Umělá inteligence ve výrobě – Fyzická AI ve výrobě

Na návštěvě ve Výzkumném a vývojovém centru BMW v Mnichově jsme měli možnost nahlédnout do budoucnosti zefektivňování a větší flexibility při výrobě automobilů. Hlavní slovo má samozřejmě digitalizace, a to ve formě digitálních dvojčat, inteligentních robotů a „fyzické AI“.

Zpočátku bylo těžké pochopit, co se nám BMW vlastně snaží ukázat. Jak roboti nahradí na výrobních linkách lidi? Viděli jsme totiž reálná videa z pilotních projektů, jak humanoidní roboti nahrazují dělníky na montážní lince továrny v americkém Spartanburgu. Jak svařují karoserie nebo nasazují kola. Až později jsme zjistili, že cílem bylo pootevřít nám dveře do budoucnosti výroby automobilů v obecné rovině a ukázat, na čem se aktuálně pracuje, a přeneseně jaké změny celý výrobní průmysl čekají.

Foto: BMW

BMW ukázalo, jak posouvá digitalizaci výroby do další fáze. Po letech optimalizace a digitalizace jednotlivých procesů se nyní přechází k integraci dat, umělé inteligence a robotiky do jednoho funkčního celku. Výsledkem je koncept „fyzické AI“, tedy propojení digitálních algoritmů s reálnými stroji, které jsou schopny reagovat na proměnlivé podmínky výroby.

Robotika v tomto pojetí není izolovanou inovací, ale součástí širší strategie, již BMW označuje jako iFACTORY. Ta stojí na čtyřech pilířích: digitalizaci, štíhlé výrobě, udržitelnosti a lidském faktoru. Klíčovou roli hraje schopnost pružně reagovat na poptávku a kombinovat různé typy pohonů i modelů na jedné výrobní lince. To je strategie, která se BMW v minulých letech, kdy do jedné karoserie integrovalo spalovací i elektrifikované pohony, jednoznačně vyplatila.

Zásadním předpokladem pro nový přístup je jednotná datová infrastruktura. BMW transformovalo dříve oddělené systémy do jedné cloudové platformy, kde jsou data standardizovaná a dostupná v reálném čase. To umožňuje nasazení tzv. digitálních agentů, kteří dokážou autonomně rozhodovat a optimalizovat výrobní procesy. Tento krok je důležitější než samotná robotika, protože bez konzistentních dat by nebylo možné AI efektivně nasadit ani škálovat napříč výrobní sítí.

Foto: BMW

Klasická průmyslová robotika je založená na pevně definovaných sekvencích. Funguje spolehlivě v přesně daném prostředí, ale selhává při odchylkách. Fyzická AI tento princip mění, protože robot už nemusí být omezený na předem naprogramovaný scénář, ale dokáže reagovat na nepředvídatelné situace.

Typickým příkladem je manipulace s díly. Zatímco tradiční robot vyžaduje přesnou polohu a orientaci, systém s fyzickou AI zvládne variabilitu vstupů a adaptuje své chování. To otevírá cestu k nasazení v oblastech, které byly dosud doménou ­člověka. Z pohledu výroby jde o posun od deterministického řízení k pravděpodobnostnímu rozhodování. Výsledkem není absolutní přesnost za všech okolností, ale vyšší robustnost celého systému.

BMW vnímá humanoidní roboty jako doplnění stávající automatizace, nikoliv jako její náhradu. Největší přínos mají v úlohách, které jsou monotónní, ergonomicky náročné nebo bezpečnostně problematické.

Pilotní projekty ukazují, že robot může převzít přesné opakující se operace s milimetrovou přesností, například manipulaci s plechovými díly před svařováním. V americkém závodě Spartanburg tak robot Figure 02 během deseti měsíců participoval na výrobě více než 30 000 vozů BMW X3 a manipuloval s desítkami tisíc komponentů.

Foto: BMW

Současně se ale potvrzuje, že člověk zůstává nenahraditelný v úkolech vyžadujících jemnou motoriku, rychlou adaptaci a komplexní rozhodování v krátkém čase. Typickým příkladem je montáž dílů do pohybujícího se vozu.

Evropským pilotním projektem v této oblasti je nasazení humanoidního robota AEON od švýcarské společnosti Hexagon Robotics v továrně v Lipsku. Robot je koncipován jako univerzální platforma s možností výměny koncových nástrojů, což umožňuje jeho nasazení v různých výrobních operacích. Testování se zaměřuje především na výrobu vysokonapěťových akumulátorů a komponentů. Právě zde dává humanoidní koncepce smysl, protože pracovní prostor je navržen pro člověka a robot se mu může přizpůsobit bez nutnosti zásadních úprav infrastruktury.

Důležitý je i samotný proces zavádění. BMW postupuje ve fázích od laboratorního testování přes pilotní nasazení až po případnou industrializaci. Klíčovým kritériem není technologická demonstrace, ale schopnost dlouhodobého stabilního provozu v reálných podmínkách.

Zásadní změnou je i způsob vývoje ro­botických aplikací. Namísto klasického ­programování se prosazuje tzv. imitation ­learning. Operátor pomocí teleoperace předvede požadovaný úkon a systém jej následně generalizuje. Výpočetní výkon je navíc částečně přesunut přímo do robotů (edge AI), což umožňuje okamžité rozhodování bez závislosti na vzdálených serverech. To je klíčové zejména v prostředí výroby, kde latence může znamenat ztrátu synchronizace s výrobním taktem.

Z praktického hlediska je zásadní integrace robotů do existující infrastruktury. BMW využívá standardizovaná rozhraní v rámci systému Smart Robotics, což umožňuje propojení s logistikou, výrobním řízením i bezpečnostními systémy.

Zkušenosti z pilotních projektů ukazují, že technologická stránka je pouze částí celého procesu. Stejně důležitá je adaptace bezpečnostních standardů, zajištění konektivity (například prostřednictvím 5G) a také přijetí technologie ze strany zaměstnanců. V tomto ohledu se ukázalo, že transparentní komunikace a postupné zavádění vedou k relativně rychlé akceptaci robotů jako běžné součásti pracovního prostředí.

BMW odhaduje, že v horizontu několika let může počet inteligentních robotů ve výrobě výrazně narůst. Nejde však o nahrazení lidí, ale o změnu struktury práce. Fyzická AI umožňuje přesunout část činností ze statických robotických pracovišť do flexibilních, adaptivních systémů. To je důležité zejména v kontextu rostoucí variability produktů a tlaku na efektivitu.

Z dlouhodobého pohledu tak robotika přestává být jen nástrojem automatizace a stává se součástí širšího ekosystému řízeného daty. Výroba se tím posouvá od optimalizace jednotlivých operací k optimalizaci celku, a to v reálném čase a napříč celou výrobní sítí.

Převzato z časopisu

Fotogalerie