Implementace 4. průmyslové revoluce se i nadále soustředí na připojování průmyslové výroby k internetu a cloudu. Tento aspekt má paralely v Internetu věcí (loT) a může být považován za jeho průmyslové vyjádření, tedy za průmyslový loT (lloT; Industrial Internet of Things).
Revoluční přístup Průmyslu 4.0 by neměl být vnímán jako jednorázová zásadní změna, ale spíše jako otevřenost k neustálému proměňování. Internetové připojení zlepšuje funkčnost a zvyšuje výkon průmyslových strojů i celých závodů - tím dochází k permanentnímu přizpůsobování a zdokonalování hladké integrace a vytváření digitálních sítí s přidanou hodnotou.
Klíčovou roli na této cestě hrají edge zařízení, která nacházejí uplatnění přímo ve výrobním modulu, tzn. v oblasti závodů a strojů. Edge zařízení mají za úkol obstarávat služby životního cyklu jako například prediktivní údržbu, řízení výkonu, řízení aktiv nebo správu náhradních dílů. Jejich úloha však může mít také obecnější charakter - umožnění optimalizace procesů prostřednictvím cloudových služeb. Důležitá jsou zde použitá otevřená rozhraní edge zařízení a výrazná standardizace integrace. Díky nim tyto inteligentní systémy mohou být používány jednotně různými softwarovými systémy a také stejným způsobem integrovány do výrobního prostředí. SmartFactory představuje koncepci, jejíž první implementaci jsme mohli vidět na veletrhu HM 2018.
IT edge zařízení jsou všestranná a lze je univerzálně využít pro všechny služby. Existuje však jedna výjimka: automatizace. Což může působit trochu absurdně, protože 4. průmyslová revoluce je často vnímána jako převedení všech funkcí IT do průmyslového sektoru. Také konvergentní ethernetové sítě se implementují již léta. Rozhodujícím krokem v této iniciativě jsou sítě citlivé na čas (TSN; Time Sensitive Network). Nyní lze ethernetovou síť univerzálně integrovat i do oblastí, ve kterých je fungování v reálném čase stěžejním faktorem. Proč by nemělo být IT edge zařízení používáno univerzálně, tedy také v automatizaci? Nebo naopak: Proč by nemělo být PLC používáno univerzálně jako IT edge zařízení?
Když provedeme analýzu nároků na průmyslové řízení a IT edge zařízení, identifikujeme jasné rozdíly. Programování PLC se přizpůsobuje stroji, je silně orientované na konkrétní funkce a používá zavedený hardware a software, který se v dané aplikaci již osvědčil. Základní funkce stroje nebo strojního modulu - například modulu demonstrátoru Smart Factory - se změní pouze tehdy, pokud dojde k výrazným změnám ve výrobním procesu. Samozřejmě je možné přistupovat k parametrům skutečné posloupnosti a zajistit tak flexibilní výrobu v rámci hromadné individualizace. Tyto změny však neovlivňují moduly do takové míry, aby bylo nezbytné vždy přistupovat k novému zprovozňování. Je pravidlem, že základní struktura řízení s nasazenými řídicími systémy zůstává řadu let beze změny, což je nezbytné přinejmenším s ohledem na bezpečnost. Je krajně neobvyklé, aby se během životního cyklu instalovalo zcela nové PLC za účelem zvýšení výkonu. Zpravidla se jedná pouze o přizpůsobení po několika letech provozu, ke kterému dochází v rámci modernizace.
Naproti tomu instalace IT edge zařízení obvykle představuje rozšiřitelnou platformu, která se soustavně přizpůsobuje a buduje během celého životní cyklu stroje používáním doplňkových služeb. Poměrně obvyklou věcí jsou aktualizace softwaru v krátkých intervalech. Nedochází však k novému zprovozňování stroje, protože nejsou dotčeny například bezpečnostní aspekty. Používaný software splňuje nezbytné normy také v IT prostředí. Přestože OPC UA tvoří křižovatku v komunikaci s průmyslovými zařízeními, lze již pozorovat známky toho, že tento komunikační standard nebude jediným, jenž najde uplatnění v průmyslových informačních technologiích. Cestu si sem hledají také normy loT jako například MQTT. IT edge zařízení se tak mění v zařízení, které je sestavováno a používáno kompletně v souladu s IT paradigmaty. Především není tak odolné a neměnné během životního cyklu stroje či závodu. Bude se neustále vyvíjet úměrně s životními cykly sahajícími daleko za automatizační zařízení. To je nezbytné pro udržení kroku s IT. To by však znamenalo, že dokonce PLC - inteligentní pohon uvnitř stroje - bude ve stroji nahrazeno nejpozději do 5 let, aby byly splněny nejnovější IT standardy. To není ani ekonomicky přijatelné, ani technicky proveditelné.
Oddělení IT edge zařízení a automatizačních zařízení skýtá v provozu závodu další výhody. Protože se v rámci jednotlivých společností mohou promítat různé jurisdikce, k zařízením lze přistupovat nezávisle.
Evidentní je však jedna věc, která se velmi jasně ukázala v rámci SmartFactory: i přes oddělení hardwaru a softwaru komunikace zůstává stále propojena. Různá zařízení přistupují ke stejným senzorům. A pokud má být výrobní proces optimalizován pomocí nových zařízení, je naprosto nezbytné přistupovat k automatizačním zařízením. To vyžaduje vhodná rozhraní včetně sémantického popisu zařízení. Vytvoření těchto rozhraní a zařízení je naléhavým úkolem příštích dnů, protože ve většině současných aplikací automatizační zařízení a edge zařízení fungují naprosto odděleně a zpravidla využívají své vlastní speciální senzory. To není optimální ani přesto, že každé z těchto zařízení má své opodstatnění. Smysluplné využití těchto zařízení nevyplývá z jejich pouhé koexistence - klíčovým aspektem je jejich kooperace. Bez ní by došlo k souboji, ve kterém by mohlo vyhrát pouze edge zařízení s integrovaným automatizovaným řízením - tedy skutečně univerzální zařízení. Ta se ostatně v minulosti již mnohokrát osvědčila.
Proto jsou upřednostňována rychlá edge zařízení, která systému nebo stroji poskytují možnost učit se během jeho celého životního cyklu.
HARTING s.r.o.
Mlýnská 2, 160 00 Praha 6
Tel: +420 220 380 460
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.harting.cz
