Hardvér a zariadenia
Komponenty vyrábané technológiou vrstvenia alebo 3D tlače sú najlepším príkladom toho, ako sa produkty vyvíjajú a dodávajú. Kompletne definované 3D modely poskytujú informácie priamo do miesta výroby. Nové priemyselné zariadenia sa stávajú čoraz výkonnejšie a schopnejšie, umožňujú priamu komunikáciu so 4. a 5. úrovňou podnikových systémov. Skenery a samonavádzacie vozíky prinášajú nové možnosti, ako pracovať v reálnom prostredí.
Inteligentné zariadenia
Produkty, budovy a dokonca celé mestá sa vďaka automatizačným zariadeniam a sieťam poskytujúcim úplnú prepojiteľnosť stávajú čoraz inteligentnejšími. Neustály vývoj v oblasti schopností zariadení však vyžaduje definovanie pripojenia k produktom a technickým prostriedkom a spôsobu riadenia procesov v uzavretej slučke.
Cloud
Všadeprítomné mobilné technológie umožňujú prístup k informáciám odkiaľkoľvek. Infraštruktúra postavená na cloudových riešeniach sa javí ako cenovo prijateľnejší mechanizmus pre menšie spoločnosti, čo im umožní byť plnohodnotným subjektom vo vysoko poprepájanom prostredí. Uvedené vplyvy sú časťou vertikalizácie naprieč priemyselnými odvetviami, od služieb až po hardvér, ktorá ovplyvňuje to, ako sú produkty definované, vyrábané, inštalované a servisované. Inými slovami, trendom je pokryť celý životný cyklus a to je aj dôvod, prečo je PLM základnou súčasťou tohto procesu. Chceme poukázať najmä na to, ako sa PLM vyrovnáva s týmito hnacími silami a opísať zmeny, ktoré sa začínajú objavovať naprieč rôznymi priemyselnými odvetviami. V článku používame výrazy ako produkt, služba, prevádzka a podnikové technické prostriedky, aby bolo zrejmé, že riadenie životného cyklu sa dotýka všetkých týchto oblastí, pričom v jednotlivých oblastiach sa môžu vyskytovať výrazné rozdiely.
Vplyv naprieč priemyselnými odvetviami
Riadenie celého životného cyklu je pre niektoré priemyselné odvetvia otázkou dlhodobej udržateľnosti, pretože technické prostriedky používané v týchto oblastiach majú dlhú životnosť. Ide predovšetkým o oblasti priemyslu s veľkými kapitálovými investíciami, ktoré podliehajú regulačným nariadeniam, ako sú jadrová energetika, námorníctvo či občianske stavby. Stavebný, výrobný či banský priemysel už dlhé roky monitoruje, zhromažďuje a spracúva prevádzkové údaje. Pri sledovaní prevádzok, technických podnikových prostriedkov a polohy sa každý deň zbierajú obrovské množstvá údajov. Má PLM technológia svoje miesto v tomto budúcom, vzájomne poprepájanom svete? PLM v tomto kontexte predstavuje „obaľovač“ životného cyklu jednotlivých technických prostriedkov.
Dokáže takto poskytnúť parametre jednotlivých zariadení, týkajúce sa ich definovania a prevádzky – či už sú to čerpadlá, akčné členy, zdvíhacie zariadenia či výťahy, systémy vetrania, kúrenia a klimatizácie, alebo ťažké zariadenia, a tým reagovať na problémy, ktoré sa môžu v prevádzke vyskytnúť. Údaje o výkone – či už ide o prietok alebo teplotu vo výrobnej prevádzke, povrchové deformácie materiálov alebo riadenie vplyvu na životné prostredie v nebezpečných priestoroch – môžu byť spracované nielen s cieľom krátkodobých nápravných opatrení. Možno ich takisto využiť pri opätovnom nasimulovaní určitých procesov a postupov ako súčasť dlhodobého trvalého zlepšovania a tiež ako vstup pri vývoji novej generácie produktov. Jednou zo súčastí tohto trvalého boja za čoraz lepšie využívanie podnikových technických prostriedkov v priemyselných oblastiach je nasadzovanie mobilných technológií.
Z historického hľadiska išlo o také aktivity, ako napr. riadenie úloh, vizualizáciu a správu prevádzkových údajov či záznam a reportovanie chýb. Trendy v tejto oblasti však smerujú k poskytovaniu „živých“ informácií, ako sú 3D modely, animácie či servisné údaje. V niektorých výrobných spoločnostiach však už s nasadením a využívaním mobilných technológií takýmto spôsobom majú skúsenosti. Inštrukcie týkajúce sa výroby a simulácií či informácie ohľadom vykonávania kontroly a reportovania výnimočných stavov sa spracúvajú priamo na mieste výroby, a to prostredníctvom PLM. Vzhľadom na to, že stavebný priemysel a budovy sa čoraz viac modularizujú a smerujú až k „tlačeným“ budovám, môže úloha PLM významne vzrásť. Procesy s tým súvisiace sú skôr z oblasti tradičnej výroby a montáže ako zo stavebníctva.
Modulárne stavebníctvo sa vo veľkej miere využíva napr. v Číne a rastúci trend má aj v USA. Spojenie tejto oblasti s nasadzovaním inteligentných snímačov v budovách – s cieľom nielen optimalizovať využitie energií, ale takisto výkon zariadení – a schopnosti prestavovania priestorov a PLM sa javia v tomto sektore ako kľúčové vlastnosti. Svet stavebníctva a výroby sa čoraz viac prepájajú. Informácie o produktoch, procesoch a strojných zariadeniach, ktoré produkty vyrábajú, o súvisiacich prevádzkach a dodávateľských sieťach, ktoré ich zásobujú, sa stretávajú v takom rozsahu, ako nikdy doteraz. Treba si však dať pozor na to, aby sme sa nenechali uniesť myšlienkou, že PLM je všeobjímajúca technológia.
Mnohé ďalšie podnikové systémy už teraz ponúkajú veľa z týchto možností, od tradičných riešení pre prevádzky a správu podnikových technických prostriedkov až po rýchlo sa rozvíjajúci sektor riadenia informácií o budove (BIM). Tak ako sa fyzické prostredia čoraz viac prepájajú, treba vytvoriť aj základné podporné infraštruktúry, ktoré musia bezproblémovo a spoľahlivo navzájom komunikovať a byť navzájom prepojené. To platí pre svet PLM rovnako, ako to už funguje aj vo svete automatizácie, kde boli zavedené protokoly a normy (napr. ISA-95, OPC UA, BACNet) vytvorené tiež preto, aby umožnili novú úroveň prepojenia.
Príspevok PLM
Aby sme uvedené skutočnosti dali do súvislostí, obzrime sa na chvíľu a prejdime si niektoré hlavné možnosti spojené s PLM. Oblastí, na ktoré by sme sa mohli zamerať, je veľa, ale pozrime sa bližšie na dve kľúčové oblasti obzvlášť dôležité pre náš článok: riadenie definície produktu a riadenie konfigurácie. Definovanie produktu v PLM zahŕňa požiadavky, model systému, 3D modely, testy, inštrukcie, plány procesov, náradie, kvalitatívnu metriku, servisné informácie a balenie. Uvedené oblasti sa doteraz viedli vo forme dokumentácie, avšak čoraz častejšie sa stávajú súčasťou kompletnej virtuálnej definície. Definícia produktov takisto zahŕňa definíciu zloženia produktu (zoznam materiálov) a, čo je veľmi dôležité, cestu, ktorá viedla k vytvorenej definícii. Táto nová schopnosť je mimoriadne dôležitá pri zvažovaní potenciálneho nárastu spätnej väzby z výroby aj prevádzkového monitorovania inteligentných produktov. Predmet definície produktu sa však mení.
PLM sa vyvinul z prostredia diskrétnej výroby – sústredeného na hardvér s ťažiskom v inžinieringu a klasickom zozname materiálov. PLM však dnes možno nájsť aj v priemysle služieb, ako sú telekomunikácie, finančníctvo, móda či farmaceutika. Spravuje produkty pozostávajúce z hardvéru, softvéru, elektrických a elektronických prvkov. Aj tie najtvrdšie komponenty sa vďaka nástupu nových materiálov a kompozitov menia. To však prináša zmenu z hľadiska definície produktov aj výrobných postupov a zariadení. Najväčší hodnotový prínos pre finálne produkty predstavuje čoraz viac softvér, ktorý umožňuje postupné vylepšovanie produktov a služieb. V kombinácii s monitorovaním prevádzok posúva definíciu produktov smerom k poskytovaniu služieb, keď je fyzický výrobok len súčasťou „produktu“. Výrobné spoločnosti sa môžu poučiť od firiem z oblasti služieb, ktoré PLM nasadili a využívajú ho veľmi účinne na definovanie a podporu portfólia ponúkaných služieb.
Presun smerom k službám sa stále zrýchľuje a otázka znie, ako to ovplyvní poskytovateľov množstva sledovaných údajov z výrobných prevádzok. Budeme svedkami nástupu systému, keď budú mať výrobcovia aj zákazníci prístup k väčšiemu objemu informácií o nepodarkoch a rôznych rizikách? Je zrejmé, že čoraz dôležitejším sa bude stávať sledovanie kompletného auditu od definovania produktov až po ich dodávku. Správa konfigurácie je druhou kľúčovou oblasťou. Nejde len o riadenie rôznych verzií, ale o správu rôznorodých zložitých konfigurácií viacerých výrobných liniek, udržiavanie nielen súpisky definícií materiálov, ale všetkých súvisiacich údajov patriacich k danej definícii. Nakoľko produkty sa čoraz viac zákaznícky prispôsobujú, aj ich správa bude čoraz dôležitejšia. Zvlášť ak sa aktualizácia softvéru stane súčasťou životného cyklu služby, produkt musí byť definovaný tak, aby umožňoval budúce modifikácie takým spôsobom, ktorý vytvorí dostatočný priestor na zmenu.
Samozrejme, že nejde o nejaký nový problém. Výrobcovia automatizácie už pred viac ako 25 rokmi deklarovali, že zosúladenie konfigurácií hardvéru a verzií firmvéru bolo hlavným problémom, ktorý viedol k mnohým reklamáciám. V súčasnosti už máme k dispozícii lepšie systémy, ktoré nám pomáhajú vyhnúť sa takýmto nepríjemnostiam, ale v budúcnosti budú systémy o niekoľko rádov zložitejšie. Koordinovanie všetkých informácií týkajúcich sa vývoja, výroby, tvorby a servisovania rôznorodých technológií a materiálov (vyrábaných lokálne a dodávaných do čoraz viac zákaznícky orientovaného sveta) si vyžiada veľmi účinné schopnosti riadenia konfigurácií skombinované s presnou sledovateľnosťou.
Širšie vízie
Ako sa dokážu poskytovatelia riešení zapojiť do správy životného cyklu v širších súvislostiach? Medzi tými najdôležitejšími poskytovateľmi PLM bol zaznamenaný pozoruhodný vývoj. Siemens vytvoril prepojenia medzi PLM a priemyselnou automatizáciou ešte skôr, ako v roku 2007 prevzal spoločnosť Unigraphics. Spoločnosť Dassault Systemes sa po prevzatí Apriso prioritne tiež zamerala na túto oblasť. Apriso, teraz už pod značkou Delmia, je súčasťou rozsiahleho riešenia pre virtuálnu simuláciu plánovania a uvádzania do prevádzky celej výroby a správu prevádzkových systémov. Spoločnosť PTC sa namiesto akvizície rozhodla pre partnerstvo, pričom na vertikalizáciu v rámci spracovateľského priemyslu ponúka riešenia postavené na GE Intelligent Platforms. Aby bolo možné dosiahnuť prínosy a ciele definované v stratégii Industry 4.0 a internetu vecí, bude potrebné v rámci trhu priemyselnej automatizácie vytvoriť sofistikovanejšie a vzájomne prepojené PLM systémy.
Vývoj v rôznych priemyselných oblastiach vyžaduje znalosti a skúsenosti nad rámec historicky obmedzeného vnímania PLM. Organizácie poskytujúce služby, ako IBM, HP či Accenture, sa na to už pripravujú, pričom Accenture aktuálne rozšírila svoje schopnosti v oblasti PLM služieb. Spolu s uvedenými skutočnosťami možno vidieť aj to, že iné priemyselné odvetvia a treťostranní poskytovatelia už rozpoznali potrebu spojiť údaje týkajú sa definovania produktov a výrobných prevádzok. Spoločnosť Rand Worldwide spojila svoje divízie Imaginit Technologies a facility management (FM), vďaka čomu sa spojil svet správy informácií o budove so správou a starostlivosťou o budovu (facility management). Mnohí poskytovatelia zo súvisiacich trhových segmentov rozšírili svoje možnosti takým spôsobom, aby sa prekrývali a dokázali spolupracovať aj s PLM systémami.
Bentley Systems vyvíja riešenia pre oblasť infraštruktúry správy technických prostriedkov, čím doplní svoju kompetenciu v oblasti správy informácií o budove a v riadení projektov. Spojili sa so spoločnosťou Siemens, aby doplnili svoje služby v oblasti výstavby a prevádzky výrobných technológií. To by mohlo byť signálom posunu smerom k ďalšej spolupráci medzi rôznymi odvetviami priemyslu. Autodesk ponúka PLM riešenie postavené na cloudových systémoch a takisto vytvoril partnerstvo so spoločnosťou NetSuite, poskytovateľom ERP riešení postavených na cloudových technológiách. Tiež je to príklad demonštrácie potenciálu otvorenej spolupráce medzi rôznymi podnikovými platformami. Autodesk je zároveň jedným z vedúcich poskytovateľov riešení pre architektúru, strojárstvo a stavebníctvo (ako je napr. správa informácií o budove). Vďaka sústrednému posunu k riešeniam na báze cloudových technológií si Autodesk buduje dobrú pozíciu v oblasti riadenia životného cyklu naprieč rôznymi priemyselnými odvetviami.
Cloudové technológie prinášajú novým spoločnostiam príležitosť rýchlo vyvinúť PLM riešenia a poskytovať služby bez potreby investícií do rozsiahlych infraštruktúr. Takéto riešenia sa zameriavajú na fázu definície produktov v rámci životného cyklu, avšak už sa objavujú aj ďalšie zaujímavé trendy. Jedným z nich je prevzatie spoločnosti GrabCAD spoločnosťou Stratys – lídra v oblasti 3D tlače. GrabCAD nemožno striktne považovať za kompletný PLM systém. Avšak úzke prepojenie medzi definíciou produktu a jeho výrobou je dôležité, pretože v určitom momente to môže zmeniť chápanie samotnej priemyselnej výroby. Druhou oblasťou je využívanie rôznych možností PLM, ako je napr. správa pracovných postupov a konfigurácií s cieľom podpory vývoja aplikácií pre internet vecí. Niektoré spoločnosti, ako napr. Solair Srl. z Talianska, začali ponúkať aplikačné platformy pre internet vecí na báze cloudových technológií, ktoré prepájajú údaje z prevádzky s údajmi o produkte.
Vyhnutie sa zásobníkom budúcnosti
Prostredia na správu životného cyklu, podporované podnikovým softvérom, boli roztrieštené na organizačné a funkčné silá spoločností a ich rozsiahle hodnotové reťazce. Nejde už o tradičné funkčné a organizačné silá, ako sú strojárstvo, výroba a dodávky, softvér, hardvér a elektronika, architektúra, inžiniering a výstavba či výroba energií a plánovanie sietí; ide o silá údajov, ktoré v sebe ukrývajú potenciál enormnej hodnoty. Existuje na otázku „kde by sa tieto údaje mali nachádzať?“ len jedna odpoveď? Pojem jediného zdroja pravdy sa často spája s PLM svetom, ale čo to znamená v praxi? Bude možné v budúcnosti pracovať s yottabytmi (1 0008 bytov)? To nie je práca pre jediný zdroj pravdy.
Bude to vyžadovať rozsiahle, vzájomne prepojené riešenie zložené v rámci výrobného podniku minimálne z PLM, ERP a MES a s rozšírením v celej prevádzke a správe podnikových technických prostriedkov a informácií o budovách či v ďalších, pre priemysel špecifických prostrediach. Samozrejme odpoveďou musí byť aj otvorenosť protokolov, štandardov a architektúr. Tieto protokoly sú však zároveň základom komunikácie medzi automatizačnými prvkami; podobné protokoly, ktoré sú v súčasnosti doménou na úrovni podnikových systémov, budú potrebné na prepojenie platforiem na úrovni prevádzky. Avšak v súlade s konštatovaním, že „údaje sú novou ropou“ môže byť v stávke príliš veľa, aby sa takáto otvorenosť dosiahla. Bez nej však nič z inteligentnej, vzájomne prepojenej budúcnosti a všetkého, čo s tým súvisí, nevyužije svoj skutočný potenciál.
Zdroj: Hailstone, S.: PLM as part of a connected future by Simon. [online]. InTech 2015. Citované 7. 7. 2015. Translated and reprinted with permission of ISA. Copyright © 2015 InTech magazine. All rights reserved. Publikované so súhlasom International Society of Automation.
