Koncept povezovanja najrazličnejših naprav v omrežje s ciljem doseganja višje ravni avtomatiziranega sodelovanja poganja spremembe na področju industrijskih omrežij. Pa je ta ideja tudi na področju proizvodnje tako obetavna kot na področju naprav za široko potrošnjo?
Na potrošniški strani tehnologije se zadnje čase veliko govori o »internetu stvari«. Kot primer dela, ki ga industrija vlaga v koncept, glejte sliko s pojasnili, ki jo je pripravilo podjetje Cisco in je na voljo na naslovu http://bit.ly/ciscoiot.
V svojem bistvu je ideja »interneta stvari«, da v omrežja povežemo vse, kar si lahko predstavljamo, tako da bomo lahko informacije iz vseh teh povezanih »stvari« shranili, prenesli, analizirali in uporabili na popolnoma nove načine, ki bodo večinoma avtomatizirani preko omrežnih povezav z vsem ostalim.
Podobno kot pri večini resnično revolucionarnih tehnologij imamo opravka s kombinacijo devetdesetih odstotkov neverjetnih možnosti in desetih odstotkov zaskrbljujočih pomislekov, kaj vse bi lahko ta fantastična ideja povzročila v zlonamernih rokah. Vseeno pa je trenutno resničnost še daleč od katere koli omenjene skrajnosti, kljub temu, da že prinaša otipljive prednosti za poslovanje. Velik del osnov, ki so potrebne za internet stvari, se razvija v proizvodnih panogah.
Povezana proizvodnja
»V proizvodnji imamo že več let ‚intranet stvari‘,« je povedal Tony Paine, predsednik tehnološkega podjetja Kepware (www.kepware.com) iz mesta Yarmouth, Maine, ZDA, ki razvija programsko opremo za komunikacije in interoperabilnost za industrijo avtomatizacije. Svojo izjavo pojasni z vedno večjo rabo preventivnega nadzora in nadzora na podlagi stanja, ki sta široko sprejeta, čeprav ne vedno izvedena, pri večini proizvajalcev.
Ta povezani pristop do vzdrževanja je zelo podoben konceptu interneta stvari, kjer »povežemo niz naprav in sistemov, tako da tipala postavimo na kraj dogajanja, staro opremo pa predelamo tako, da sama pridobiva informacije ter sprejema odločitve,« kot pravi Paine. »Če imate na primer sistem, ki mora delovati v območju od x do y, lahko tja postavite temperaturno tipalo, s katerim vidite, ali je zunaj tega območja, preden pride do dejanske neskladnosti s tehničnimi podatki. Drugi primer je merjenje tresljajev za zaznavanje neskladnosti postopkov.«
Proizvajalci zdaj to idejo dvigajo na novo raven, saj želijo vse te naprave povezati na višji ravni odločanja, tako da jih povežejo s sistemi za izvrševanje proizvodnje (Manufacturing Execution Systems – MES) in sistemi za načrtovanje virov (Enterprise Resource Planning – ERP), kar pomeni povezovanje več obratov na različnih ravneh, od posameznih naprav do celotnega poslovnega sistema.
»Včasih smo govorili o otokih avtomatizacije,« je povedal Mike Hannah, vodja razvoja izdelkov za Ethernet in infrastrukturo v podjetju Rockwell Automation (www.Rockwellautomation.com) iz zvezne države Milwaukee, ZDA. »To se zdaj razvija v pogovore o zagotavljanju, da se med seboj pogovarjajo različni obrati in ne več le en del obrata z drugim. V proizvodnem sektorju se hitro pospešuje rast naprav, povezanih z omrežjem Ethernet. Delni vzrok za to je želja, da bi imeli podatke na voljo skozi celoten poslovni sistem.«
Nadzor na podlagi stanja in povezovanje tipal s sistemi ERP sta sicer najnovejša trenda, vendar pa to še zdaleč ni vse, kar lahko ponudi ideja »interneta stvari« na področju proizvodnje.
»Tukaj ne gre le za povezovanje pametnih naprav, ampak želimo modelirati vse stvari v vašem proizvodnem sistemu, da jih boste zlahka kombinirali na nove načine in tako uporabljali v druge namene,« pravi Russ Fadel, generalni direktor dve leti starega podjetja Thingworx(www.thingworx.com) iz mesta Exton, Pennsylvania, ZDA. To podjetje združuje ključne funkcionalnosti podatkov v realnem času, kombiniranja medijev, iskanja, družabnih medijev in semantičnega spleta ter jih uporablja za poljubne procese, ki vključujejo ljudi, sisteme, naprave in druge »stvari« iz resničnega sveta.
Fadel oriše koncepte modeliranja proizvodnje z internetom stvari tako, da nas vabi k premisleku, kako bi lahko z vremensko napovedjo brskalnika Google upravljali energetsko upravljanje svojega objekta tako, da bo začel zgradbo hladiti ali ogrevati dan prej.
»Tovrstno avtomatizirano in povezano odzivanje bi vam lahko prihranilo približno 3 odstotke stroškov za energijo,« pravi Fadel. »Zmožnost radikalnega in enakovrednega kombiniranja dela ljudi ter delovanja sistemov bo vir nepričakovanih inovacij. Za proizvajalce internet stvari ne pomeni le povezovanja avtomobila z budilko, ampak tudi konkurenčno prednost.«
Vpliv na tehnologijo avtomatizacije
Na prvi pogled lahko internet stvari vidimo kot še en poskus proizvajalcev, da bi svoje končne uporabnike prepričali v vgradnjo dodatnih izdelkov, ki jih zares ne potrebujejo, v upanju, da bodo s tem dosegli nekakšno poslovno poduhovljenost in s tem boljše poslovanje. V resnici pa ponudnike v nov način razmišljanja, ki ga prinaša internet stvari, silijo končni uporabniki.
Zgodovinsko gledano ponudniki običajno načrtujejo izdelke z določenim vnaprej predvidenim namenom uporabe, nato pa odkrijejo, da želijo končni uporabniki ta izdelek uporabiti v druge namene, kar zahteva posodobitev ali predelavo izdelka. Če se razvoja izdelkov lotimo z miselnostjo, ki izhaja iz interneta stvari, bodo izdelki vedno pogosteje »izdelani tako, da bodo pripravljeni za nenačrtovane spremembe ali načine povezovanja v prihodnosti,« pravi Fadel.
To spremembo poganjajo številni tehnološki dejavniki, ki se pojavljajo v proizvodnih in drugih industrijskih obratih, najpomembnejša pa sta Ethernet ter brezžična omrežja.
»Ethernet se vgrajuje povsod in bo postal prevladujoče omrežje na področju proizvodnje,« pravi Scott Killian, direktor za povezovanje v podjetju Sixnet (sixnet.com) iz mesta Clifton Park, zvezna država New York, ZDA, ki ponuja industrijske naprave za povezovanje v omrežja. Kot primer tega trenda omenja nove merilnike pretoka Endress + Hauser, ki imajo vmesnik Ethernet že vgrajen v instrument. »To je seveda bolj preprosto pri instrumentih z izmeničnim napajanjem, vendar mislim, da bo vedno več instrumentov na voljo s podporo za 802.11 ali Ethernet. To pomeni, da ne bo več tolikšne potrebe po velikih krmilnih sistemih. Če bo vse povezano preko omrežja Ethernet, bomo lahko podatke digitalno posredovali v računalniške sisteme, ki omogočajo zelo hitro odločanje,« pravi Killian.
Omrežja Ethernet prevladujejo v proizvodnih obratih, v komunalnih sistemih pa naj bi po Killianovih besedah postala enako vseprisotna mobilna omrežja.
»Mobilna omrežja še pred letom in pol niso bila zelo priljubljena,« pravi Killian, »vendar se stvari na področju komunalnih sistemov naglo spreminjajo, zlasti na področju vodovodov in kanalizacije. Mobilna omrežja omogočajo uporabnikom, da nadzorujejo stvari, ki jih nekoč niso mogli. Na področju ožičenih omrežij sem slišal za javne vodovode, ki napeljujejo kabelska omrežja, ker lahko preko njih dobijo širokopasovni internet. Zaradi tega zdaj zahtevajo varnostne usmerjevalnike, s katerimi bodo lahko uporabljali žične ali brezžične sisteme – in to so ljudje, ki so še pred kratkim uporabljali omrežja na klic z modemi, ki so delovali s hitrostjo 9600 b/s. Zdaj imajo dostop do tehnologije 3G, tako da z veseljem izkoriščajo nove možnosti, ki jih prinaša. Nove tehnologije vedno zahtevajo rabo boljših omrežnih tehnologij.«
Randy Durick opozarja na novi trend v procesni industriji, ki lepo kaže, kako se omrežne povezave do ravni tipal uporabljajo v najrazličnejših panogah. Durick je direktor oddelka za omrežja in vmesnike v podjetju Turck(www.turck.com), dobavitelju tipal ter povezovalnih rešitev iz mesta Plymouth, Minnesota, ZDA. Trend je uporaba diagnostičnega sistema za stabilizacijo električne napetosti kot komunikacijskega in diagnostičnega vmesnika med segmenti procesnega vodila Foundation ter napajalno enoto. »Diagnostična enota zbira in pošilja informacije v procesno vodilo na višji ravni kot podatke za diagnostiko ter opozorila. S to napravo lahko naredimo procesne podatke vidne na omrežnem portalu preko spleta, tako da lahko inženir na daljavo dostopa do podatkov in takoj spremeni nastavitve.«
Durick omenja tudi trend integracije tehnologije za radiofrekvenčno identifikacijo (RFID) v obstoječe izdelke s tipali, ki ga je opaziti pri ponudnikih. »To uporabnikom omogoča bolj učinkovito in gospodarno pridobivanje proizvodnih podatkov, saj lahko tipalo procesne informacije beleži v vgrajeno oznako RFID, ta pa jih lahko nato brezžično prenese v višjenivojski sistem, kadar to zahteva PLC (programabilni logični krmilnik). Uporabniki lahko tako kadar koli dobijo sveže in pretekle informacije o poljubni napravi v sistemu.«
Podobno kot mobilne tehnologije v komunalnih sistemih se brezžični sistemi vedno pogosteje uporabljajo v povezanih industrijskih aplikacijah, saj ponujajo že vgrajene možnosti diagnostike.
»Če vam prerežem kabel Ethernet, tega ne boste opazili, dokler ne poskusite vzpostaviti povezave. Če pa vam pokvarim eno od brezžičnih vozlišč, boste takoj dobili obvestilo o napaki v svoj računalnik,« pravi Jeff Curtis, višji aplikacijski inženir v podjetju Banner Engineering (www.bannerengineering.com), dobavitelju tipal in sorodnih izdelkov za industrijsko ter procesno avtomatizacijo iz Minnesote, ZDA.
Tovrstno samodejno obveščanje poganja razvoj izdelkov v podjetju Banner, pravi Curtis. Prizadevamo si, da bi bile »vse naprave med seboj povezane z lastno družino omrežij, tako da lahko vsaka družina obstaja brez povezovanja ali komunikacije z drugimi sistemi.« Curtis v pojasnilo zamisli podjetja Banner ponuja primer današnjih brezžičnih domačih omrežij, ko lahko soseda kupita enaka sistema, pa vseeno nikoli ne križata svojih poti. »Lepota je v tem, da lahko vzpostavite najrazličnejša omrežja, ki zbirajo podatke, pri tem pa je zagotovljen potreben determinizem, da lahko sprejemate odločitve na podlagi brezžičnih podatkov, ne da bi za to sploh vedeli. Če vseeno pride do izgube signala ali napajanja, omogočajo brezžični izdelki preprosto spremljanje težav.«
Industrijski del javnih projektov sicer utira pot, Curtis pa pravi, da se brezžična omrežja zdaj močno uveljavljajo tudi na področju izdelkov za industrijsko avtomatizacijo. »Še pred petimi leti široko sprejeta tehnologija na področju komunalnih sistemov hitro izginja. Dnevi dvožičnih mobilnih modemov in žičnih omrežij so mimo. Videti je, kot da vsi prehajajo na brezžična omrežja, ki omogočajo preverjanje stanja.«
Dodatno
Januarja 2012 je David Greenfield, avtor tega članka, sodeloval v intervjuju za radijsko postajo WHYY v mestu Philadelphia, Pennsylvania, ZDA, na temo »interneta stvari«. Če želite slišati ta radijski intervju,uporabite to povezavo: http://www.newsworks.org/index.php/nwtonight/item/32914-internet-of-things-concept-is-a-little-frightening-and-very-enticing
Proizvodnja in »Internet stvari«
Povzeto po www.automationworld.com.
Automation World
2015_SE227_9
