Przemysł 4.0 kryje w sobie potencjał dla nowych strategii biznesowych. Pomimo tego, iż istnieje wiele różnych metod, wartość każdej z nich zależy od jej praktycznego zastosowania. Portal Predictive Maintenance (Portal diagnostyki zapobiegawczej) stworzony przez firmy Eaton i T-Systems nie tylko skierował działalność zakładu produkcyjnego firmy Eaton w Dausenau na drogę przekształcenia się w inteligentną fabrykę – udało się jemu także przekonać do siebie jury przyznające nagrody Przemysłu 4.0 już w 2017 roku.
W tym roku rynek rozwiązań dla Przemysłu 4.0 ma zanotować wzrost do 7,2 mld euro – co oznacza wzrost o 22%, czyli prawie jedną piątą w porównaniu z rokiem poprzednim, jak podaje Bitkom (Niemieckie Federalne Stowarzyszenie Informatyki). W tym kontekście Bitkom zidentyfikował sektor budowy maszyn i integracji systemów jako największy czynnik tego wzrostu, a w następnej kolejności wymienił przemysł motoryzacyjny i elektroniczny. Nie ulega wątpliwości, że rynek Przemysłu 4.0 przeżywa rozkwit, a cyfrowa transformacja przyspieszyła już integrację czujników, sterowników i napędów z technologią produkcji, łańcuchami dostaw, technologią IT i technologią komunikacyjną.
Ludzie, maszyny i procesy przemysłowe są obecnie łączone w inteligentne sieci. Nowe obserwacje można uzyskać poprzez analizę i przetwarzanie danych generowanych w procesach produkcyjnych, a dzisiejsze czujniki dostarczają więcej informacji na temat stanu pracy zakładu niż kiedykolwiek wcześniej. W niektórych gałęziach przemysłu produkcja w partiach gotowych produktów jednostkowych jest już rzeczywistością; w takich w pełni rozwiniętych inteligentnych fabrykach każdy produkt jest wstępnie zmontowany online przed wejściem do w pełni zautomatyzowanego procesu produkcyjnego. Zakłady produkcyjne są teraz w stanie ostrzegać operatorów o wymaganych pracach konserwacyjnych, podczas gdy informacje zwrotne od operatorów są wykorzystywane do poprawy wydajności zakładów w długoterminowej perspektywie. Tego typu rozwiązania stanowią prawdziwą wartość dodaną zarówno dla klientów, jak i operatorów.
Wiele dróg prowadzi do Przemysłu 4.0. Na rynku istnieje już wiele różnych rozwiązań, które można wyróżnić pod względem ich złożoności, możliwości komunikacyjnych i wykorzystania komponentów IT, takich jak usługi w chmurze. Średnich rozmiarów firmy integrujące systemy i budujące maszyny często stoją przed wyzwaniem, jakim jest wybór technologii.
Jednym z punktów odniesienia są nagrody Innowacje Przemysłu 4.0 (Industry 4.0 Innovation Awards), które są organizowane i wręczane wspólnie przez Wydawnictwo VDE i ZVEI (Niemieckie Stowarzyszenie Producentów Elektrycznych i Elektronicznych), aby wyróżnić w ten sposób wybitne innowacje. W 2017 r. Predictive Maintenance Portal, rozwiązanie oparte na chmurze, opracowane przez Eaton i T-Systems, zdobyło drugie miejsce w walce z ostrą konkurencją. Co jednak wyróżnia to konkretne rozwiązanie Przemysłu 4.0?
Wielokrotnie nagradzane rozwiązanie oparte na chmurze zgodne z wymogami Internetu Rzeczy (IoT)
„Koncepcja ta odpowiada szczególnym wymaganiom średniej wielkości firm budujących maszyny i integrującym systemy w ramach Przemysłu 4.0”, zauważa Stefan Selke, kierownik ds. marketingu segmentu MOEM w firmie Eaton. „Chodzi tutaj w szczególności o szybkie i łatwe wprowadzanie danych oraz o intuicyjną obsługę, aby ułatwić użytkownikom zapoznanie się z nowym systemem. Wspólnie z firmą T-Systems opracowaliśmy pakiety typu „plug-and-work” (podłącz i pracuj) do podłączenia zakładu produkcyjnego i całej jego instalacji do chmury. Pakiety te umożliwiają praktycznie każdej firmie wejście w erę Przemysłu 4.0”.
W tym celu firmy Eaton i T-Systems wniosły do partnerstwa swoje kluczowe kompetencje. Inteligentna aparatura łączeniowa firmy Eaton jest w stanie zebrać wszystkie istotne dla procesu dane, jak również przekazać je do wyznaczonych komponentów automatyki. Na szczególną uwagę w tym względzie zasługuje cyfrowy wyłącznik silnikowy PKE lub nowy cyfrowy wyłącznik NZM. Oczywiście możliwe jest również włączenie do oferty przemienników częstotliwości firmy Eaton, począwszy od prostych DE1, a skończywszy na rozwiązaniach napędowych serii DG1. Zebrane dane mogą być następnie przetwarzane, na przykład za pomocą panelu dotykowego XV300 firmy Eaton i zintegrowanego oprogramowania wizualizacyjnego GALILEO. Ujednolicone protokoły pozwalają na łatwą integrację z platformą serwisową IoT dostarczaną przez firmę T-Systems. Ta ostatnia jest platformą serwisową multi-IoT, która oferuje użytkownikom rozwiązania systemowe i pakiety serwisowe najlepiej odpowiadające ich potrzebom.
Kluczowym elementem koncepcji tego rozwiązania jest całkowite bezpieczeństwo danych od momentu ich zebrania do ich przechowywania, tj. od rozrusznika silnikowego do chmury. Dzięki swojej wszechstronnej eksperckiej wiedzy w krytycznych dla biznesu obszarach, takich jak identyfikacja użytkowników, uprawnienia dostępu, certyfikaty i szyfrowanie, firma T-Systems jest idealnym partnerem do tego typu projektów. Dotyczy to w szczególności bezpieczeństwa IT: Firma T-Systems pełni funkcję pełnomocnika Microsoft Azure Germany, co oznacza, że kwestia przechowywania danych podlega prawu niemieckiemu. W związku z tym T-Systems może zagwarantować przestrzeganie rygorystycznych niemieckich przepisów o ochronie danych. Dane mogą być przesyłane zarówno bezprzewodowo, jak i za pomocą przewodu przy użyciu wstępnie skonfigurowanego sprzętu (routery DSL i LTE).
Jednocześnie Predictive Maintenance Portal jest częścią kompleksowego rozwiązania, które nie tylko tworzy platformę technologiczną dla przyszłościowych modeli biznesowych, ale również oferuje narzędzia potrzebne do ich wdrożenia. Wartość danych zależy przecież od tego, w jak klarowny sposób są one przetwarzane i prezentowane użytkownikowi. Omawiane powyżej narzędzia obejmują metody i usługi takie jak wizualizacja, monitorowanie stanu, analiza trendów i rozpoznawanie anomalii. „Takie funkcje jak wizualizacja i generowanie raportów są dostępne od dłuższego czasu”, mówi Stefan Selke. Do tej pory jednak dane były w większości przechowywane lokalnie. Ograniczona pojemność pamięci utrudniała również możliwości analizy danych w długim okresie czasu. „Przy zastosowaniu chmury (Cloud) możliwości są praktycznie nieograniczone”.
System w praktyce: Podłączenie istniejących maszyn do chmury
Wykonalność tej koncepcji potwierdza projekt wykonany w fabryce firmy Eaton w Dausenau, która produkuje m.in. serię urządzeń pulpitowych RMQ-Titan, jak również panele dotykowe XV300. Firma Eaton celowo wybrała właśnie ten obiekt, aby przeprowadzić połączenie swoich istniejących maszyn z Predictive Maintenance Portal. „W zakładzie w Dausenau produkujemy już od ponad 80 lat, wykorzystując zarówno istniejące, jak i nowe maszyny oraz infrastrukturę informatyczną, która rozwinęła się organicznie”, mówi Stefan Selke. „Stwarza to idealne warunki do przetestowania w praktyce naszej metody modernizacji”.
Firma Eaton zdołała ujednolicić procesy w taki sposób, że połączenie istniejących systemów jest szybkie i proste. „Obecnie jesteśmy w stanie podłączyć maszynę w ciągu dwóch tygodni – bez konieczności rozpoczynania za każdym razem długotrwałego doradztwa projektowego. Innymi słowy, nie trzeba się bać korzystania z chmury”.
Rozwiązanie oparte na chmurze oferuje również inne istotne zalety: wiele użytecznych procesów analitycznych jest już wstępnie zaprogramowanych w portalu. Ułatwia to analizę danych i ich przetwarzanie w taki sposób, że każdy użytkownik końcowy uzna je za przydatne. Przykładem jest wykrywanie anomalii: rozwiązanie to umożliwia określenie wartości bazowych dla różnych okresów czasu. Rozpoznaje, czy wartości te są spełniane czy przekraczane podczas pracy, a następnie wykorzystuje zebrane dane do tworzenia wykresów anomalii. Analizy trendów można wykonywać zarówno liniowo, jak i kwadratowo. W ten sposób możliwe jest również prognozowanie przyszłego rozwoju mierzonych wartości.
Ponieważ połączenie w sieć maszyn idzie w parze z innymi możliwościami, firma Eaton dokonała również dodatkowych inwestycji w zakładzie w Dausenau, instalując najnowocześniejsze napędy i poprawiając efektywność energetyczną istniejących maszyn. Według Stefana Selke, dzięki tej szczególnej kombinacji, projekty Przemysłu 4.0 prowadzą do szybkiego zwrotu z inwestycji (ROI).
Firma Eaton już teraz testuje przyszłe możliwości przetwarzania danych opartych na chmurze. Kluczowym pojęciem jest tutaj współpraca człowiek-maszyna w ramach której możliwe jest nie tylko zaprezentowanie wyników i danych źródłowych za pomocą wykresów na komputerze lub tablecie; w dążeniu do uproszczenia procesów pracy, technicy mogą teraz wizualizować informacje w bardzo plastyczny i praktyczny sposób. Na przykład, poprzez inteligentne okulary HoloLens, które są w stanie wyświetlać wirtualne modele 3D. Modele te mogą przedstawiać komponenty i ich stan, jak również ważne informacje dotyczące eksploatacji, zaopatrzenia i specyfikacji technicznych.
„To tylko niektóre z możliwości, jakie oferuje era cyfrowa, które testujemy w naszych własnych obiektach, zanim udostępnimy je naszym klientom”, wyjaśnia Stefan Selke. Zbieranie danych z maszyny i ich analiza to tylko pierwszy krok. „Ważne jest, abyśmy ten krok wykonali i zapoznali się z możliwościami. Dzięki dobrej znajomości istniejących możliwości możemy szybko opracować nowe pomysły na wykorzystanie zalet cyfryzacji – w interesie tworzenia nowych modeli biznesowych wewnątrz firmy”.
Źródło: Eaton
