničarskoj radionici Štanca. Pokazat ću vam stoga najprije proizvod te radionice, istina iz kraja tridesetih godina. Koji je danas eksponat TMNT-a.
 
Bilo kako bilo, svjedok sam vremena. Naime 22. kolovoza 2016. navršilo je 65 godina što sam počeo aktivno sudjelovati u lancu od konstrukcije, ali tada samo do proizvodnje gotovog proizvoda. Tada nije bilo zelenih i nije bilo aktualno pitanje oporabe i pohrane preostatka. Kada sam počeo raditi, pa i na području plastike, svjetska proizvodnja, tih inače vrlo starih materijala bila je oko 1,5 milijuna tona, da bi već 2015. dosegla vrtoglavih 322 milijuna tona. Ili 215 puta više.
 
U predavanju ograničit ću se na posljednjih recimo četrdesetak godina. Od doba kada je načinjeno prvo osobno računalo, Apple I, a nešto kasnije Apple II krajem sedamdesetih godina. Tada se postupno počelo prelaziti na crtanje računalom. A to me sada zanima. Što ne znači da nam za cijeli promatrani proces ne trebaju sve brža i veća računala.
 
LANAC OD IDEJE DO POHRANE PREOSTATKA
 
U međuvremenu pojavili su se mnogi naziv i složene kratice ili akronimi. Neke sam osobno složio sam. Naime značenje složene kratice je da se sastoji od slova složenih jedno pored drugog. Npr. CAD znači Computer Aided Design. Namjerice ne prevodim ovdje značenje ovog akronima. Jer design znači znatno više nego hrvatska riječ dizajn. Naravno da javnost to ne uočava.
 
Premda je od tada prošlo jedva tri mjeseca, pojavili su se neki novi nazivi koje bi danas uključio u ovo predavanje. Zahvaljujući tome što se bavim sustavnosnom teorijom već pola stoljeća.
 
4. INDUSTRIJSKA REVOLUCIJA – INDUSTRIJA 4.0
 
U javnosti se pojavljuju sve učestalije nazivi poput Industrija 4.0 ili čak Hrvatska 4.0. Da javnosti nitko nije rastumačio o čemu je riječ. Primjerice 17. ožujka 2017. pojavili su se nazivi Medicina 4.0 kao zajednički naziv za Kirurgija 4.0, Stomatologija 4.0 i Aditivna proizvodnja 4.0 za potrebe medicine. Jedan od naziva je pogrešan. Po kojem kriteriju?
Kada je Njemačka akademija tehničkih znanosti objavila u travnju 2013. Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0, dakle Preporuke za provođenje strateške inicijative Industrija 4.0 počelo se govoriti o 4. industrijskoj revoluciji. Opet bez objašnjenja što to znači. U međuvremenu koncept 4.0 proglašen je njemačkim izvoznim proizvodom. I snažno je politički podržan. Sada i u Hrvatskoj su puna usta naziva s 4.0, opravdano i neopravdano.
 
Postoje dva osnovna kriterija: fizički i informacijski. Primjerice postoje fizički materijali koji mogu biti prirodni i umjetni. Primjer prirodnih materijala su prirodno drvo ili kamen. Umjetni materijali mogu biti uzgojeni poput biljaka kakav je pamuk ili rezultat kemijskih reakcija poput pretvaranja željene rudače u čelike ili nafte u plastiku. Informacijski materijali mogu biti analogni poput knjiga, arhivskih spisa i digitalni, poput digitalnog zvuka ili slika. Pa čak i računalno razvijenih materijala.
 
Kriterij za osnovu koncepta 4.0 je da se radi o kiber-fizičkom sustavu. To je skraćenica od kibernetičko-fizički sustav. Prema tome ono što rezultira samo informacijskim izlazom iz procesa ne može biti označeno kao koncept 4.0. Bankarska industrija barata samo s informacijama. Ne može postojati Hrvatska 4.0, ali može se ona digitalizirati pa postati E-Hrvatska. Turistička inudsrija je jako digitalizirana, ali ne može biti TI 4.0.
 
KIBER-FIZIČKI SUSTAV
 
Naš prapra… predak je slučajno uočio da može s prirodnom kamenom oštricom rezati meso i derati kožu sa životinje. To mu je dalo ideju. U glavi je zamislio kako bi on načinio tu kamenu (materijal) oštricu. Oštrica je pritom sredstvo djelovanja, alat. I načinio ju je. Proizvod kojeg danas na svijetu zna načiniti samo mali broj ljudi. A to je početak materijalne kulture i alatničarstva. Mnogi su do sedamdesetih godina znali načiniti alate, pa i kalupe za plastiku iz glave. Jedan od njih bio je i moj otac. Pedesetih godina počelo se alate crtati da bi ih se osamdesetih počelo projektirati, konstruirati, crtati i dizajnirati s pomoću računala. 
 
U svega tridesetak godina, klasični proizvodni lanac od zamisli do proizvoda promijenio se u pretežno digitalno-robotski. Koji završava s pohranom preostatka (oporaba). Tu promjenu omogućili su razvoj mikroelektronike i računala krajem pedesetih i šezdesetih godina te osamdesetih, uvođenje revolucionarne proizvodne promjene, aditivne proizvodnje, poznatije kao 3D tiskanje. No, treba naglasiti da prelazak u digitalno-robotski lanac je pretežno usmjeren na povišenje njegove efikasnosti. Pritom roboti zamjenjuju ljudsku radnu snagu, a mnogi računalni programi omogućuju bolje vođenje proizvodnih procesa. No, ne mogu zamijeniti temeljnu zadaću materijalne proizvodnje, pravljenje fizičkih proizvoda, hvatljivih tijela. Zato je moguć iskaz. Nema računala bez alata, ali ima alata bez računala.
 
Prije nego što prijeđem na osnovni tekst predavanje jedna upadnica. Što razlikuje profesora kirurgije i profesora zavarivanja. Prof. kirurgije zna i može, a prof. zavarivanja zna i ima zavarivača. Zvanje ne može biti obrazovanje za radno mjesto. A što je s profesorom plastike. Počeo je s onim može kao alatničar, dakle kao zanatnik. Baš mu nije išlo, pa je postao konstruktor. I pred nešto više svi su shvatili da mu ipak najbolje ide zna.
 
Od ideje do pohrane preostatka
 
Sve pojave u svijetu mogu se predočiti s tri osnovna pojma. To su informacija, energija i materija. O tome sam govorio prošle godine na Festivalu pod nazivom (Tro)jedinstvo informacije, energije i materije. U međuvremenu postoji i tekst o tome. Ovdje ću izlaganjem
pojednostaviti. Jasno je da su sva tri pojma uvijek prisutna, ali na jednom je naglasak. Zato ću rabiti informaciju kada ona prevladava (I) a fizički dio sustava je onaj kada prevladavaju energija i materija (F).
 
Sve započinje idejom. Koja je informacija. Kao i naredba neka bude svjetlo. Ali dalek je put do iskaza i bi svjetlo. Na slikama ne će biti posebno naglašavano jamstvo kvalitete. No to treba stalno imati na umu jer Biblija kaže „I Bog vidje i svjetlo bi dobro“. Ali samo 6 puta u tjednu.
 
Ideja
 
Tijekom prošlosti bilo je uvijek mnogo ideja. No, samo su se neke ostvarile, a neke još čekaju da ih se ostvari. Primjer najavljena izložba o N. Tesli: Ideje iz budućnosti. U prošlosti ideje su u pravilu imali pojedinci. Od 20. stoljeća ideje se stvaraju i na temelju proučavanja potreba tržišta. Danas je bez sudjelovanja marketinga teško prodrijeti s nekom idejom.
 
Razvoj proizvoda
 
U načelu razvoj proizvoda je informacijska djelatnost. Projektanti, konstruktori, crtači i dizajneri su vrlo brzo prihvatili mogućnosti rada s pomoću računala. Zato se ubrzo pojavila složena kratica CAD (Computer Aided Design). Pritom engleska riječ design ima 28 značenja.
 
Načelno, uporabni izgled nekog proizvoda sastoji iz dva dijela: funkcionalnoga, koji označuje minimalnu količinu potrebnog materijala i onu dodanu, koja poboljšava estetiku proizvoda. Rješavanje funkcionalnog i estetskog oblika nekog proizvoda može biti povjereno dvjema skupinama stručnjaka. Izvrstan je tome primjer razvoj novog vozila. Jedna skupina stručnjaka posvećena je rješavanju funkcije vozila, a druga njegovu izgledu, jednom od vrlo bitnih čimbenika izbora i kupovine vozila. Za tu skupinu stručnjaka uveden je u Hrvatskoj i prihvaćen, opći izraz dizajner. Evo dokaza. Prvo predavanje koje sam održao na domaćem skupu bilo je Dizajn u proizvodnji složenih proizvoda od plastičnih masa ma , I. savjetovanje o industrijskom dizajnu, Centar za industrijsko oblikovanje, Zagreb, 1969. Dizajnerima se može pridodati još i pobliži naziv, npr. u tekstilstvu, modni dizajner.
 
Osnovni zadatak projektanta ili konstruktora je rješavanje funkcije proizvoda. Automobil će ispunjavati svoju funkciju ako bude izgledao kao Jeep.
 
Dizajn
 
Od druge polovice 20. stoljeća jedno područje ljudskog djelovanja, estetsko oblikovanje dobiva trajno na važnosti. To je dizajniranje. Izvorna je latinska riječ designare, koja se prenijela u engleski kao design, a njezino je značenje označiti. U ovom slučaju primjereniji je prijevod riječi designare, obilježiti.
 
Problem počinje s prijevodom engleske inačice design. Prouči li se npr. neke izvore postaje jasno kako je ta riječ neprozirna i kako je nemoguće shvatiti o čemu je riječ izvan točno određenog konteksta. Prenosi se nekoliko prijevoda riječi design iz. To su crtež, nacrt, dezen, uzorak, zamisao, dizajn, konstruiranje, plan, industrijsko oblikovanje ali i dizajniranje (raditi ~ dizajnirati). Tom nizu značenja može se pridodati i projekt(irati).
 
Zato se predlaže da se riječ dizajn zadrži isključivo u onoj uporabi u kojoj se udomaćila kao tuđica, u smislu estetskog oblikovanja. Dakle kao modni dizajn ili modni dizajner. A pri prijevodima treba za design rabiti ostale navedene riječi ili po potrebi uvoditi nove.
 
CADM
 
Rad na razvoju proizvoda uvijek je uključivao izbor optimalnog materijala. Suvremeni proizvodi, poput osobnih vozila, uključuju veliki broj raznovrsnim materijala. Dominantna je po obujmu plastika koja je bitno snizila težinu vozila i poboljšala mu energijsku efikasnost. Bez gumenih pneumatika nema vozila. Metali su nužni za neke njegove osnovne konstrukcijske dijelove. Susreću se i neki keramički dijelovi. Unutrašnjosti vozila se posvećuje sve veća pozornost pa se koriste npr. tekstilni proizvodi. Međutim treba biti svjestan činjenice da već odavno prevladavaju umjetna vlakna. Primjerice, proizvođač električnog vozila Concept 1 u Washington Postu (26.2.2016.) navodi da je unutrašnjost tog prekrasnog vozila presvučena tekstilom. Materijal je naveden kao Alcantra. Kako javnost ne zna dovoljno pojedinosti o plastici, nije povezala da se radi o umjetnom plastičnom vlaknu koje se sastoji od 68 % PET-a [poli(etilen-tereftalata)] i 32 % poliuretana.
 
Do masovne pojave računala, postojali su katalozi iz koji se birao odgovarajući materijal. Ponekad se skupim eksperimentiranjem razvijan novi materijal.
 
Računala su uvela potpunu promjenu koja je obilježena novom složenom kraticom CADM (Computer Aided Development of Materials). Razvoj materijala s pomoću računala.
 
Što je zapravo novo u CADM-u? Katalozi su postali digitalni. Znanje o osnova komponiranja materijala ostale su u osnovi iste. Premda bi se trebale temeljiti na planovima pokusa. I poslije gotovo stoljeća razvoja tog područja nedovoljno se koristi. A uštede su velike jer se smanjuje broj potrebnih pokusa. Međutim novost je u tome što su razvijene brojne numeričke metode koji omogućavaju da s pomoću računala izračunamo uz narinuto opterećenje odgovarajuće deformacije. Možda je najpoznatija numerička metoda FEM (Finite Elements Methods) (na dan pristupa 7. travnja 2017. 1,14 milijuna tekstova).
 
Nedavno smo imali u Zagrebu prekrasno predavanje prof. Peter Wriggersa pod naslovom Computational Mechanics in Science and Engineering – Quo Vadis. Međutim pretežno se govorilo o mehanici čvrstog tijela. Barem mi u konstruiranju kalupa upotrebljavamo već od 1985. numeričku mehaniku tekućina, preciznije kapljevina. Počelo je pred tridesetak godina s programom za punjenje kalupne šupljine, Moldflow. Načinio jedan Australac na Apple II. Zato bih pod zabilježenom složenom kraticom CADFEM razumijevao numeričku mehaniku čvrstog tijela i tekućina.
 
DIGITALNO RAZVIJENI PROIZVOD TREBA PRETVORITI U HVATLJIVO TIJELO
 
Što s računalno razvijenim proizvodom? Treba ga pretvoriti u fizički oblik ili hvatljivo tijelo. Sada treba se ponovno susrećemo s terminološkom dvojbom. Svi govore o CAM, Computer aided manufacturing. To je siromašno razumijevanje proizvodnje dijelova. Dijelovi mogu biti proizvedeni ili izrađeni. U čemu je razlika. Engleski bi trebalo govoriti o production ili fabrication. Za razliku od izrade što je manufacturing. Prva se pod utjecajem metalaca pojavio akronim CAM. Primjerice lijevanje od aluminijskih blokova u aluminijske dijelove suvremenih vozila. Tu imamo samo izradbene postupke, jer se mijenja samo fizičko stanje. Zagrijavanjem se čvrsto stanje pretvara u kapljevinu ili šire tekućinu, a zatim se hlađenjem postiže potreban oblik. No, plastičari, gumarci i keramičari imaju kombinaciju dvije skupine postupaka pri pravljenju dijelova. Najprije se mora dati zamišljenom proizvodu početni oblik. To je praoblikovanje. A zatim se mora to na neki način pretvoriti u čvrsto stanje. To je procesni postupak. Najjednostavnije je to prikazati na primjenu kruha. Na ulazu u pravljenje kruha imamo smjesu koju čine brašno, sol, voda i kvasac. Zatim mu dajemo praoblik, rukom ili u kalupu. Da bismo postigli uporabnu vrijednost proizvoda moramo ga prevesti nekoj kemijskom reakcijom u čvrsto stanje. Npr. pečenjem. Za razliku drvenih ili metalnih dijelova koji se izrađuju od materijala, gumeni, keramički ili neki plastični dijelovi izrađuju se od sastojaka. Stoga ne postoje samostalni keramički, gumeni i neki plastični dijelovi, npr. od popularnog bakelita. Postoje samo proizvodi od tih materijala. U tom slučaju se govori o proizvodnji i za to sam uveo još 1988. akronim CAPR. 
 
Od praoblikovanja do promjene svojstava proizvoda
 
U svega tridesetak godina, klasični proizvodni lanac od zamisli do proizvoda promijenio se u pretežno digitalno-robotski. Koji završava s pohranom preostatka (oporaba). Tu promjenu omogućili su razvoj mikroelektronike i računala krajem pedesetih i šezdesetih godina te revolucionarna promjena, aditivna proizvodnja, poznatija kao 3D tiskanje osamdesetih. Međutim treba naglasiti da prelazak u digitalno-robotski lanac je pretežno usmjeren na povišenje efikasnosti proizvodnog lanca. Pritom roboti zamjenjuju ljudsku radnu snagu, a mnogi računalni programi omogućuju bolje vođenje proizvodnih procesa. No ne mogu zamijeniti temeljnu zadaću materijalne proizvodnje, pravljenje fizičkih proizvoda, hvatljivih tijela. Zato je moguć iskaz. Nema računala bez sredstva djelovanja, kalupa ali ima kalupa i bez računala.
 
KRUŽNO GOSPODARSTVO
 
Načinjeni proizvod, hvatljivo tijelo spremno je za uporabu. Postavlja se pitanje koliko dugo je upotrebljiv. Prema najnovijim trendovima do isteka garancije. Sada slijede dvije faze. Popravak pokvarenog proizvoda. Danas se vrlo intenzivno radi na preventivnom održavanju, pa i pod opravdanim nazivom Preventivno održavanje 4.0. Pokušava se procijeniti kada će doći do zakazivanja proizvoda i poduzeti odgovarajuće mjere. Tema vrijedna posebnog predavanja. Što učiniti kada dođe do zakazivanja? Trebam doktora opće prakse koji će ustanoviti, po potrebi i sa specijalistima što je uzrok kvaru. To ipak mora odraditi doktor opće prakse. Ne nekim područjima uz pomoć vrlo sofisticiranih uređaja. I tu se javlja veliki problem, nedostatak stručnjaka. Ne samo u ovoj zemlji, svi bi nešto razvijali, konstruirali i dizajnirali, dakle informatizirali. Možda bi i nešto proizvodili. Ali baviti se s održavanjem? Bilo kako bilo, proizvod je nepovratno neupotrebljiv i sada dolazimo do važne faze kružnog gospodarstva. Ta se faza u načelu bavi s oporabom ali i u jednom trenutku i oporaba postaje bespomoćna pa treba preostatak potpuno ukloniti. Pohranom ili na neki drugi način.
 
Zaključak
 
SUVREMENI LANAC OD IDEJE DO POHRANE PREOSTATKA (IV. DIO)
 
Hrvatski fokus, 13. siječnja 2017.
 
Robotizacija i umjetna inteligencija
I to u svega tridesetak godina.
 
Informacijski lanac od ideje do proizvodnje
 
Ulazak u digitalno doba, omogućili su Pritom ne smije se zaboraviti da i mikroelektroničke dijelove ili sprave te računala netko treba proizvesti. Radi se naime o materijalnim tvorevinama. A rezultat aditivne proizvodnje je fizička tvorevina kao rezultat digitalnih naredbi.
 
I dalje je ideja (informacija) o nekom proizvodu pravo svakoga. No sada se javljaju tri informacijske djelatnosti: projektiranje, konstruiranje i dizajniranje zamišljenog proizvoda. Nekada su proizvodi skicirani ili razvijeni na crtaćoj daski, danas se to radi s pomoću računala. To se u načelu označuje složenom kraticom ili akronimom CAD (Computer Aided Design). Tu je nužna moguća važna napomena (Tekstilna znanost i gospodarstvo, 2011.). »Prema Ž. Bujasu i Velikom CD rječniku engleska riječ design može biti: imenica (nacrt, uzorak, skica, dezen, dizajn, konstrukcija, plan, zamisao itd.), glagolska imenica (projektiranje, konstruiranje, dizajniranje, oblikovanje), pridjev (npr. osmišljeni, kreirani) i glagol (npr. nacrtati, narisati, napraviti skicu, dizajnirati). Prema tome su projektanti, konstruktori i dizajneri proizvoda posebna vrsta informatičara.«
 
Pred dvije godine, u jednom predavanju u okviru završnog izvještaja o izvrsnom europskom projektu o aditivnoj proizvodnji Katedre za preradu polimera FSB-a, pojavila se sintagma: digitalni materijali. U tri koraka (članka) došlo se do nove složene kratice CADM (Computer Aided Development of Materials – razvoj materijala s pomoću računala). Tijekom provedenih sintezologijskih istraživanja došlo se do sljedećih rezultata. Materijali se mogu podijeliti u dvije osnovne skupine. To su fizički (analogni) i informacijski materijali. Informacijski materijali mogu biti: analogni informacijski materijali (AIM), poput arhivskih spisa, materijala za sjednice, recepata, analognog zvuka i slika, ali i knjiga (osnovni sadržaj je informacija, a papir je nosač informacije). Digitalni informacijski materijali (DIM) su digitalni zapisi npr. slika, zvuka ali i razvijenih novih materijala. Pripremljenih za aditivnu proizvodnju dijelova. Pritom je moguće AIM digitalizirati i obrnuto.
 
Akronim CADM izvorno je objavljen u časopisu Materials World u siječnju 2016, a postoji i njemačka verzija. No, najrazrađenija inačica je ona objavljena u časopisu Svet polimera (Razvoj materijala s pomoću računala, 3/2016.). Uvođenjem te složene kratice (svako slovo = jedan naziv) definirano je novo područje znanstveno-inženjerskog djelovanja u lancu razvoja proizvoda. To je u osnovni informatička djelatnost, pri čemu su informatičke vještine i poznavanje materijala samo preduvjet za uspješno rješenje zadatka. Naime djelovanje u okviru CADM-a omogućuje predviđanja ponašanja proizvoda pri narinutim naprezanjima i izloženih utjecajima okoline.
 
Već odavno postoji pojam CAM (Computer Aided Manufacturing, izradba s pomoću računala). Međutim još 1988. uveden je u jednom tekstu akronim CAPR (Polimeri, 1-2/1988). Značenje te složene kratice je proizvodnja s pomoću računala. Zato postoji valjani razlog koji će biti nešto kasnije objašnjen. Uvođenje akronima CADM omogućilo je povezivanje lanca od ideje do proizvodnje.
 
Obavljanje navedenih aktivnosti moguće je razvojem sve snažnijih računala. Pritom se radi o energijsko-informacijskom sustavu kojem je prirodni model ljudski mozak. Tom sustavu je potrebno sredstvo djelovanja, računalo i energija. Da se radi o sredstvu djelovanja, alatu, prikazuje i slika razvoja čovjeka i njegovih alata. Pri čemu treba naglasiti da je najusavršeniji alat čovjeka njegova ruka (O. Spengler 1931.)
 
Ovaj odjeljak o povezanosti informacijskih djelatnosti i proizvodnje treba završiti s jednom mišlju stvorenom početkom stoljeća. »Nema računala bez alata, ali ima alata i bez računala«.
 
Proizvodnja i izrada s pomoću računala
 
Osnovni problem u razlikovnosti riječi proizvodnja i izrada je u nepoznavanju značenja naziva. Nije to slučaj samo u ovoj sredini, već općenito diljem svijeta. U čemu je problem? Ispravno je kazati izrađena je drvena igračka, ali gumena brtva ili porculanski tanjur su proizvedeni. Ideja o tome potječe od dr. sc. strojarstva (alatni strojevi) a kasnije prof. filozofije Güntera Ropohla. Koji je u svojoj knjizi „Eine Systemtheorie der Technik (1979) definirao područje proizvodne tehnike (nj. Produktiontechnik, E. production technology ili fabrication) kao rezultat procesne tehnike (nj. Verfahrenstechnik, e. process technology) i izradbene tehnike. (nj, Fertigunstechnik, e. manufacturing). Terminologiju na ovom području u pravilu stvaraju strojari. Koji imaju na umu prvenstveno metale i njima je u pravilu primjerena riječ izrada. Slično je i s drvom i dijelom plastike, preciznije plastomerima. Ispravno je kazati načinio sam metalnu osovinu, drveni stolac ili plastičnu čašu. Ovdje se radi o slučaju kada se materijal, npr. aluminijski blok ili plastični granulat prave na jednom, mjestu a izradci na, često vrlo udaljenom, drugom mjestu. Međutim dio plastike, preciznije duromeri, guma i keramika slijede praksu pravljenja kruha. Kod kruha najprije se načini smjesa, zatim se kruh oblikuje rukama u neki izduženi oblik (štruca) ili u kalupu. No, uporabna svojstva kruha postižu se pečenjem, ma što to značilo. Isto je kod ostalih sličnih materijala. Kaučukova, duromerna (npr. epoksidna) ili keramička smjesa najprije se oblikuju u željeni oblik a zatim očvrsnu, npr. pečenjem ili polimeriziranjem i/ili umreživanjem na licu mjesta (in-situ). l nastane proizvod od tog materijala. Zaključak, proizvodnja i izrada dva su bitno različita pojma. Zato postoje navedeni akronimi CAPR i CAM.
 
Prema DIN 8580 postoji 6 osnovnih skupina proizvodnih postupaka. To su: praoblikovanje, preoblikovanje, odvajanje, povezivanje, oslojavanje i promjena svojstava proizvoda.
 
Primjer klasičnog praoblikovanja je lijevanje 7 dijelova za Apoksiomena u kalupu. Pred više od dva tisućljeća. Taj način stvaranje početnog oblika proizvoda u kalupu star je 4,3 milijarde godina, od nastajanja cikrona u Zemljinoj unutrašnjosti (svojevrsnom kalupu). Tek 1987. došlo je do revolucionarne promjene. Tada je izumljen prvi postupak i to aditivne proizvodnje. Radi se o postupku stereolitografije (SLA ili SL). Kapljevita, foto-očvršćujuća epoksidna smjesa (duromer) nanosi se sloj po sloj a slojevi zatim očvršćuju s pomoću laserskog snopa. To je primjer gdje se najprije praoblikuje (sloj po sloj) a zatim slijedi polimerizacija i umreživanje djelovanjem lasera. Danas ta, sve brojnija skupina postupaka praoblikovanja sve uspješnije zamjenjuje onu u kalupima. Koja je sada pretežno namijenjena velikim serijama. Taj način praoblikovanja postaje sve popularniji i u umjetnosti.
 
Postupcima preoblikovanja izrađuje se npr. nakit od srebrne žice. Postupci razdvajanja bili su prvi i to izradbeni postupci. Zgodna je usporedba što povezuje tesare, mesare i kirurge? Svi sredstvom djelovanja oštrim alatom razdvajaju organske polimere. Tesar biljne, drvo sjekirom, mesar, nožem ili pilom animalne polimere. Poseban je slučaj kirurg koji od njih mora biti najprecizniji , skalpelom ljudsko tijelo koje je također organski polimer.
 
Najpoznatiji postupci povezivanja su zavarivanje. Zanimljivo je da su ljudi pred 4 tisuće godina izumili lemljenje, pa su dva dijela Apoksiomena spojena na ostale lemljenjem. Postupcima oslojavanja vrlo često se provodi površinska zaštita ili ukrašavanje dijelova, a u postupke promjene strukture ubraja se kaljenje sa svrhom postizavanja više tvrdoće.
 
Od gotovog proizvoda do pohrane njegovog preostatka
 
Zeleni su uspjeli u svojim naporima i uveden je pojam kružnog gospodarstva. Pri proizvodnji ili izradi javlja je odgovarajući otpad. Odnosno nastaje nepopravljivim proizvodom. To je također područje materijalne proizvodnje, jer se od otpada mogu ponovno proizvesti novi proizvodi. No, to je posebna tema koja izlazi iz okvira ovih razmatranja. Istodobno treba biti svjestan da se sve ne može reciklirati (mehanički oporabiti) pa su nužna i druga rješenja. I za ovo područje treba proizvesti potrebnu opremu koja je često slična onoj u drugim industrijama. Poput usitnjavalica, sušilica itd. Važna napomena, kružno gospodarstvo se javnosti najčešće prodaje u croatoenglish verziji, kao cirkularna ekonomija. Ekonomija je znanost, a gospodarstvo je djelatnost.
 
Robotizacija i umjetna inteligencija
 
Roboti i jedan njihov posebni oblik egzoskeleti, sve su prisutniji u proizvodnji, ali ipak kao zamjena za čovjekovu ruku. Primjerice, pri zavarivanju roboti drže elektrodu. Zato će se sve teže ostvarivati vraćanje proizvodnje u najrazvijenije zemlje. Umjetna inteligencija koja se ostvaruje kao likovni prikaz, npr. avatari ili kao programi bit će sve prisutnija. Posebno se to odnosi na procese vođenja, dakle upravljanja i regulacije procesa. Dio aktivnosti u lancu pokriva se sve proširenijim konceptom industrija 4.0 izvedenicama. Što je ponovno informacijski koncept koji ubrzava proizvodnju. No, time se ne mijenja osnovni dio lanca, proizvodni postupci i procesi.
 
U nastavku bit će analiziran ovaj nevjerojatan razvitak tehnike, ne samo u proizvodnji nego i u održavanju živoga i neživoga. Kao primjer treba navesti utjecaj tehničkih dostignuća na održavanje zdravlja, osobito u humanoj medicini.
 
Istodobno će se definirati što trebaju znati oni koji vode i sudjeluju u proizvodnim procesima. Kao što se ne može informacije jesti, u njih oblačiti ili pod njima spavati i hodati, tako se život ne sastoji samo od tehnike. Zato će se analiza provesti na temelju sljedeće misli. Svaka djelatnost, pa i proizvodnja je u funkciji društveno-humanističkih ciljeva koje određuje u konačnici politika.
 
Znanje pretvoriti u hvatljivo tijelo (V. dio)

 

Hrvatski fokus, 20. siječnja 2017.
 
Nužno je poznavati osnove razvoja proizvoda i izbora potrebnih materijala te pravila uspješne organizacije i pouzdane proizvodnje
 
U ovom posljednjem nastavku proučavanja suvremenog lanca od ideje do pohrane preostatka, težište je na osobama koje su potrebne da se zamišljeni proizvod (umotvorina), pretvori u materijalnu tvorevinu, hvatljivo tijelo, stvar. Što s time imaju G. W. Leibnitz i G. Menges?
 
Istraživanja za praksu
 
Neumorni mislilac (nj. ratlose Denker) Gottfried Wilhelm Leibnitz napustio nas je pred 300 godina. Njegova istraživačka deviza, životno pravilo ili orijentacija glasila je: Teorija i praksa (VDI-N, 11. 11. 2016.). Tu misao pronalazim u devizi mog doktorskom mentora, prof. Georga Mengesa. Koji je izabran između 11 kandidata za redovnog profesora, na Tehničkom sveučilištu u Aachenu 1964.
 
S jednim poglavljem u knjizi i pet godina staža u plastičarskoj industriji. Predsjednik Izborne komisije, jedan od najglasovitijih njemačkih profesora s područja alatnih strojeva i obrade odvajanjem, prof. Herwart Siegfried Opitz, u tom trenutku doktorski mentor za osamdesetak asistenata, prepoznao je u G. Mengesu čovjeka kojeg treba to Sveučilište za novo područje, preradu plastike i kaučukovih smjesa. Od 1964. do odlaska u mirovinu 1989. prof. G. Menges sakupio je na jednoj jednostavnoj misli 250 golf loptica, svaka za jednog Dr.-Ing., zbog koje je i bio izabran. Ona glasi Istraživanja za praksu.
 
Proizvodnja materijalnih tvorevina
 
U članku „Suvremeni lanac od ideje do pohrane preostatka“ (HF, 13. siječnja 2016.) ukazano je na činjenicu da se projektantske, konstruktorske i dizajnerske aktivnosti smatraju specifičnim oblikom informacijskih djelatnosti. Potpuno isti zaključak vrijedi za sve organizacijske oblike proizvodnje. Sada se nastoji platformu, koncept informacijskog povezivanja svih aktivnosti u lancu prikazati kao 4. industrijsku revoluciju, pod nazivom „Industrija 4.0“. Računalno povezivanje, pa ni proizvodnje nije nešto revolucionarno. Pred tridesetak godina to se zvalo CIM (Computer Integrated Manufacturing). O tom konceptu računalnog povezivanja, koji je među ostalim najavljivao tvornice duhova, danas više se ne govori. Stoga treba samo pobliže razmotriti nužne aktivnosti u proizvodnji hvatljivih tijela, materijalnih tvorevina. I što moraju znati nositelji tih aktivnosti. Pretežni dio tog područja je sama proizvodnja, kojoj je pridodana pomoć neživih tvorevina, robota.
 
Tu se susreću dvije skupine stručnjaka. Oni koji znaju što treba načiniti i onih koji to znaju učiniti. Svejedno je radi li se odjeća, obuća, mobiteli, računala, vozila uključivo brodovlje ili slične tvorevine.
 
Poznaje li se proizvodnja od ideje do pohrane preostatka jasno je da prva skupina, proizvodni inženjeri (uvjetno teoretičari) moraju savladati znanja koja su potrebna za uspješnu proizvodnju. To znači poznavati osnove razvoja proizvoda i izbora potrebnih materijala te pravila uspješne organizacije i pouzdane proizvodnje. Moraju minimirati i utrošak energije tijekom proizvodnje. Zahvaljujući zelenima, moraju poznavati i osnovna pravila kružnog gospodarstva. Pritom moraju biti svjesni da njihova djelatnost, rad mora biti u funkciji društveno-humanističkih ciljeva. Međutim samo rijetki među njima imaju iskustva u stvaranju realnih materijalnih tvorevina. Od inženjera (teoretičara, uputničara) ne očekuje se da sami zavaruju. To je zadatak vještog stručnog radnika, zavarivača. Leibnitz bi rekao praktičara. Time dolazimo do zaključka, u proizvodnim jedinicama dolazi do pretvaranja teorijskih znanja u realni svijet. Osnovu života. U kojoj mjeri će roboti zamijeniti vješte stručne radnike otvoreno je pitanje. Premda sve više poslova preuzimaju roboti kao npr. pri zavarivanju dijelova vozila. Javljaju se sve učestalije i egzoskeleti, kao vanjski oblik kiborgiziranja ljudskog bića koji olakšavaju teške poslove proizvodnih radnika. Istodobno, teško je zamisliti da će humanoidne robotice, ginolde u dogledno vrijeme preuzeti zadatke vezilja.
 
Što je s alatničarima?
 
Kao alatničarski znanstvenik, koji je i sam radio na tim zadatcima, smatram da će oni još dugo vremena biti potrebni. Naime, nekada su alatničari zamišljeni potrebni alat za potrebni proizvod mogli načiniti iz glave. Ta vremena su prošla. Ali nije prošlost osnovni zadatak alatničarskog zanatnika. A to je, sastaviti u funkcionalnu cjelinu dijelove načinjene klasičnim ili informatiziranim proizvodnim strojevima. Jedina istinska proizvodna revolucija bila je 1987. kada je izumljen prvi postupak, danas sve prisutnije aditivne proizvodnje. I tamo su potrebne, materijalne tvorevine, pisači.

 

Teoretičari i praktičari
 
Razmotri se cijeli suvremeni proizvodni lanac dolazi se do zaključka. Nositelji razvoja od ideje do pohrane preostatka proizvoda su uvjetno rečeno teoretičari. Koji moraju uputiti potrebnim vještinama osposobljene praktičare, kako to izvesti. To znači da su inženjeri oni koji razvijaju znanje, a ono je informacija. Dakle i proizvodni inženjeri su informatičari. Istodobno treba dobro promišljati koje vještine trebaju savladati oni koji se obrazuju i odgajaju u sustavu strukovnog obrazovanja. O čemu se premalo govori i piše.
 
Osobine i znanja idealnog inženjera
 
Moguće je definirati što se očekuje od idealnog inženjera. Tablica potječe iz jednog rada ovog autora iz 1998.
 
Osobine
Opća izobrazba
Stručna izobrazba
Stvarateljstvo
Poticajnost
Sposobnost vođenja
Radinost
Odlučnost
Konstruktivna (svrhovita) mašta
Pokretljivost
Učenje učenja
Poznavanje više stranih jezika
Javna odgovornost
Shvaćanje socijalne obuhvatnosti
Vrednovanje tehnike, inženjerska etika
Shvaćanje tehnike kao dijela kulture
Razumijevanje glavnih društvenih
problema
Široka stručnost
Praktično usmjerena posebna znanja
Potpuno vladanje tehničkim osnovama
Podatljivost prema trajno mijenjajućim područjima zvanja i zanimanja
Vođenje i organizacija
Sustavnosni pristup
Otvorenost prema novom znanju
 
Zaključno, bez obzira tko ga posjeduje i kako se do njega stiglo, znanje je informacija. U tom kontekstu treba shvatiti misao šefa kadrova „Siemensa“ iz 1999. »Informacije nije moguće jesti, u njih se oblačiti i pod njim spavati.« Zato uz teoretičare, one koji otkrivaju ili izumljuju, trebaju i praktičari koji raspolažu određenim vještinama. Što će u digitalno-robotskom dobu te praktičare u određenoj mjeri zamijeniti roboti, ne mijenja osnovu proizvodnje materijalnih dobara.
 
Ova promišljanja rezultat su razvoja tehnike u posljednjih tridesetak godina. Novo, digitalno-robotsko doba traži manje sudionika u proizvodnom procesu, ali vrhunskih stručnjaka. Time se završava krug od 30 godina kada je po prvi puta napisano. »I proizvodnja treba vrhunske kadrove.«
 

Prof. emer. Igor Čatić

Povezani članci

Računalna kemija

HF

Tko brine za hrvatski identitet?

HF

Nisam zadovoljna napisanim dokumentima

HF

Umro Nenad Bićanić

HF

Ova web stranica koristi kolačiće za poboljšanje vašeg iskustva. Pretpostavit ćemo da ste s ovim u redu, ali ako želite možete se odjaviti i ne prihvatiti. Prihvati Pogledaj više...