Témata
Reklama

Internet věcí v prostředí řídicích systémů

Digitalizace výroby, digitální továrna, další průmyslová revoluce… Kdo by si nepoložil otázku, co to přesně znamená pro mě, a hlavně, kde jsou peníze či profit, který to má přinést? Není to nějaký abstraktní koncept bez vazby k průmyslové realitě v Čechách? A pokud se necháme přesvědčit k cestě tímto směrem, nepřeváží nakonec nad ziskem složitost systému, náklady na jeho zavedení a udržování v chodu?

Japonští výrobci jsou známí svým konzervativním přístupem. Řeší to, co je skutečně požadováno, za co je někdo ochoten zaplatit. Přitom vyhledávají co nejjednodušší a zaručeně spolehlivá řešení a obvykle se nepouštějí do projektů, které mají nejasnou budoucnost.

Reklama
Reklama
Reklama

Továrna, která se nikdy neplánovaně nezastaví

FANUC patří k vedoucím hráčům v oboru průmyslové automatizace, počtem vyráběných CNC systémů je dokonce první na světě. Obrovská instalovaná (a servisovaná) báze řídicích systémů a dnes už i průmyslových robotů a vlastních strojů dává solidní představu o skutečných problémech a požadavcích uživatelů. Od Japonců se můžeme naučit mnohé z oblasti organizace výroby. Oni žijí už desítky let v tom, co je pro nás relativně nové: jak vyrábět v jedné z nejdražších zemí na světě, a přitom svými výrobky konkurovat a vydělávat na jejich celosvětovém prodeji.

FANUC není úplně typický řídicí systém pro malé dílny, „job shopy“ s levnou pracovní silou. Velkou část instalací najdeme ve větších firmách, výrobních linkách a automatických provozech. Takové nepřetržité provozy a navazující linky vyžadují prakticky 100% spolehlivost a nulové vynucené prostoje, neboť jeden článek způsobí přetržení celého řetězu. Cílem je továrna, která se nikdy neplánovaně nezastaví.

Pro optimalizaci výroby

Za tím účelem obsahují řídicí systémy FANUC systematicky vyvíjené prostředky autodiagnostiky a plánování preventivní údržby. Díky velikým servisním zkušenostem je známo, které díly a spotřební materiál bývají příčinou poruch, a ze strojů jsou sbírána data, která umožňují takové poruchy předvídat. Řídicí systémy už dnes monitorují napětí záložních baterií, kapacitu velkých kondenzátorů, izolační odpory vinutí motorů nebo otáčky chladicích ventilátorů. Obsluha je pak nějakým hlášením na obrazovce informována o končící životnosti nebo vyzvána k naplánování výměny v rámci preventivní údržby.

Dalším běžným požadavkem je zaznamenávání provozních stavů, vytížení stroje, zpětná diagnostika v případě havárií a podobně – to vše za účelem optimalizace výroby. Roste cena lidské práce, firmy musejí zaměstnávat pracovníky s nízkou kvalifikací, přičemž se současně zvyšují požadavky na výstupní kvalitu a roste i složitost strojního vybavení. Automatizace a efektivní práce s daty na nejnižší úrovni už není hračka pro bohaté, ale může se postupně stát nezbytností k přežití.
V řídicích systémech na nejnižší úrovni jsou tedy už léta nashromážděna velká množství užitečných dat, která buď nejsou využívána, nebo je jejich smysluplné využití závislé na kvalifikaci a pečlivosti obsluhy a údržby přímo v provozu. Projekt Industry 4.0 z tohoto pohledu nezavádí nějakou abstraktní „plánovanou“ změnu, ale vidíme ho jako přirozené pokračování existujícího vývoje se zapojením nových možností výpočetní a komunikační techniky.

Internet věcí a umělá inteligence

FANUC používá dva pojmy z této oblasti, a to internet věcí (IoT) a umělá inteligence (AI). Jinými slovy, jde o centrální sběr dat z pracovních strojů a jejich následné zpracování inteligentními algoritmy tak, aby informace, které má dnes k dispozici jen obsluha u stroje, byly cíleně a přehledně k dispozici na centrálním pracovišti přípravy a řízení výroby.

Aby celá věc byla skutečně zajímavá pro uživatele, musí splňovat několik podmínek:

  • možnost sbírat alespoň nějaká data ze všech strojů různého stáří;
  • sběr dat ze strojů s různými řídicími systémy od různých výrobců;
  • fungování systému i v případě dočasného výpadku internetového připojení.

FIELD System

FANUC přichází s konceptem FIELD, což je zkratka slov FANUC Intelligent Edge Link & Drive systém. Jedná se vlastně o otevřenou aplikační platformu, která není omezena jen na produkty FANUC. Specifikem řešení je, že data z připojených zařízení (NC stroje, lasery, roboty, PLC, inteligentní čidla) jsou primárně shromažďována na úrovni podniku – do veřejného internetu a cloudových úložišť se pouští jen to, co je nezbytné, bezpečné a spolehlivé.

Internet věcí v podání FANUC: FIELD System

Zavádí se řešení Edge Heavy, ve kterém jsou data sbírána pomocí univerzálních převodníků (třeba OPC-UA nebo Ethernet I/O converter pro starší zařízení), přičemž vše zůstává na počítači v rámci zabezpečené vnitropodnikové sítě. Této lokální úrovni navázané pouze volně na cloud se říká fog.

Na této platformě (fyzicky se jedná o server uvnitř podniku) mohou běžet aplikace, které data zpracovávají podle různých požadavků a kritérií. FANUC zatím nabízí dvě verze takového centrálního počítače – menší pro připojení třiceti a větší pro 150 koncových zařízení. Aplikace a datové konvertory je možné instalovat stažením z internetu, kam je jejich tvůrci mohou zveřejnit podle domluvených pravidel. Vše funguje na stejném principu jako AppStore firmy Apple.

Data zůstávají na počítači v rámci zabezpečené vnitropodnikové sítě – této lokální úrovni navázané pouze volně na cloud se říká fog.

Otevřenost systému

Otevřenost systému je jeho hlavním rysem. Aplikace na zpracování dat nebo konvertory pro sběr z libovolných koncových zařízení (řídicích systémů, snímačů apod.) může přidávat kdokoliv na celém světě. Současný stav je začátek, aplikační příklad. Růst systému není nijak uměle omezován, záleží pouze na nápadech a potřebách přispívajících partnerů. V prostředí tohoto „FIELD Store“ může skutečně kdokoliv podle daných pravidel nejen vyvíjet, ale také sám prodávat své nápady. Již dnes, krátce po uvedení na japonský trh, má platforma FIELD asi 350 partnerských společností.

FANUC sám představil dvě první kostičky této pomyslné stavebnice. Již se prodává jedna základní aplikace LINKi, která je schopna pracovat s jednoduchými daty typu „stroj běží/stojí“ prakticky bez ohledu na výrobce a stáří stroje. Tato aplikace dokonce existuje samostatně mimo platformu FIELD. Pro sofistikovanější inteligentní analýzu dat ze zařízení FANUC je určená aplikace ZDT, tj. Zero Down Time. Jak bylo popsáno výše, taková aplikace je schopna například centrální údržbě v podniku sdělit, že na stroji č.11 je potřeba při příští plánované odstávce vyměnit motor osy X, neboť hrozí jeho zkrat, a na stroji ve druhé hale se musí vyměnit záložní baterie. Obě aplikace byly naživo představeny na veletrhu EMO 2017 v Hannoveru, modelovým „podnikem“ instalace FIELD zde byla zařízení FANUC provozovaná na strojích v rámci tohoto veletrhu. Předpokládá se, že v budoucnu budou výrobci nebo technici psát aplikace pro FIELD platformu analyzující data i ze zařízení jiných výrobců než FANUC.

V prostředí FIELD Store může kdokoliv podle daných pravidel nejen vyvíjet, ale také sám prodávat své nápady.


Celé řešení FANUC tedy „zůstává nohama na zemi“. Veškerá posbíraná data, aplikace k inteligentní analýze velkých dat i reportované výsledky jsou fyzicky umístěny na počítači uvnitř podniku. Připojení k internetu a cloudovým databázím je něco navíc, není nezbytně nutné ke každodennímu chodu systému, pokud si to uživatel nepřeje nebo to kvalita a cena připojení neumožňují. Tím je mnohem snazší ošetřit bezpečnost dat a spolehlivé fungování bez nezaviněných výpadků a bez omezení rychlosti odezvy.

FANUC Czech

Daniel.Havlicek@fanuc.eu

www.fanuc.eu/cz/cs

Reklama
Vydání #11
Firmy
Související články
Rozhraní člověk-stroj

Tablety a chytré telefony již dlouho nejsou vyhrazeny pouze pro fanoušky digitálních technologií, ale poskytují i mnoho nových příležitostí v oblasti strojního inženýrství. Rozhraní člověk–stroj v kombinaci s PLC se stává základním prvkem 4. průmyslové revoluce a funkcí s přidanou hodnotou.

Zájem hackerů může vyvolat i maličkost

Digitalizace a automatizace kromě výhod přináší i nutnost zavedení nových principů práce s daty. Ta představují v produkci jakékoli firmy zcela novou hodnotu a jejich zneužití může být nepříjemné.

Urychlete svoji digitální transformaci

Jak může strategie digitální transformace, jejíž součástí je přechod na moderní distribuovaný řídicí systém, pomoci výrobcům dosáhnout vyšší produktivity, ziskovosti a snížit rizika? To se dozvíte, pokud se začtete do následujících řádek.

Související články
Sběr (léčivých bylin) dat z výroby

Ano, sběr bylin sem nepatří a je to špatně (?????). Anebo ne tak docela? No, byliny se obvykle sbírají proto, aby po svém zpracování pomáhaly léčit, hojit a podobně. Co to má se sběrem výrobních dat společného? Na první pohled pramálo - ale je to tak úplně pravda?

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Chytré brýle pro průmysl

Chytré brýle a rozšířená realita se v posledních letech staly dalším trendovým tématem v průmyslovém prostředí. Na rozdíl od umělé inteligence, která je založena na strojovém učení a u které jsou stroje určeny k dlouhodobému nahrazení lidského faktoru, sleduje rozšířená realita jiný cíl: podporovat člověka v průmyslových procesech. Zde vstupuje firma Ayes, která představuje jedničku v oblasti hands-free technologií pro průmysl, chytré brýle RealWear HMT-1.

Platforma pro edgecomputing a průmyslový internet věcí

Systém FIELD (FANUC Intelligent Edge Link and Drive) je platforma určená pro propojení provozních zařízení, která umožňuje rychlý a spolehlivý přístup k výrobním datům s cílem využít je k naplnění koncepce chytré, propojené výroby. Dovoluje realizovat edge computing, tedy shromažďovat a zpracovávat data přímo v provozu, nikoliv až v cloudu, a umožňuje tak činit rozhodnutí, která se týkají jednotlivých strojů a zařízení, mnohem rychleji než u cloudových aplikací. Přitom zůstává zachována možnost, nikoliv povinnost, předem zpracovaná data přenášet k centralizovanému zpracování v informačním systému podniku nebo v cloudu. Účelem je nejen monitorovat, ale i aktivně zasahovat do výrobního procesu ve smyslu regulační smyčky se zpětnou vazbou.

Hannoverský veletrh v časech transformace průmyslu

Letošní ročník se bude konat v německém Hannoveru v novém termínu 13. až 17. července 2020 a zúčastní se ho okolo 6 000 vystavovatelů. Letošní ročník reaguje na řadu současných technologických proměn a ekonomicko-politických výzev. Nové hlavní téma Industrial Transformation odkryje šance, které plynou z nových technologií, změny chování na straně poptávky a rostoucího povědomí o nutnosti ochrany klimatu.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Nové aplikační centrum pro výrobní stroje

Společnost Siemens otevřela ve svém areálu v Praze-Stodůlkách Aplikační centrum pro výrobní stroje v Praze (Application Center for Production Machines Prague). Centrum zaměstnává vysoce kvalifikované technické odborníky, kteří se specializují na výrobní stroje, jejich automatizaci a využití nejnovějších technologií, jako je průmyslový internet věcí.

Výrobu ovládne chytrý software

V souvislosti s Průmyslem 4.0 se často hovoří o inteligentních, navzájem komunikujících strojích. Chytré však nejsou ani tak stroje, jako spíše software, který je řídí.

Cesta k inteligentní výrobě

Existuje pádný důvod, proč je vytvářen globální tlak na rozvoj inteligentní výroby – díky důslednému propojování výrobních podniků a zajištění zásadních výrobních informací přináší výrobcům téměř neomezené příležitosti ke zlepšování provozních operací či vytváření přidané hodnoty a usnadňuje odpovědi na otázky, jak řešit nedostatek pracovníků s odpovídajícími schopnostmi.

Chytré stroje přivádějí továrny k životu

Bezpečné balicí stroje připojené k Ethernetu zvyšují produktivitu, zlepšují flexibilitu, snižují komplexnost konstrukce a řeší problémy pracovníků v provozu.

Digitalizace firemních procesů - co je na tom nového?

Počátky digitalizace výroby sahají hluboko do minulého století, dokonce do dob, kdy o osobních počítačích neměl nikdo ani ponětí. Vzpomeňme například na NC řízení strojů nebo na výpočetní střediska s velkými sálovými počítači, na nichž běžela podniková agenda.

Získané zkušenosti inovacemi pro zákazníky

Průmysl 4.0 je aktuální výzvou pro výrobce obráběcích strojů. Vlastní znalosti této problematiky uživatelů se na jeho implementaci do reálného provozu podílí velkou měrou a přispívají ke snadnějšímu zvládnutí cesty vedoucí k většímu propojení od výrobců strojů, přes jejich provozovatele až po odběrate dílů na strojích vyrobených. Podívejme se na zkušenosti společnosti Mazak v této oblasti.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit