PO AUTOMATIZÁCII A DIGITALIZÁCII ZAČNE PODĽA DEKANA STROJNÍCKEJ FAKULTY SLOVENSKEJ TECHNICKEJ UNIVERZITY V BRATISLAVE ĽUBOMÍRA ŠOOŠA PRIEMYSEL HĽADAŤ VYUŽITIE VÝROBNÝCH VSTUPOV AJ PO SKONČENÍ ŽIVOTNÉHO CYKLU PRODUKTOV.
Aká je najväčšia zmena, s ktorou budú univerzity pomáhať v príprave firmám v strojárskom priemysle?
Pred dvadsiatimi či tridsiatimi rokmi dominovala v priemysle mechanika. To znamenalo najmä využitie manuálnych zručností a zlepšovanie vo vzájomnom prepojení mechanickej činnosti s človekom. V súčasnosti sa však čoraz viac rozvíja prepájanie mechanických zariadení s informatikou, teda počítačom aelektronicky riadenými strojmi. Tým sa venuje najmä mechatronika či kybernetika. Prácu človeka nielen z hľadiska fyzickej, ale aj mentálnej činnosti kontrolujú a často nahrádzajú stroje. Predpokladám, že v budúcnosti dôjde k úzkemu prepojeniu človeka s virtuálnym svetom. Ľudia budú vytvárať idey, konštruovať a kombinovať technológie vo virtuálnom svete. Na to ich však treba postupne pripravovať.
Aký konkrétny výskum, ktorému sa venujete aj na pôde Strojníckej fakulty STU, pomôže v budúcnosti plniť požiadavky priemyslu?
Inžinierske programy, ktoré má výskum a vývoj k dispozícii, umožňujú rozpracovávať, prepočítavať a skúšať rôzne varianty. Už teraz je zjavné, že priemysel postupne upustí od výroby prototypov, čím ušetrí čas a peniaze. V minulosti bolo nutné ručne nakresliť prototyp, vyrobiť ho, odskúšať a podľa výsledkov testu prerobiť spolu s výkresovou dokumentáciou. V súčasnosti sa už kreslí v 3D, takže možno vyvíjať bližšie k realite a skracuje sa vývoj. V budúcnosti uvidíme vo virtuálnom svete aj to, ako pracuje navrhnutý stroj, k akým kolíziám môže dôjsť vo výrobe. Rovnako sa ľudia budú môcť naučiť, ako s novým produktom narábať, pričom ešte nebude fyzicky vyrobený.
Môže to pomôcť podnikom plniť čoraz pestrejšie požiadavky zákazníkov?
Čas vývoja a výroby sa bude stále skracovať aprispôsobovať okamžitým potrebám zákazníka na funkčnosť, ale aj zefektívňovanie procesov. Základnou filozofiou počítačom integrovanej výroby je maximálne skrátenie času od zadania požiadavky zákazníka po dodanie kompletného hotového nového produktu. Preto sa budú virtuálne modelovať nielen produkty, ale aj stroje na ich výrobu. Plus stroje budú nielen vyrábať časti výrobných zariadení, napríklad nástroje, ale neskôr sa budú z veľkej miery samostatne aj modifikovať či servisovať a najmä nastavovať na výrobu nových produktov. Takýto proces umožní malosériovú výrobu pri nižších nákladoch a maximálnom možnom uspokojení individuálnych potrieb zákazníka.
Budú sa vo výraznej miere využívať univerzálne výrobné zariadenia s technológiami, ako je napríklad 3D tlač?
Myslím si, že na trh prídu úplne nové technológie, materiály, konštrukcie strojov. Kovonosné materiály už dosiahli z hľadiska vlastností mechanické a fyzikálne limity. Výroba sa presúva čoraz viac do využitia kompozitov – teda kombinácie kovonosných a nekovových materiálov. Tie ponúkajú nové možnosti. Tak sa bude vo výrobe znižovať použitie takých zariadení ako sústruh, frézka či vŕtačka. Vzniknú nové aditívne bezodpadové technológie, o ktorých sa zatiaľ praxi ani nesníva. Osobne som presvedčený, že napríklad výroba automobilov bude mieriť k vysokotlakovému liatiu s využitím nových materiálov. Výzvou je spájanie nekovových materiálov. Myslím si však, že automobil, teda jeho hlavná časť, sa bude z väčšej časti vyrábať odlievaním.
Ako sa potom budú opracovávať a upravovať medziprodukty, napríklad odliatky?
Výrobné stroje budú nielen multifunkčné, ale aj multitechnologické. Množstvo úkonov bude možné urobiť s využitím robota. Robot osadený frézovacím vretenníkom dokáže efektívne vyrobiť neskutočne tvarované komponenty. Ten istý robot môže zmenou hlavice zvárať, rezať, manipulovať či kompletizovať výrobok. Je pružnejší ako klasický obrábací stroj a nemá obmedzenia v priestore.
Aké budú energetické požiadavky výroby s využitím kompozitov, bude menej nákladná?
Jednoznačne áno. Základná požiadavka pri vysokotlakovom liatí na jednotlivé časti vozidla je dostatočná pevnosť, minimálna hmotnosť a funkčnosť. Dostatočnú pevnosť možno dosiahnuť vložením armatúr do kostry odliatku ešte pred samotným vstreknutím kompozitu – teda vystužením konštrukcie podobne, ako sa využívajú armatúry v stavbách z liateho betónu. Výroba z takéhoto materiálu jedným vstrekom, respektíve jednou operáciou bude určite energeticky menej náročná než sled povedzme sto spájacích operácií, ako je zváranie, nitovanie či nastreľovanie. Otázka, ktorá sa logicky vynára, je nielen energetická bilancia a nákladovosť takejto výroby, ale najmä ďalšia recyklácia výrobkov.
Tú zrejme odlišné zložky kompozitných materiálov skomplikujú.
Preto bude recyklácia pre nás vedcov najväčšia výzva. Všetko, čo používame, je na konci životného cyklu odpad. Ak hovoríme o recyklujúcej, teda obehovej spoločnosti, mali by sme vyvíjať materiály, ktoré sú šetrné k životnému prostrediu. To znamená predovšetkým možnosť ich opätovného využitia. Recyklácia by sa mala brať do úvahy už pri samotnom návrhu a vývoji produktu v zmysle „one day after“, teda čo bude s výrobnými vstupmi po skončení ich používania v podobe výrobku.
Vyžiadajú si nároky na ochranu životného prostredia šetrné hospodárenie so vzácnymi zdrojmi pre výrobu?
Nielen to, aj keď je to prirodzená reakcia na požiadavky spoločnosti a životného prostredia. Ide aj o ďalší prvok štíhleho riadenia (Lean Management), najefektívnejšieho prístupu k priemyselnému riadeniu. Ak by sme použili rovnaký prístup ako pri pomenovávaní revolučných zmien v doterajších etapách rozvoja priemyslu, tak potenciálny Priemysel 5.0 bude o efektívnom využití odpadov. Teda výrobných vstupov, ktorých využitie sa neskončí na konci životného cyklu výrobku.
Zmení to pohľad na odvetvia? Bude dochádzať k prepojeniu strojárstva a chémie, keďže kompozity sú zmesou rôznych materiálov?
Určite. Prepojenie bude interdisciplinárne. Najskôr medzi jednotlivými vedeckými disciplínami. Dôležité poznatky budú vkladať nielen strojári a chemici, biológovia a experti na rôzne technológie. Vidíme to užxpri súčasných požiadavkách. Nedávno sme dostali zaujímavú úlohu – skúsiť použiť ako surovinu na výrobu palubnej dosky technické konope. Ak sa nám to podarí, pôjde o stopercentne prírodný recyklovateľný materiál. Na to naozaj potrebujeme aj poznatky z biológie. A netreba zabúdať na prepojenie s informatikmi.
V chemickom priemysle sa vývoj zrýchľuje digitálnym testovaním zlúčenín rôznych látok. Je také niečo možné aj pri výskume a vývoji v strojárstve?
Osobne si nedovolím predvídať, či budú informačné technológie schopné simulovať správanie rôznych materiálov pri konkrétnom konštrukčnom využití len na základe ich zloženia a predvídať vlastnosti materiálov. No práve preto bude nutné využívať poznatky rôznych disciplín. V minulosti sa pracovalo s takzvanými mono-materiálmi, ako bolo drevo, kovy či plast. V súčasnosti prechádza výroba k heterogénnym materiálom – kompozitom. Postupom času bude náročné určiť, o aký materiál vlastne ide.
Ako bude vyzerať vzájomná spolupráca vedcov z rôznych oblastí, strojárov, chemikov, biológov v oblasti vývoja nových materiálov?
Výskumy prebiehajú v zásade paralelne. U nás na univerzite máme dokonca vytvorený spoločný cloud, v rámci ktorého vidíme, ak niekto vstupuje do prostredia a čokoľvek upravuje. Počítač plní v tomto momente funkciu nástroja na výmenu informácií. Nedokáže však za nás rozmýšľať a ponúkať riešenia. Tak ďaleko ešte veda nie je.
Ako bude vyzerať vývoj produktu s využitím takýchto poznatkov – napríklad konštruovanie automobilu?
Určite sa bude vždy klásť dôraz na vysokú pevnosť klietky karosérie. Na tú sa budú osádzať ľahučké materiály z plastov. Nie som si však istý, či bude vysoko pevná klietka vyrobená z kovu. Už v súčasnosti existujú materiály na báze epoxidov či uhlíkových vlákien, ktoré majú rovnaké pevnostné vlastnosti ako dosiaľ využívané kovy.
Zmenia sa požiadavky na strojárov? Budú musieť okrem poznatkov o materiáloch a mechanike získavať nové IT zručnosti?
Podľa môjho názoru ich veľmi nebudú potrebovať. Informačné technológie budú „user friendly“, navrhnuté s maximálnym ohľadom na komfort využívania ich funkcií. Konštruktér sa nebude trápiť programovaním. Čo však predpokladám, je, že program bude konštruktérovi pomáhať pri výbere vhodných komponentov, uzlov a ďalších konštrukčných prvkov. Vývoj bude určite pokračovať týmto smerom. Aj keď, žiaľ, na úkor predstavivosti mladého človeka. Pretože študent dokáže napríklad bez problémov vypočítať krútiaci moment, no nevie, čo to presne je. Moderné technológie a dostupnosť informácií môžu svojím spôsobom ochudobňovať človeka o tento rozmer tvorivosti.
Čo bude musieť naučiť inžiniera budúcnosti technická univerzita?
Absolvent, ktorý opúšťa našu fakultu, musí vedieť logicky a kreatívne myslieť. Študenti, ktorí k nám prichádzajú, často nevedia počítať percentá a rovnice o dvoch neznámych. No netreba kritizovať len stredné školstvo, chybu robíme vo vzdelávaní aj my. Študentov učíme derivácie, integrály, dôkazy, poučky, ale málo ich učíme ich napríklad aplikovanú matematiku a fyziku. Ak ich naučíme kreatívne využívať tieto veci, máme vyhrané. Stále tvrdím, že všetko, čo vymyslel človek, sa dá neustále zdokonaľovať. Nič nie je dokonalé, a preto sa netreba báť zdravo riskovať. Niekedy skvelo zafunguje to, čo na prvý pohľad vyzerá ako úplný nezmysel.
Ktoré odvetvia budú pre priemysel zaujímavé z hľadiska vedy, ale aj aplikovaného výskumu?
Keď sa tvorila Stratégia výskumu a inovácií pre inteligentnú špecializáciu – RIS3 – pre Slovensko, stanovilo sa päť priorít: pôdohospodárstvo a životné prostredie, udržateľná energetika a energia, informačno-komunikačné technológie, nanotechnológie, biotechnológia a biomedicína. Podľa môjho názoru by sa malo Slovensko zameriavať na tri, maximálne štyri oblasti. Za nosnú tému považujem energiu a jej rôzne premeny. Možno by sme v tejto oblasti nepotrebovali obrovské investície. Energia bola a vždy bude dominantná. V minulosti sa zvyšovala kvalita života na úkor jej spotreby a míňania surovinových a energetických zdrojov. V súčasnosti si ľudstvo uvedomuje vyčerpateľnosť niektorých zdrojov. Slovensko by mohlo mať obrovskú šancu v oblasti výskumu a vývoja zelenej energie či už zo slnka alebo z akéhokoľvek iného zdroja.
Ktoré tradičné priemyselné odvetvia by dokázali vytvoriť biznisové modely v tejto oblasti a motivovať vedu a výskum?
Energetika, strojárstvo a chemický priemysel.
Na prístup, o akom ste hovorili, však budú potrebovať inak vzdelaných ľudí. Čo sa bude musieť zmeniť v prostredí pre vzdelávanie, aby ich vysoké školy dokázali vychovávať?
Možno to poviem obšírne, no ako som už spomenul, prístup musia meniť univerzity, ale aj nižšie úrovne vzdelávania. Pred tridsiatimi rokmi fungoval podľa mňa špičkovo prepracovaný systém vzdelávania. Mali sme základné školy, odborné stredné školy, gymnáziá a učňovky. Každý vedel, kam sa na základe výsledkov základnej školy zaradí. Na gymnáziách sa žiaci pripravovali na ďalšie štúdium. Učňovky a odborné školy pripravovali ľudí pre prax. V súčasnosti sa vraciame k pôvodnému nastaveniu, pretože nie sme so súčasným systémom spokojní. Podľa medzinárodných štatistík OECD ide 26 až 28 percent ľudí po absolvovaní prvého stupňa vysokoškolského štúdia do praxe, pretože na ďalšie vzdelávanie jednoducho nemá. U nás sú to len dve percentá a ide – dá sa povedať – o takmer nezamestnateľných ľudí. Podporujeme teda druho- a treťostupňové vzdelávanie ľudí, ktoré sa nebude v praxi využívať. Aj preto 57 percent absolventov vysokých škôl nepracuje v odbore, ktorý vyštudovali a 37 percent vysokoškolákov pracuje na stredoškolských pozíciách - vyštudovali, a 37 percent vysokoškolákov pracuje na stredoškolských pozíciách.
Začalo sa to meniť s duálnym princípom na technických stredných školách?
Duál na strednej škole predstavuje akúsi barličku. Učňovské vzdelanie je však v konečnom dôsledku lepšie. Preto musí vzniknúť štátna objednávka, a to najmä do budúcnosti, s konkrétnym počtom profesií, ktoré krajina potrebuje. No je potrebné definovať skôr požadované zručnosti absolventov než len názvy profesií či dokonca pracovných pozícií. Technologický pokrok totiž náplň práce apožiadavky profesií mení, spomenuli sme viacero príkladov.
Jedným z dôsledkov súčasného vzdelávania je, že na mnohých pozíciách so stredoškolskými požiadavkami pracujú ľudia s vysokou školou. No vysoké školy, ako ste konštatovali, akoby pripravovali skôr na nejakú nejasnú vedeckú prácu a odborníci, akých od univerzít očakávajú firmy, chýbajú.
Z veľkej časti súhlasím. Preto sme ako odpoveď našej univerzity začali na strojníckej fakulte ponúkať vzdelanie profesijného bakalára. Nejde pritom o duálne vzdelávanie. Pri nástupe podpisuje študent zmluvu so zamestnávateľom, ktorý mu poskytuje podnikové štipendium. Po úspešnom absolvovaní štúdia sa podnik zaväzuje, že človeka zamestná. Vychovávame tak bakalárov s nulovou nezamestnanosťou a najmä s praktickými znalosťami. To je odlišné, ako keď školy získavajú zdroje čisto na základe toho, koľko majú študentov. Bolo by dobré, ak by systém financovania školstva dokázal kopírovať uplatniteľnosť absolventov v odbore, ktorý vyštudovali. To sa bez tesnej spolupráce s praxou nedá.
Čo je dôkazom toho, že vysoká škola kvalitne spolupracuje s praxou vo vzdelávaní?
Z doterajších skúseností si dovolím tvrdiť, že je to stav, keď podniky pýtajú absolventov konkrétnej školy, nielen typu. To považujem za najväčší úspech. Preto, ak by som mal rozhodovaciu právomoc, bohato by som odmeňoval školy s uplatniteľnosťou absolventov v odbore.
A vo výskume?
Naša univerzita dostáva finančné prostriedky najmä na základný výskum. Máme však len minimálnu podporu aplikovaného výskumu a spolupráce s praxou. Tak ako sabsolventmi, súčasný systém financovania absolútne nezohľadňuje ani to, či sa výskum konkrétnej školy dá využiť v praxi. Ak sa tieto dva parametre nezmenia, nielen nestúpne úroveň vzdelávania a výskumu, ale aj vymrú pedagógovia na vysokých školách. Už v súčasnosti máme s ich získavaním problém najmä preto, že absolvent druhého stupňa, teda inžinier, je v praxi zaplatený takmer dvojnásobne v porovnaní so mzdou v školstve. Získať a udržať si schopných ľudí je náročné.
ĽUBOMÍR ŠOOŠ sa vyučil za prevádzkového zámočníka v textilke BZVIL Ružomberok. Po večernom štúdiu priemyslovky vyštudoval Strojnícku fakultu vtedajšej Slovenskej vysokej školy technickej, súčasnej Slovenskej technickej univerzity (STU) v Bratislave. Od roku 2002 bol na fakulte vedúcim Katedry výrobnej techniky. V rokoch 2007 až 2015 bol dekanom fakulty. Po dvoch funkčných obdobiach sa vrátil ako vedúci na čelo Ústavu výrobných systémov, environmentálnej techniky a manažérstva kvality. V apríli 2017 bol opäť zvolený za dekana Strojníckej fakulty STU.
Ľ. Šooš je členom Kolégia rektora a predsedom Vedeckej rady Strojníckej fakulty STU v Bratislave. Ako výskumník a garant množstva projektov v domácich a medzinárodných vedeckých programoch je autorom alebo spoluautorom 48 patentov v strojárstve, energetike, spracovaní odpadov a motorike, pričom štvrtina z nich sa už dostala do praxe. Zastáva viaceré funkcie v odbornej spolupráci univerzít, priemyslu a verejnej správy. Za výsledky vo výskume bol v roku 2018 ocenený titulom Vedec roka v kategórii Inovátor. Od roku 2014 je viceprezidentom Zväzu strojárskeho priemyslu SR a Zväzu automobilového priemyslu SR.
