Témata
Foto: Roman Dvořák

Monitoring strojních zařízení na míru

Společnost Pilz Czech vyvinula systém Pilz Data System, určený pro monitorování strojních zařízení a technologií. Jednoho z autorů tohoto systému, pana Aleše Malého, jsme pozvali do redakce, aby našim čtenářům systém a jeho možnosti představil. Rozhovor jsme natočili také na video. Sestřih videozáznamu najdete na našich webových stránkách.

Ivan Heisler

V redakci časopisu MM Průmyslové spektrum zastává pozici odborného redaktora. Vystudoval obor Stavební údržba a rekonstrukce tratí na Vysoké škole dopravy a spojů v Žilině. Po ukončení studia pracoval jako projektant ve Státním ústavu dopravního projektování, poté jako redaktor odborných publikací pro uživatele osobních počítačů a jako šéfredaktor časopisu Počítač pro každého. Do MM Průmyslového spektra nastoupil v roce 2021.

Reklama

MM: Vloni na podzim jste představili Pilz Data System (PDS), s podtitulem Inteligentní řešení pro monitoring a optimalizaci výroby a údržby. O co se vlastně jedná?

A. Malý: Základním účelem PDS je získat správná data z nějakého strojního zařízení (z jednoúčelového stroje, z technologie, ale třeba i z ručního pracoviště) a tato data následně analyzovat a ukázat je uživateli v takové formě, aby je mohl využít. Tím uživatelem může být třeba manažer, kterého zajímají tzv. OEE grafy, zobrazující celkovou efektivitu strojního zařízení. Údržbáři zase potřebují sledovat například úniky médií nebo údaje o kondici zařízení, jejichž využití může vyústit až k prediktivní údržbě.

MM: Dá se říci, že systém lze využít pro řízení prediktivní údržby ve smyslu konceptu Průmysl 4.0? Můžete uvést nějaký příklad?

A. Malý: Určitě se to říci dá. Přiznám se však, že my pojem Průmysl 4.0 neradi používáme, protože je příliš široký a obecný. My se s naším systémem snažíme jít k jádru věci a vyřešit konkrétní problém u zákazníka. Prediktivní údržba je velmi složitá disciplína. Jsme schopni v tomto oboru pomoci, jestliže zákazník ví, co chce sledovat.

Jako příklad mohu uvést jeden z projektů, který teď řešíme. Zákazník potřebuje monitorovat složité a drahé zařízení, jehož výpadek by měl značný dopad na celou firmu. Klíčovými částmi tohoto zařízení jsou velká ložiska a převodovka. My navrhujeme použít čidla „condition monitoring“, což jsou vibrační čidla doplněná o další funkce. Porovnáním údajů o vibracích stroje s hodnotami předepsanými pro dané otáčky a zatížení dokážeme analyzovat chování stroje. V případě, že se jeho běh začne zhoršovat, spustí se nastavené alarmy – určení pracovníci dostanou e-mail nebo SMS s touto informací, aby mohli včas naplánovat prohlídku stroje nebo jeho údržbu. Náš systém nezahrnuje nástroje využívající umělou inteligenci; předává uživateli informace a pomáhá mu je analyzovat, rozhodování je vždy na člověku.

Reklama
Reklama

MM: Hovořil jste o přenosu dat ze strojů a zařízení směrem k uživateli. Je to komunikace jednosměrná, nebo může PDS posílat data i směrem opačným, a podílet se tak na řízení výroby?

A. Malý: V tomto smyslu jde o jednosměrnou komunikaci. Data ze strojního zařízení jsou ukládána do databáze, následně jsou analyzována a zprostředkována uživateli. PDS je poměrně výkonný, a mohl by být i řídicím systémem, ale to není naším cílem, protože si myslíme, že monitoring a řízení výroby by měly pracovat odděleně. Jsou však případy, kdy lze výkon PDS využít k jednoduchému rozhodování v průběhu výroby, například ke kontrole úplnosti balení.

MM: Jakým způsobem jsou získávána data? S kterými řídicími systémy PDS spolupracuje?

A. Malý: Spolupráce s řídicími systémy je důležitá. PDS získává data třemi způsoby. V první řadě využíváme komunikaci OPC UA (otevřený, na platformě i výrobci nezávislý komunikační standard Open Platform Communications – Unified Architecture). Tento moderní standard je velmi rozšířený a napojení na něj je velmi elegantní. Druhou možností je využití tradičních průmyslových sběrnic (ProfiNET, ProfiBUS, PowerLink a dalších). Prostřednictvím těchto dvou způsobů lze získat většinu potřebných dat, která řídicí systémy poskytují. Třetí možností, jak získat data, je použití senzoriky. PDS lze napojit na různá čidla, kterými můžeme daný stroj či pracoviště vybavit. Takto lze získat i taková data, která řídicí systém stroje nemá. Uvedené tři způsoby lze samozřejmě kombinovat.

Aleš Malý (na snímku vpravo) pracuje jako Innovation Manager ve společnosti Pilz Czech. Je jedním z autorů systému Pilz Data System (PDS), určeného pro monitoring strojních zařízení a technologií. V redakci MM Průmyslového spektra si o systému PDS povídal s redaktorem Ivanem Heislerem. (Foto: Roman Dvořák)

MM: Jak je to v případě starších strojů a ručních pracovišť?

A. Malý: V provozu je mnoho strojů vybavených staršími řídicími systémy, a dokonce i strojů ovládaných jednoduchými elektromagnetickými spínači. V takových případech dokážeme náš systém připojit ke stávajícím senzorům daného stroje, pokud to tyto senzory fyzikálně umožňují. Můžeme však také stroj osadit novými senzory. Kromě klasických (digitálních i analogových) senzorů máme v oblibě zejména senzory vybavené komunikačním rozhraním IO-Link. Toto rozhraní umožňuje jednotlivé senzory velmi pohodlně nastavovat, a zároveň nám dává dobrý přehled o chybových hlášeních a o stavu senzorů.

Ruční pracoviště je téměř vždy nutné doplnit o patřičné senzory, a to v závislosti na tom, jaké informace potřebujeme. Může to být například čtečka čipů, jimiž jsou pracovníci vybaveni. Operátor při příchodu na pracoviště přiloží svůj čip ke čtečce, systém zaznamená jeho přítomnost a firma získá přehled o tom, kdy kdo na daném místě pracoval. Dalšími čidly mohou být čtečka čárových kódů, jejímž prostřednictvím pracovník eviduje například zboží, s nímž manipuluje, nebo kamera, která kontroluje úplnost balení při kompletaci zboží. V tomto případě může systém plnit kontrolní funkci. Když kamera zaznamená nekompletní balení, systém může vydat varovný signál a vynutit opravu. Vytvoříme tak tzv. pracoviště poka-yoke, což je japonský výraz pro manuální pracoviště podporované moderní technikou a senzorikou.

Základní myšlenkou PDS je poskytnout stávajícím provozům, včetně starších strojů a ručních pracovišť, podporu moderní techniky, a to tak, aby nasazení systému nebylo příliš složité ani nákladné.

Reklama

MM: Jakým způsobem dokáže PDS spolupracovat s podnikovými informačními systémy?

A. Malý: Samozřejmě myslíme i na to, jak data z databáze PDS v případě potřeby předat dál. Jsme schopni na základě požadavku zákazníka libovolná data z databáze exportovat do potřebného formátu. Většinou jde o export do nějakého ERP systému. Jelikož takových systémů je mnoho, jde téměř vždy o řešení vytvořené na míru. Musíme také zjistit, která data zákazník potřebuje importovat, protože jen některé informace má smysl do podnikového systému převádět.

MM: Jak probíhá implementace systému do konkrétního provozu?

A. Malý: Prvním krokem je komunikace o tom, jaký problém chce zákazník řešit. Motivace může být různá – od „obyčejného“ sledování aktivity daného stroje až třeba po monitoring úniku kapalin nebo sledování skladového hospodářství. Z úvodní diskuze vyplyne analýza řešení problému, a můžeme přistoupit k nasazení systému. My (nebo náš integrátor) osadíme stroj hlavní výpočetní jednotkou (tzv. PDS boxem). Ta se může doplnit o potřebné senzory a připojit k řídicímu systému stroje. Následuje uživatelská implementace, zahrnující nastavení jednotlivých senzorů a způsobu nakládání s jejich daty. Nakonec pro uživatele připravíme grafy, tabulky a analýzy dat tak, aby je mohl využívat prostřednictvím nástroje nazvaného Pilz dashboard.

Nejdůležitější jsou úvodní, přípravné fáze. Pokud je všechno správně připraveno, pak samo oživení systému se počítá na hodiny.

MM: Kde probíhá potřebné zpracování získaných dat? Je to přímo na místě, nebo někde ve vzdáleném výpočetním centru?

A. Malý: Systém PDS sestává ze tří hlavních částí. První z nich je již zmíněný PDS box, který umísťujeme přímo na stroj. PDS box v sobě má dostatečně výkonný průmyslový počítač, který dokáže zpracovávat signály ze stroje. Jednotlivé signály jsou tímto počítačem průběžně vyhodnocovány, jejich hodnoty jsou zaznamenávány v určitých časových intervalech. Frekvence zjišťování hodnot je dána vždy povahou konkrétního signálu. Například teplotu kapaliny ve velké nádrži stačí zjišťovat třeba jednou za půl hodiny, zatímco počítání vyrobených kusů na výstupu z výrobní linky je třeba provádět každou sekundu.

PDS box zpracovaná data „zabalí“ a odešle je do naší databáze, která funguje v cloudu a nazýváme ji PDS cloud. V této databázi mohou běžet softwarové rutiny, které se používají k analýze uložených dat a k jejich exportu. Těm zákazníkům, kteří z různých důvodů nechtějí, aby jakákoli data byla odesílána mimo jejich firmu, nabízíme umístění databáze PDS cloud na jejich vlastních serverech.

Třetí částí systému je tzv. PDS dashboard. To je uživatelské rozhraní, jehož prostřednictvím data (nejčastěji v podobě tabulek a grafů) zobrazujeme. Uživatel si pak tyto výstupy může prohlížet na monitoru svého počítače nebo na displeji chytrého telefonu.

A. Malý: „Jako firma jsme velmi hrdí na to, že jsme systém PDS vyvinuli u nás v České republice. Mohlo se to podařit jen díky velmi dobrému týmu techniků se zkušenostmi z různých oblastí průmyslu, především z robotiky, automatizace a bezpečnosti.“

MM: Můžete uvést nějaké reference, konkrétní příklady nasazení systému PDS?

A. Malý: Jmenovat konkrétní zákazníky je často poněkud ošemetné, protože kolikrát jde o data, která dané firmě nemusí dělat úplně dobrou reklamu. Ale jeden příklad uvést mohu. Náš integrátor, firma Smar, se zabývá roboty a robotickými buňkami. Implementoval PDS v rámci modernizace robotické buňky vyrábějící obalový materiál. Díky analýze dat získaných přímo z robotu a z několika dalších čidel zákazník zjistil několik zajímavých skutečností. Předně se ukázalo, že buňka byla velmi málo vytížena. V takovém případě má uživatel příležitost buď navýšit výrobu v daném provozu, nebo stroj upravit tak, aby jeho kapacitu využil i pro výrobu jiného výrobku. Při porovnání dat s daty navazujících operací rovněž vyplynulo, že dopravník dodávající polotovary je zbytečně pomalý a mohl by dodávat materiál do buňky rychleji. Další zajímavá věc byla ta, že vibrační čidlo v poměrně pravidelných intervalech zaznamenávalo lehkou kolizi robotu, po níž se otevřely dveře buňky, po dvou minutách se opět zavřely a buňka pracovala dál. Dalším šetřením bylo zjištěno, že kolize nastávala vinou nesprávně založeného materiálu, o nějž robotické rameno občas zavadilo. Operátoři pak vždy museli vstoupit do prostoru buňky a robotu ručně pomoci. Považovali však takovou situaci za normální. Díky PDS tak byl i v poměrně jednoduché výrobě odhalen velký prostor k optimalizaci.

V současné době pracujeme na několika projektech nasazení PDS do různých průmyslových odvětví. Pole působnosti je široké a PDS se uplatňuje jak při kontrole ručních pracovišť, tak například v oblasti hospodaření s oleji.

MM: Mohl byste na závěr shrnout hlavní výhody, které váš systém PDS uživatelům přináší?

A. Malý: Odpověď na tuto jednoduchou otázku bude trochu složitější. V první řadě jde o to, že uživatel musí mít alespoň základní představu o tom, čeho chce dosáhnout. Potom mu náš systém může něco přinést. Další podmínkou úspěchu je ochota na základě výsledků analýzy něco změnit.

PDS systém dokáže zvýšit efektivitu zařízení, může omezit ztráty a náklady, umí odhalit příčiny prostojů. Je to mimo jiné díky tomu, že nabízí uživateli ucelený pohled na výrobní procesy v souvislostech, které jednotliví pracovníci ve výrobě nemohou vidět.

Nechceme PDS dodávat jako produkt v krabici, od které bychom po předání dali ruce pryč. Se zákazníkem se snažíme spolupracovat na tom, aby systém byl užitečný, a případně mu pomoci i s nápravou, když se díky PDS zjistí, že je něco špatně.

Související články
EMO zrcadlem pokroku a inovací

Při příležitosti prezentace veletrhu EMO 2017 Hannover před evropskou novinářskou obcí se uskutečnilo i pražské zastavení. Zastoupení Deutsche Messe pro ČR zorganizovalo tiskovou konferenci, které se vedle generálního ředitele EMO Hannover Christopha Millera účastnil i tiskový mluvčí hannoverského veletržního komplexu Hartwig von Sass spolu s ředitelem českého svazu SST Ing. Paclíkem a předsedou Společnosti pro obráběcí stroje doktorem Smolíkem.

Cesta k budoucímu růstu vede přes investice

Rok 2020 by se dal přejmenovat na Rok černých labutí. Ekonomové k těmto původem australským ptákům přirovnávají události, které nikdo nečeká a které hluboce zasáhnou samotné základy hospodářství. Tak jako to dokázala pandemie nového typu koronaviru. Ze dne na den donutila vlády, aby vypnuly na několik měsíců nejen českou, ale také další klíčové ekonomiky pro české exportéry.

Strojírenské fórum 2019: Zaostřeno na inteligentní výrobu

Letošní podzimní, v pořadí již 10. Strojírenské fórum, bylo opět příležitostí pro setkání špičkových odborníků (nejen) z oblasti výroby. Odehrálo se 19. listopadu v prostorách FEKT VUT v Brně.

Související články
Fórum výrobních průmyslníků

Pomůže vám integrace reálných prvků digitalizace a robotizace do vaší firmy zajistit vyšší produktivitu ve výrobě a dosažení vyšší efektivity všech vnitropodnikových procesů - od přijetí zakázky, přes konstrukci, výrobu, až po její expedici a v neposlední řadě nahradí tyto prvky scházející pracovní sílu?

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Inovace podnikatelského modelu, Část 1. Role inovací v podnikatelském prostředí

Současná doba paralyzující naše osobní a profesní konání nám jasně ukázala realitu, se kterou se budeme setkávat stále častěji. Nastavila zrcadlo důsledků našeho, často konzervativního, přístupu k otázce dlouhodobé inovační strategie, a to jak z pohledu diverzifikace produktového portfolia, tak i marketingové a obchodní podpory zaváděných inovací. V tomto novém světě se musíme naučit žít a odolávat jeho často nepředvídatelným nástrahám.

Ujíždí nám vlak digitalizace?

Rozhovor s Martinem Peňázem ze společnosti Autodesk, nám dává možnost nahlédnout na současnou digitální transformaci optikou, jejichž rámec a obzory se vytvářely dalece před tím, než nás doba covidová naučila přemýšlet a konat jinak a pružněji, než bylo standardem.

Pozitivní myšlení

Pozitivní nálada je nejvýznamnějším předpokladem pro zvládání náročných životních situací. Je možné si pozitivní přístup trvale udržet, pokud je náš osobní i pracovní život dlouhodobě v ohrožení? Existuje recept, jak si životní optimismus naordinovat?

E-commerce posouvá logistiku do vyšší dimenze

S rozvojem elektronického obchodování zaznamenala logistika velké změny. Dalším zlomovým okamžikem byl příchod pandemie na začátku tohoto roku, kdy e-shopy a logistické společnosti poskytující služby pro e-commerce musely prakticky den ze dne změnit své obchodní jednání, včetně logistiky. Proč se to jako jednomu z mála segmentů ekonomiky úspěšně podařilo a dále daří, jaké jsou nové trendy a jaký potenciál má umělá inteligence a další moderní technologie v logistickém byznysu? MM Průmyslové spektrum nad těmito tématy diskutovalo se zakladatelkou Zásilkovny a výraznou osobností české e- commerce Simonou Kijonkovou.

Marketing v 21. století

Budování značky pomocí moderních marketingových nástrojů je podle Tomáše Keprty, šéfa marketingového oddělení ve společnosti ČKD Blansko, v dnešní době zcela klíčové a nezbytné pro propagaci českého strojírenství a inženýringu ve světě. V následujícím rozhovoru vysvětluje, proč a co může přinést za výhody, obchodní příležitosti i konkrétní zakázky.

V on-line byznysu chybí lidská chemie

Online platforma se i díky pandemii koronaviru stala hitem posledních tří měsíců. Někteří podnikatelé dokonce tvrdí, že se velká část byznysu a obchodování přesune do online prostředí. Bude tento fenomén přetrvávat, změní se konečně české montovny na podniky s přidanou hodnotou, a proč by Čechům mohla i krize prospět? Na to jsme se zeptali ekonoma a člena Národní ekonomické rady vlády Lukáše Kovandy.

Hybatelé byznysu

Jan Zadák se více než dvacet let pohyboval v nejvyšších patrech globálního byznysu v oblasti IT. Mimo jiné zodpovídal za globální prodej, strategii a marketing veškerých produktů a služeb Hewlett-Packard. Nejen jeho zkušenosti z velkého byznysu, ale i jeho optimismus a víru v nastupující generaci vám chceme přiblížit prostřednictvím rozhovoru, který naší redakci poskytl.

Nahrajeme si vědomí do počítače?

Profesor kybernetiky Michael Šebek nevylučuje svoji přítomnost v jiném, uměle vytvořeném prostoru. Průmysl 4.0 chápe jako zásadní a přelomovou změnu a současné školství nás na budoucnost nepřipraví. Firmám radí „nechte své zaměstnance tvořit nesmysly“‎.

Z manažera vlastníkem

V době recese koupila Olga Kupec od německého majitele slévárenský provoz a už více než 10 let jede její firma na plné obrátky. Tato přemýšlivá a empatická dáma dokázala svým přístupem ke klientům a kolegům vybudovat v českoněmeckém pohraničí prosperující firmu, která nemá nouzi, ani o zakázky, ani o zaměstnance.

Prognózovat vývoj ekonomiky by bylo jednodušší, kdyby šlo jen o ekonomiku, říká ekonom Miroslav Zámečník

Složitá geopolitická situace natolik ovlivňuje ekonomické světové dění, že s jistotou prognózovat vývoj české ekonomiky není jednoduché. Klasické spouštěče, které ohlašují krizi, nefungují. Kdo dnes v recesi uspěje, proč je ČR pořád pro zahraniční investory zajímavá a která firma se budoucnosti bát nemusí? To jsou témata, nad kterými redakce MM Průmyslového spektra diskutovala s hlavním analytikem České bankovní asociace Miroslavem Zámečníkem.

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