Usprawnienie procedur utrzymania ruchu i poprawa efektywności procesów produkcyjnych to najbardziej widoczne korzyści wdrożenia technologii IIoT.
Fot.: Fotolia
Nadejście epoki Internetu Rzeczy (IoT) powoduje, że wiele urządzeń codziennego użytku zostaje systematycznie włączanych w struktury sieci wymiany danych, np. smartfony z samochodami, a nawet z lodówkami. Nie ma wątpliwości, że sieć IoT się rozrasta i wkracza na wciąż nowe terytoria, w szczególności w świat maszyn przemysłowych. Przemysł produkcyjny znajduje się na pograniczu rewolucji technologicznej, w realizacji której pomoże Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT). Jego rozwiązania umożliwią zbudowanie środowiska pracy połączonego z czujnikami zbierającymi użyteczne dane dotyczące statusu sprzętu, warunków temperaturowych i bieżących postępów w pracy, pomagając poprawić efektywność, bezpieczeństwo i produktywność realizowanych operacji.
Dlaczego akurat teraz mamy wdrażać nową technologię? Producenci na całym świecie coraz bardziej wierzą w jej możliwości i uważają, że nadszedł czas, aby w nią zainwestować. Inteligentna produkcja pozwoli na monitorowanie tysięcy maszyn, urządzeń i innych „rzeczy”, zarówno na poziomie fabryk, jak i z zewnątrz. Technologia IIoT dostarcza nową platformę do integracji i przechowywania danych technologicznych, czyniąc w nich wielką zmianę, a nawet zwiększając ich wartość.
Ostatni raport Globalnego Instytutu McKinsey & Company ujawnił, że technologia IoT ma potencjalną wartość, która zmieni się od 3,9 bln dolarów obecnie do 11,1 bln dolarów w 2025 r. albo równowartości 11% światowej gospodarki. Oszacowania dotyczące wpływu ekonomicznego rozwiązań IIoT zmieniają się od konserwatywnych 500 mld dolarów w 2020 r. do agresywnych 15 bln dolarów w 2030 r. Wszystkie rynki pionowe (branżowe) w przestrzeni przemysłowej czerpią obecnie zyski z wdrożeń technologii urządzeń połączonych w sieci, zaś producenci przewidują, że inicjatywy IIoT zwiększą dochody o 27,1% w latach 20152018.
Zrozumienie wartości nowej technologii jest dokładnie tak samo ważne, jak zrozumienie wynikających z jej wdrożenia korzyści, wyzwań i ogólnego potencjału. Jak wiadomo, uzyskanie przewagi na starcie dla stałej i szybko poruszającej się linii montażowej jest ważne i w tym przypadku pozwoli fabrykom na zwiększenie ich wydajności.
Zwiększenie wydajności za pomocą IIoT
Wiele systemów w zakładzie produkcyjnym jest już ze sobą połączonych za pomocą sieci intranet, jednak dużo sygnałów danych zbieranych z maszyn i urządzeń nigdy nie opuszcza zakładu. W sieci IIoT wszystkie te dane są łączone, tworząc platformę kompleksowej obsługi, która może być wykorzystana do celów obsługi i konserwacji maszyn oraz sporządzania raportów z produkcji. Połączenie z Internetem pozwala na wysyłanie kluczowych danych do aplikacji obsługujących, analizowanie i wyświetlanie ich na panelu operatorskim, w dowolnej lokalizacji. Dane te są dostępne w razie potrzeby i zapisywane w celu przyszłego wykorzystania.
Wdrożenie technologii IIoT oferuje producentom wiele korzyści, w tym:
widoczność – technologia IIoT pozwala na widoczność w czasie rzeczywistym oraz obserwację statusu stałych i przenośnych urządzeń, takich jak kluczowe maszyny, części, sprzęt i towary transportowe, w dowolnej lokalizacji. Na przykład, jeśli firma produkująca elementy z tworzyw sztucznych metodą formowania wtryskowego magazynuje granulat polietylenu w silosie, to można w nim zainstalować czujniki monitorujące poziom surowca. Podłączony do sieci system może wykrywać niskie stany surowca i wysyłać alarm do dostawcy, aby zaplanował uzupełnienie zapasów, co ograniczy czas przestoju. Dane z wielu zakładów produkcyjnych są agregowane na wspólnej platformie w celu scentralizowanego zarządzania i analizy;
konserwacja zapobiegawcza – sprzęt używany w fabryce, od systemów chłodzenia do maszyn produkcyjnych, wymaga regularnej konserwacji. Technologia IIoT może być wykorzystana do zdalnego monitorowania i alarmowania o zbliżających się awariach. Jeśli np. temperatura silnika elektrycznego wzrasta ponad normalny zakres lub wibracje pompy się zmieniły, to zostanie pokazana linia trendu, co pozwoli zapobiec wystąpieniu problemu zanim spowoduje on katastrofę. Wdrożenie IIoT pozwala na organizację utrzymania ruchu o charakterze proaktywnym, a nie reaktywnym. Zastosowanie analityki do danych maszynowych otwiera możliwość adaptowania metodologii konserwacji na podstawie szacunkowych wskaźników używania, co daje oszczędność pieniędzy i czasu;
zwiększenie efektywności operacji realizowanych w fabryce – zdolność do przewidywania potencjalnych awarii sprzętu i konieczności wykonywania napraw minimalizuje liczbę wezwań serwisu. Według ankiety przeprowadzonej przez firmę Tata Consultancy Services producenci wykorzystujący rozwiązania IoT stwierdzili w 2014 r. średni wzrost zysków 28,5% w porównaniu z 2013 r.
Odszyfrowywanie danych
Dodanie w całej fabryce nowych czujników monitorujących sprzęt i zbierających dane przez 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu nie tylko poprawi ogólne wskaźniki efektywności i produktywności, ale także stworzy potężną bazę danych, w której będzie można odnajdywać potrzebne informacje. W celu uzyskania ciągłych korzyści z tej nowej „fabryki” informacji zbieranych poprzez sieć IIoT producenci będą musieli określić, które z danych są wartościowe dla ich wysiłków i jakie użyteczne informacje mogą z tych danych wynikać. Informacje te mogą następnie być wykorzystane do dokonania transformacji procesu produkcyjnego, uzyskania wglądu w procesy, które poprzednio były trudne do zaobserwowania, oraz uczynienia maszyn bardziej bezpiecznymi i bardziej niezawodnymi.
Zdolność do połączenia całego konglomeratu informacji z fabryki we wspólne źródło i platformę danych zmienia funkcjonalność całego zakładu.
Elastyczność współczesnych technologii monitoringu i platform zapewnia, że dowolne dane dotyczące monitorowania nie muszą być permanentne. Technologia IIoT pozwala na adaptowanie systemów przez wiele aplikacji, zaś każdy system może i powinien być przystosowany i zaktualizowany dla danej fabryki, ponieważ zakłady przemysłowe różnią się między sobą.
Dostosowanie fabryki do wdrożenia technologii IIoT
Adaptowanie dowolnej innowacji łączy się z jej własnym zbiorem wyzwań, technologia IIoT zaś, z powodu charakteryzującej ją dużej liczby połączeń sieciowych, będzie wymagała pewnego okresu adaptowania.
Trzy największe wyzwania związane z wdrożeniem technologii IIoT to:
bezpieczeństwo – zabezpieczenie zasobów jest sprawą nadrzędną dla firm wdrażających rozwiązania IIoT. Monitorowanie oparte na sieci komórkowej funkcjonuje jako samodzielny system, zależny od bezpieczeństwa najnowszych technologicznie sieci komórkowych oraz zarządzania centrami danych;
elastyczność – po dodaniu nowych możliwości i zmianie wymagań dotyczących utrzymania ruchu systemy monitorujące będą wymagały ciągłego modyfikowania i konserwacji. Jednak obawy dotyczące standaryzacji są szybko łagodzone, ponieważ interfejs programistyczny aplikacji (API) staje się powszechny, zaś opracowywane są narzędzia i interfejsy użytkowników do szybszego wdrażania nowej technologii. Bariery związane ze standaryzacją urządzeń lub systemów są usuwane przez tworzenie centralnych platform danych, które są połączone z różnorodnymi strumieniami danych przy wykorzystaniu interfejsów API;
status quo – koszty będą odgrywały istotną rolę w adaptowaniu IIoT, gdyż pierwsze firmy już wyruszyły w drogę w kierunku wdrożenia tej technologii. Ponieważ koszty sprzętu i przesyłu danych spadają, to uzasadnienie projektu (business case – BC) staje się realne. Dokonanie pierwszych i kolejnych inwestycji oraz podjęcie następnego kroku w celu łączenia danych poprawi tylko wskaźnik zwrotu z inwestycji (ROI).
Połączenie kropek w linię
Możliwość połączenia w sieci, śledzenia realizowanych operacji oraz współuczestniczenia w pracy fabryki otwiera więcej możliwości niż kiedykolwiek przedtem. Podczas gdy wdrażanie nowych technologii może wydawać się ryzykowne, IIoT budzi zaufanie, zapewniając nowe możliwości przewidywania potrzeb wykonania prac serwisowych i konserwacyjnych w każdym miejscu i czasie. A w miarę jak technologia IIoT staje się coraz łatwiejsza do wdrożenia na liniach produkcyjnych, firmy systematycznie zaczną wykorzystywać jej zalety. Analiza danych i narzędzia do tej analizy czynią źródło danych IIoT użytecznym dla producentów i wielu innych firm z branży przemysłowej, które stale pracują nad większym bezpieczeństwem i większą efektywnością. Ten nieujarzmiony potencjał rozwiązuje problemy związane z nieplanowanymi przestojami i inne związane z nieprawidłowym funkcjonowaniem maszyn i urządzeń oraz zapewnia lepsze sterowanie procesem produkcji, co w efekcie przynosi większe zyski i lepsze wyniki firm produkcyjnych.
Autor: Dan Yarmoluk pracuje w firmie ATEK Access Technologies.
Tekst pochodzi z nr 4/2017 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.
