Następująca właśnie rewolucja w przemyśle wraz z nowymi technologiami przynosi nowe pojęcia: Przemysłowy Internet Rzeczy (Industrial Internet of Things – IIoT), Przemysł 4.0 (Industrie 4.0), Inteligentna Fabryka (Smart Factory). Nazwy te odnoszą się do różnych zagadnień, jednak dotyczą tej samej idei wzajemnego łączenia wszystkich operacji w zakładach oraz ludzi, którzy są za nie odpowiedzialni.
Nawet najwięksi eksperci technologii IIoT stwierdzają, że jesteśmy dopiero na pierwszym etapie czwartej rewolucji w przemyśle. Pewne jest jednak to, że Przemysłowy Internet Rzeczy zmieni przemysł wytwórczy.
Nadchodząca rewolucja
Jednym z kluczowych elementów idei Przemysłu 4.0, etapu rozwoju technologicznego nazywanego czwartą rewolucją przemysłową, jest uzyskanie nowego wglądu w sytuację oraz w możliwości optymalizacji procesów produkcji dzięki wykorzystaniu komunikacji danych w całym łańcuchu dostaw. Czwarta rewolucja w przemyśle to połączenie komputerów, sterowników i samych maszyn z siecią Internet i w rezultacie powstanie systemów cyberfizycznych (Cyber-Physical Systems – CPS).
Wdrożenie idei Przemysłu 4.0 wymaga komputeryzacji tradycyjnego przemysłu wytwórczego oraz jeszcze szerszego niż dotąd wdrożenia rozwiązań sieciowych na poziomie obiektowym. Połączenie koncepcji Internetu Rzeczy oraz CPS skutkuje tzw. inteligentną fabryką (Smart Factory) i pozwala na, nieosiągalną wcześniej, elastyczność oraz efektywność produkcji. W przemyśle oznacza to skupienie się nie na produkcie, ale na procesie jego wytwarzania.
Przedsiębiorstwa potrzebują więc elastycznych linii produkcyjnych, które mogą być szybko adaptowane do zmieniających się wymagań klienta. „Elastyczne” maszyny wytwarzają wiele typów produktu, co oznacza zwiększenie rentowności produkcji, zmniejszenie stanów magazynowych, a przy tym spełnianie nawet najbardziej skomplikowanych żądań klienta.
Poszukiwanie rozwiązań
Sukces Przemysłowego Internetu Rzeczy kryje się w implementacji i integracji sieci rozproszonych poziomu obiektowego oraz rozwoju oprogramowania, które znajduje, zbiera, łączy i udostępnia dane personelowi zakładu oraz modyfikuje zawartość, aby każda osoba dostała to, czego potrzebuje, w celu zwiększenia produktywności. Pracownik działu utrzymania ruchu nie potrzebuje tych samych informacji co inżynier kontroli jakości, operator linii produkcyjnej lub dyrektor ds. finansowych, jednak dane urządzenie może dostarczyć informacji potrzebnych każdemu z nich w określonym czasie.
Ważnym elementem decydującym o tak szybkim rozwoju technologii IIoT i jej rozpowszechnieniu jest rozwój tego typu oprogramowania. Tradycyjni producenci i dostawcy urządzeń i systemów dla przemysłu łączą się pod egidą takich firm, jak Apple, Cisco, Microsoft, SAP i Verizon, dla których branża produkcyjna stanowi jedynie jeden niewielki fragment ich działalności rynkowej. Jednak te uznane na rynku marki przyciągają mniejszych producentów, którzy tworzą programy i platformy systemowe, umożliwiające połączenie danych procesowych maszyn z pracownikami.
Podczas trzydniowego spotkania w Chicago w czerwcu 2015 r. firma SAP przeprowadziła serię seminariów skupiających się na kwestiach wytwarzania i produkcji w powiązaniu z technologią IIoT. W pokazach innowacyjnych rozwiązań uczestniczyły bardziej rozpoznawalne firmy (Dell, Deloitte, IBM) oraz mniej znane przedsiębiorstwa skoncentrowane na: integracji łańcuchów dostaw, zarządzaniu cyklem życia produktów oraz systemach planowania zasobami. Na jednej z sesji, dotyczącej zmian w wytwarzaniu możliwym dzięki IIoT, skoncentrowano się na przechwytywaniu i zarządzaniu danymi oraz równie istotnym i wymagającym aspekcie współpracy ludzi z szybkością i dokładnością, jaką zapewniają maszyny.
Firma Tennant jako jedna z pierwszych wdrożyła rozwiązania IIoT już od 2009 r. Paul Wellman, dyrektor działu informatyki tej firmy, zaznaczył podczas tego spotkania, że wdrożenie to było wyzwaniem daleko wykraczającym poza IT oraz Technologię Operacyjną (OT). – Szukaliśmy większej elastyczności w naszych działaniach w zakładach w Pensylwanii i nie mogliśmy wprowadzić szybkich zmian. Musieliśmy się upewnić, że zakład będzie elastyczny i dotrzyma kroku rozwojowi całego przedsiębiorstwa. W działach IT i OT zaszły zmiany kulturowe. Okazało się, że mieliśmy „wyspy” danych w zakładzie produkcyjnym. Nie były one ze sobą połączone. Kiedy dokonaliśmy połączenia, zobaczyliśmy, jak bardziej efektywnie i sprawnie możemy pozyskiwać dane.
– Chodzi o zapewnienie kontaktu pomiędzy tymi grupami – powiedział Dave Gutshall, starszy menedżer produkcji w zakresie rozwiązań pionowych w Cisco. – Wymaga to pracy na wszystkich szczeblach organizacji. W rozmowach nie może uczestniczyć tylko kierownictwo. Muszą one odbyć się wewnątrz zakładu produkcyjnego. Należy pytać swoich pracowników IT, ile czasu spędzają w hali produkcyjnej. Na hali muszą znajdować się aktywni inicjatorzy zmian.
Określenie podstaw
Cisco w swoim komunikacie prasowym informuje o dostępności nowych rozwiązań, mających zastosowanie w programach związanych z IIoT oraz IoT, jednocześnie podając bardzo rozsądne argumenty dotyczące obecnego stanu tych technologii. – Cisco szacuje, że 50 mld urządzeń i obiektów będzie łączyć się z Internetem w 2020 r. Mimo to obecnie aż 99% urządzeń fizycznych nie ma takiego połączenia. Aby być przygotowanym na falę cyfryzacji, firmy i miasta zwiększają liczbę rozwiązań opartych na idei Internetu Rzeczy. Jednakże efektywna cyfryzacja jest procesem skomplikowanym. Klienci bowiem często łączą urządzenia i obiekty – lub łączą ze sobą niepowiązane dotąd niewielkie sieci. Dzieje się to nieporównanie częściej niż dotychczas, wprowadzając zamieszanie i chaos komunikacyjny. Dodatkowo, aby mogli oni zrozumieć istotę i wartość tych połączeń, konieczne jest wykorzystanie zaawansowanego oprogramowania do analizy danych. Nawet wtedy klienci często są zmuszeni do tworzenia nowych klas inteligentnych aplikacji, pozwalających na zwiększenie produktywności lub usprawnienie modeli biznesowych. To wszystko oczywiście musi zostać zrealizowane bez negatywnego wpływu na bezpieczeństwo systemu, zarówno podczas przesyłania danych z urządzenia do tzw. chmury, jak i do centrum danych.
Zwiększenie produktywności
Nie jest wymagane instalowanie nowej sieci w celu uzyskania takich zysków i zwiększonej efektywności procesów produkcji. Eksperci mówią, że trzeba jedynie zoptymalizować sieci czujników oraz PLC i SCADA. Można zwiększyć liczbę podłączonych urządzeń, co poszerzy zakres danych oraz skomplikowanie układu. Problemem jednak nie jest skomplikowanie – są nim dane oraz sposób ich wykorzystania. Bez właściwego planu i strategii wykorzystania danych zebranych dzięki technologii IIoT system może być bezużyteczny.
Autorzy: Bob Vavra jest redaktorem naczelnym Plant Engineering. Daymon Thomson jest specjalistą ds. produktów w Beckhoff Automation.
Tłumacze: Robert Baron i Dawid Miś
Tekst pochodzi z nr 1/2016 magazynu „Inżynieria i Utrzymanie Ruchu”. Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.
