Čo to vlastne Priemysel 4.0 je?
Priemysel 4.0 sa týka nasadenia digitálnych technológií a automatizácie na transformáciu výkonnosti výrobných zariadení. Priemysel 4.0, ktorý je založený na troch základných prúdoch – automatizácia, dátové technológie a integrácia strojov, softvéru a ľudí, uľahčuje optimalizáciu výroby, lepšie využitie podnikových technických prostriedkov a zvýšenie produktivity práce. Je to v podstate bezproblémová interakcia medzi softvérom, vybavením a ľuďmi navrhnutá tak, aby zlepšila rýchlosť a spoľahlivosť informácií, ktoré prúdia medzi zariadeniami a tými, ktorí ich obsluhujú.
Matt Dentino, manažér divízie pre priemyselný internet vecí v spoločnosti Advantech v Severnej Amerike, ktorá je partnerom spoločnosti Farnell, je nadšený z výhod, ktoré môže priniesť koncept a technológie Priemyslu 4.0. „Priemysel 4.0 je integrácia viacerých technológií v priemyselnom priestore. Integráciou relevantných údajov v reálnom čase priamo k osobám s rozhodovacou právomocou na najvyššej úrovni organizácie a teraz zdieľaných aj cez cloud sa úplne zmenia možnosti a spôsoby fungovania práce. Priemysel 4.0 zahŕňa údaje o zariadeniach a ich vzájomné interakcie, kľúčové ukazovatele výkonu a vylepšené poznatky, ktoré ponúkajú oveľa užšiu prevádzkovú integráciu. Dá sa to interpretovať rôznymi spôsobmi, ale v spoločnosti Advantech vnímame Priemysel 4.0 ako integráciu prevádzok do najvyššej podnikovej úrovne a ešte ďalej,“ konštatuje M. Dentino.
Aké sú hlavné trendy v Priemysle 4.0?
Vysokorýchlostné pripojenie
S explóziou údajov z pripojených strojov a zariadení sa budú musieť spôsoby komunikácie prispôsobiť tak, aby zvládli rastúci objem údajov z prevádzok. Systémy a riešenia, ktoré produkujú obrovské toky údajov, ako sú drony, videokamery so samorozpoznaním a rozšírená realita, vyžadujú pripojenie aspoň 5G. V závislosti od aplikácií sa očakáva, že 5G bude v najbližších rokoch hrať hlavnú úlohu pri rozvoji internetu vecí. A je na to dobrý dôvod. Medzi výhody 5G patrí vyššia rýchlosť siete, nižšie oneskorenie, vylepšené poskytovanie, ktoré umožňuje pripojenie viacerých zariadení, nižšia spotreba energie a rozdelenie siete, ktoré výrobným spoločnostiam poskytne vlastnú zabezpečenú sieť so zaručenou kvalitou služieb (QoS). Rozdelenie siete umožňuje rôznym zónam v továrni pracovať pri rôznych rýchlostiach a oneskoreniach, čo umožňuje správcom IT prostriedkov priradiť cennú šírku pásma z nekritických aplikácií do oblastí, ktoré sú náročnejšie na údaje.
Rozšírená realita
Vzhľadom na to, že vo výrobnom prostredí, najmä keď sú zariadenia mimo prevádzky z dôvodu údržby alebo zlyhania, je rýchly prístup k informáciám o údržbe životne dôležitý. Technici a prevádzkovatelia procesov budú ťažiť z rozšírenej reality ponúkajúcej viac vedomostí vo formátoch, ktorým ľudia ľahko porozumejú a môžu ich používať. To im umožní robiť lepšie a rýchlejšie rozhodnutia založené na faktických dôkazoch a pevných údajoch.
„Myslím si, že technológia rozšírenej reality, ktorá už existuje v metaverze a v hrách, sa presunie do výrobného priestoru. Lekári už trénujú pomocou slúchadiel s rozšírenou realitou a haptických rukavíc, aby mohli vykonávať operácie a rozvíjať zručnosti v rámci rozšírenej reality – predtým, ako vôbec budú stáť nad živým pacientom v skutočnej operačnej sále,“ vysvetľuje M. Dentino zo spoločnosti Advantech.
Jednoduchšie a rýchlejšie programovanie
Jednou z potrieb Priemyslu 4.0 a jeho rozvoja je zohľadnenie meniacich sa súborov zručností modernej pracovnej sily. Starší a skúsení technici opúšťajú priemysel a svoje zručnosti si berú so sebou. Tieto zručnosti môžu zahŕňať tradičnejší prístup k programovaniu. To znamená, že sú potrebné jednoduchšie spôsoby programovania zariadení a systémov, ktoré zohľadňujú, že novší zamestnanci sú s digitálnymi technológiami „dobrí kamaráti“.
„Dôležitým aspektom je platforma aplikácií s malým objemom programovania, ktorá viedla mnohých softvérových technikov k tomu, aby sa zoznámili s touto z hľadiska programovania jednoduchou technológiou,“ hovorí M. Dentino. „Kedysi trvalo niekoľko týždňov, kým sa zhmotnila automatizačná rutina pomocou rebríkovej logiky a správne sa nastavili všetky programy, teraz to môže vďaka technológii typu „zober a polož“ trvať len niekoľko minút. To znamená, že aj keď nová pracovná sila nemá zručnosti svojich predchodcov nadobudnuté po desaťročia práce, budeme svedkami zrýchlenia prijímania automatizovaných procesov, pretože časť programovania, ktorá tradične trvala najdlhšie, sa teraz dá urobiť automaticky oveľa rýchlejšie bez špeciálnych znalostí, ktoré boli predtým potrebné. “
Umelá inteligencia
Umelá inteligencia (UI) sa používa vo výrobe v mnohých prípadoch využitia Priemyslu 4.0 vrátane zhromažďovania a analýzy údajov na prediktívnu údržbu, v strojovom učení na optimalizáciu procesov a zlepšenie kvality, zefektívniť prevádzku pohonov a úspory energie či pri optimalizácii a sledovaní výroby v reálnom čase. Dá sa použiť aj na zaškolenie nových zamestnancov, aby nadobudli zručnosti skúsených strojníkov, operátorov a inžinierov spoločnosti, ktorí ich odovzdávajú na školeniach virtuálnej alebo rozšírenej reality.
Alexandra Rangel je národnou aplikačnou techničkou PowerXpert z divízie energetických komponentov spoločnosti Eaton, ktorá je partnerom spoločnosti Farnell. „Myslím si, že uvidíme oveľa viac UI,“ hovorí. „Veľké korporácie ako Eaton venujú veľa zdrojov na najímanie expertov na dátovú analýzu. Umelá inteligencia, pri ktorej môžete tieto údaje zobrať a nielen nechať stroj zistiť, čo je potrebné, a predložiť možnosti, ale tiež s tým urobiť vysoko informované rozhodnutie, povedie k oveľa väčšej autonómii vo výrobných závodoch.“ Autonómia, ktorú A. Rangel opisuje, skráti čas potrebný na prijatie rozhodnutí o vylepšeniach a úlohách potrebných na optimalizáciu procesov. Výsledkom bude nižšie plytvanie, rýchlejšia reakcia na udalosti a lepšia celková kvalita vďaka precíznejším procesom.
Barry Turner, technický manažér rozvoja podnikania z Red Lion Controls, zdôrazňuje flexibilitu, ktorú UI prinesie. „Zákazníci Red Lion určite používajú UI. Naše produkty dokážu komunikovať prakticky s čímkoľvek, získať údaje, agregovať ich a potom ich poslať kamkoľvek, kam potrebujú, vrátane cloudu. To znamená, že zákazníci používajúci FlexEdge, HMI a ďalšie produkty od Red Lion, ktoré podporujú náš softvér Crimson, môžu získavať údaje z čohokoľvek v závode, spracovávať ich pomocou výpočtovej inteligencie edge zariadení a potom posielať tieto informácie do cloudu. Cloud dokáže s týmito údajmi urobiť všetko, čo potrebujete, vrátane použitia umelej inteligencie alebo strojového učenia na analýzu účinnosti existujúcich procesov alebo navrhnutie nových spôsobov, ako robiť veci inak.“
Lepšia integrácia údajov OT a IT
Ďalším trendom je zbližovanie tradične oddelených domén prevádzkových technológií (OT) a informačných technológií (IT). Systémy OT monitorujú udalosti, procesy a zariadenia a vykonávajú úpravy v podnikových a priemyselných prevádzkach, zatiaľ čo systémy IT sa používajú na výpočty zamerané na údaje.
Priemysel 4.0. vytvorí konvergenciu mechanických strojov, elektromechanických zariadení a iných priemyselných zariadení s najnovším digitálnym svetom serverov, úložísk a sietí. Pri správnej implementácii táto konvergencia OT/IT následne povedie k zlúčeniu obchodných procesov, náhľadov a kontrol do úplne koordinovaného a jednotného systému. „Myslím si, že najväčšou zmenou bude zrýchlenie a prijatie. Keďže stále viac ľudí chápe, že Priemysel 4.0 je o prepojení údajov OT s údajmi IT na zlepšenie obchodného výsledku, budeme dnes schopní vyriešiť mnohé z problémov spojených s dodávateľským reťazcom. Vymyslíme spôsoby, ako vziať OT údaje, prepojiť ich s IT údajmi a vytvoriť lepšie obchodné modely. Okrem toho sa nakoniec presunieme ku koncepciám Priemyslu 5.0. Tam, kde Priemysel 4.0 vytláča dodatočnú hodnotu z priemyselných aplikácií, Priemysel 5.0 túto hodnotu objavuje a využíva ju,“ vysvetľuje B. Turner z Red Lion Controls.
Záver
Potreba uspokojiť čoraz rozdielnejšie potreby zákazníkov, konkurovať kvalitou aj cenou, byť efektívnejší, znížiť spotrebu energie a vyrovnať sa s čoraz nepredvídateľnejším podnikateľským prostredím znamená, že výrobcovia vo všetkých odvetviach musia byť flexibilnejší a pohotovejší, ak chcú byť úspešní v budúcnosti postavenej na konceptoch Priemyslu 4.0. Ak budú najvyššie úrovne podniku vnímavé k informáciám v reálnom čase, ktoré dostávajú o tom, čo sa deje v prevádzke, otvorí sa obrovský priestor pre novú éru v priemysle.
