Przemysł 4.0 to integracja sztucznej inteligencji (SI), maszyn, danych i komunikacji w jeden kompleksowy system. Tworzy to bardziej wydajny, zautomatyzowany i inteligentny ekosystem przemysłowy, który łączy dostawców, dystrybutorów, partnerów i użytkowników. Przemysł 4.0 zapewnia olbrzymie postępy w przetwarzaniu od urządzeń brzegowych do chmury oraz zaawansowanej analizie i adaptowalnych systemach, które można łatwo dostosować.
Jak wygląda Przemysł 4.0?
Przemysł 4.0 i trend w kierunku automatyzacji widać w technologii. Obejmuje to następujące obszary:
- Internet rzeczy (IoT)
- Przemysłowy Internet rzeczy (IIoT)
- Systemy cyberfizyczne (CPS)
- Inteligentna produkcja
- Inteligentne fabryki
- Obliczenia kognitywne
- Chmura obliczeniowa
- Sztuczna inteligencja (SI)
Kluczowe znaczenie dla Przemysłu 4.0 ma integracja czujników, które są używane na każdym etapie procesu produkcyjnego, aby wspomóc komunikację maszyna-maszyna (M2M). Dzięki zastosowaniu czujników, proste, zwykłe urządzenia mogą stać się inteligentnymi urządzeniami o zwiększonych możliwościach, pozwalając na komunikację w czasie rzeczywistym bez interwencji człowieka. Systemy sterowania przemysłowego będą stawały się coraz bardziej złożone i będą szerzej rozpowszechniane, aby umożliwić lepszą elastyczność, trafność i precyzję w sterowaniu procesami.
W produkcji każda linia produkcyjna składa się z wielu maszyn wyposażonych w liczne czujniki, które wprowadzają dane do centralnego systemu sterowania lub do chmury. Zrozumienie tych danych stanowi wyzwanie, ponieważ systemy wykrywają problemy, odpowiednio reagują, a następnie wysyłają ostrzeżenie do użytkownika. W miarę jak maszyny stają się coraz inteligentniejsze, ich reakcja również będzie polegała na zidentyfikowaniu problemu i ewentualnym skorygowaniu go bez interwencji użytkownika. Niektóre inteligentne systemy już przynoszą wiele z tych korzyści.
Do 2025 roku Przemysł 4.0 ma wygenerować blisko 1 bilion USD wartości ekonomicznej. Dzięki Przemysłowi 4.0 wielcy producenci stają się bardziej sprawni, wydajni, zwinni i obserwują poprawę wyników produkcji oraz wzrost sprzedaży. Jednak aby uwolnić prawdziwy potencjał tej rewolucji, wszystkie przedsiębiorstwa w całym łańcuchu dostaw muszą dostosować i wdrożyć cyfrowe podejście.
Tom Kelly, dyrektor wykonawczy i dyrektor generalny firmy Automation Alley
4 rozwiązania przodujących marek, które przybliżą Cię do Przemysłu 4.0
1. Budowanie cyfrowego przedsiębiorstwa z firmą Siemens
Dzięki integracji i cyfryzacji procesów biznesowych producenci mogą analizować swoje zakłady produkcyjne i produkty w trakcie ich użytkowania, a następnie przekazywać spostrzeżenia w celu optymalizacji łańcucha wartości. Cyfryzacja umożliwia firmom sprostanie wyzwaniom przemysłu poprzez zwiększenie elastyczności i wydajności, poprawę jakości produktów i skrócenie czasu wprowadzenia ich na rynek.
Firma Siemens oferuje kompleksowe podejście, aby pomóc przedsiębiorstwom wykorzystać potencjał Przemysłu 4.0 i digitalizować ich procesy biznesowe niezależnie od sektora. Takie podejście oferuje kompleksowe rozwiązania zarówno dla przemysłu dyskretnego, jak i procesowego, poprzez automatyzację i oprogramowanie przemysłowe, komunikację przemysłową, bezpieczeństwo przemysłowe i usługi przemysłowe.
Dzięki firmie Siemens przedsiębiorstwa produkcyjne mogą skorzystać z cyfrowego bliźniaka (Digital Twin) produktu lub planu produkcji, który umożliwia użytkownikom przewidywanie zachowań, optymalizację wydajności i wdrażanie rozwiązań. Korzystając z koncepcji cyfrowego bliźniaka, przedsiębiorstwa mogą zmniejszyć liczbę potrzebnych prototypów, dokładnie przewidzieć wydajność produktu i zagwarantować, że produkty będą konsekwentnie spełniać oczekiwania klientów.
2. Integracja fabryki „NEAR” i zwiększenie wydajności z Omron
Firma Omron proponuje jeden sposób na zwiększenie produktywności i reagowanie na zmieniające się wymagania rynku: utworzenie fabryki „NEAR”.
Fabrykę „NEAR” charakteryzuje:
Usieciowienie – fabryka połączona w sieć ułatwia lepsze połączenie między maszynami na linii produkcyjnej. Poprawia to kontrolę i wydajność, a także umożliwia producentom zdalne zarządzanie danymi oraz sprawowanie nad nimi kontroli.
Efektywność – efektywne fabryki to takie, które wyróżnia wysoka całkowita efektywność wyposażenia (OEE). Przemysł motoryzacyjny ma często wysoki wskaźnik OEE wynoszący ponad 80%, jednak wiele linii produkcyjnych w innych sektorach ma problem z przekroczeniem 50% OEE. Inteligentne, połączone systemy mogą identyfikować i wykrywać potencjalne problemy, dzięki czemu linie produkcyjne mogą działać wydajniej, a wszelkie prace konserwacyjne można zaplanować.
Elastyczność – ponieważ potrzeby produkcyjne szybko się zmieniają, producenci wymagają elastycznych rozwiązań, aby sprostać zmieniającym się wymaganiom rynku. Dlatego systemy muszą być w stanie szybko dostosowywać produkcję do tych zmian.
Odpowiedzialność – producenci w coraz większym stopniu ponoszą odpowiedzialność za środowisko naturalne, zarówno w odniesieniu do wykorzystywanych surowców, jak i wynikającą z umów w zakresie dostarczania właściwego produktu, na czas oraz w odpowiedniej ilości.
Postępy technologiczne powodują powstawanie nieracjonalnych prognoz
Wraz z rozwojem technologicznym pojawiają się prognozy, koncepcje oraz pomysły mające na celu przewidzenie tego, co przyniesie przyszłość w średniej i dłuższej perspektywie. W naszym społeczeństwie miało to już miejsce wiele razy. Gdy w latach 80. ubiegłego wieku w biurach pojawiły się komputery, sądzono, że zniknie bardzo wiele zawodów, a papier stanie się zbyteczny. Teraz, w XXI wieku, ludzie wciąż muszą pracować, a ich biurka są gęsto pokryte kartkami papieru.
Prognozy mają tendencję do popadania w skrajności – zarówno te pozytywne, jak i negatywne. Tak, komputery rzeczywiście sprawiły, że niektóre funkcje stały się zbędne, lecz w ich miejsce pojawiły się zupełnie nowe role związane z oprogramowaniem i technologią informacyjną Zaś papier, choć używany na znacznie mniejszą skalę, nie trafił jeszcze na śmietnik historii.
Wobec tego, patrząc nieco bardziej pragmatycznie, jaką pracę zabiorą nam roboty (o ile w ogóle się to stanie)?
Możliwości zbliżone do ludzkich mogą zwiększyć ryzyko przejęcia naszej pracy
Obecnie większość robotów wykonuje powtarzające się czynności. Zostały zaprojektowane, aby wykonywać określone funkcje, takie jak podnoszenie i układanie części lub malowanie karoserii samochodu. Zadania tego typu odciskają na ludziach piętno – czy to poprzez zmęczenie, niewłaściwą postawę ciała, czy też ryzyko uszkodzenia układu oddechowego. Roboty z kolei mogą wykonywać te czynności bez przerwy z najwyższą dokładnością. Dzięki temu uzyskujemy większe ilości gotowych wyrobów o lepszej jakości.
Jednak dzięki zwiększeniu wrażliwości – choćby poprzez wprowadzenie czujników siły i momentu obrotowego – roboty potrafią teraz wykonywać zadania, które wymagają „ludzkiej ręki”, na przykład szlifowanie i polerownie przedmiotów o nierównomiernym kształcie. Wcześniej wymagało to zatrudnienia wykwalifikowanego operatora. W tych sytuacjach obawy, że ludzie stracą pracę na rzecz robotów, są na pewno bardziej uzasadnione.
3. Wdrażanie inteligencji IIoT i inteligentnej łączności w fabrykach z Moxa
Inteligentna fabryka Moxa oferuje prostą do wdrożenia architekturę ułatwiającą przepływ danych z urządzeń do fabryki, zapewniając łatwe i bezpieczne gromadzenie i analizę danych.
- Podłączanie niepodłączonych urządzeń
Gdy starsze sterowniki przemysłowe nie są podłączone do głównej sieci, administratorzy często muszą zająć się ich ręczną konserwacją lub rozważyć ewentualną modernizację urządzeń. Ponieważ jest to czasochłonne, kosztowne i nieefektywne, potrzebne jest kompleksowe rozwiązanie składające się ze zdalnych wejść/wyjść (I/O), przemysłowych przełączników Ethernet i urządzeń bezprzewodowych, aby zapewnić bezproblemową łączność bez ponoszenia kosztów.
Moxa oferuje takie rozwiązania w serii ioLogik I/O, które zapewniają, że wszystkie urządzenia mogą być podłączone do sieci i efektywnie monitorowane. Technicy mogą zdalnie monitorować stan nieszeregowego sprzętu starszego typu przy pomocy różnych interfejsów komunikacyjnych i różnych wejść/wyjść, aby zapewnić dane maszynowe w czasie rzeczywistym.
Gdy wszystkie urządzenia zostaną podłączone do sieci, Moxa umożliwia użytkownikom poprawę łączności w fabryce na dwa sposoby:
- Technologia Moxa Turbo Roaming– zapewnia nieprzerwane połączenia bezprzewodowe, ponieważ czasy przekazywania, które mają wpływ na łączność, są znacznie krótsze dzięki antenom MIMO.
- Technologia AeroMag– tworzy łatwe, bezpieczne i bezbłędne konfiguracje bezprzewodowe w celu optymalizacji wydajności sieci bezprzewodowej.
- Inteligencja IIoT
Konieczne jest zapewnienie niezawodnej łączności między technologią operacyjną (OT) a technologią informacyjną (IT) w celu optymalizacji wydajności operacyjnej i maksymalizacji zysków. Moxa oferuje kompleksowe przemysłowe rozwiązania łączności od urządzeń brzegowych do chmury, które łączą środowiska OT oraz IT w ramach przemysłowego Internetu rzeczy (IIoT).
Moxa stara się, aby wdrażanie ich rozwiązań było możliwie proste, dzięki czemu technicy i inżynierowie mogą stosować tę technologię przy minimalnych zakłóceniach. Razem z Moxa, użytkownik otrzymuje system zarządzania treścią, przewodnik krok po kroku i narzędzia do masowej konfiguracji, aby nie musiał konfigurować każdego urządzenia osobno. Ponadto, aby rozszerzyć infrastrukturę IT i umożliwić łączność z danymi OT, bramy brzegowe IIoT firmy Moxa można zintegrować z usługami chmurowymi czołowych firm, takich jak Microsoft, AWS i Alibaba.
Aby dowiedzieć się więcej o tym, jak IIoT może zmienić Twoją firmę z Moxa, obejrzyj poniższy film:
4. Przygotowanie maszyn i systemów do IoT z Eaton
Przemysł 4.0 to świetna okazja dla inżynierów małych i średnich systemów do optymalizacji swoich maszyn pod kątem IoT. Nowe maszyny wraz z rozwojem coraz częściej wyposaża się w systemy fieldbus oparte na sieci Ethernet. Umożliwia to efektywne zarządzanie ogromną ilością danych oraz przygotowanie nowoczesnych maszyn i systemów do wdrożenia IoT.
Firma Eaton zintegrowała standard OPC Unified Architecture (UA), aby umożliwić komunikację między maszynami a chmurą za pośrednictwem poszczególnych komponentów maszyn. W ten sposób zarówno istniejące, jak i nowe projekty można przystosować do IoT i zintegrować z inteligentnymi fabrykami w opłacalny sposób. Dzięki OPC-UA możliwa jest prosta komunikacja między:
- wieloma maszynami (M2M)
- maszynami i kierownikami inteligentnych fabryk (M2Factory)
- maszynami i chmurą (M2Cloud)
Komunikacja Ethernet jest nadal bardzo niejednorodna, a połączenie różnych maszyn innych producentów zwykle powoduje znaczne koszty integracji. Niemniej OPC-UA staje się obecnie bezpiecznym i niezawodnym standardem wymiany danych w zakresie niezależnej od producenta i platformy komunikacji przemysłowej.
Chris Pack, kierownik sprzedaży terytorialnej w Eaton w Wielkiej Brytanii.
Przeszkody w przygotowywaniu maszyn i systemów pod kątem IoT obejmują koszt inteligentnych maszyn, a także obawy związane z bezpieczeństwem wynikające z bardziej złożonych systemów i ogromnych ilości danych. Eaton rozwiązuje te problemy, zachęcając przedsiębiorstwa do używania komponentów, które niezależnie kontrolują podprocesy tak, aby istniejące maszyny mogły być aktualizowane i ulepszane na potrzeby Przemysłu 4.0. Jeśli chodzi o bezpieczeństwo, inteligentny system okablowania i komunikacji firmy Eaton tworzy w pełni zamknięte, zabezpieczone konfiguracje, co przekłada się na ciągłe bezpieczeństwo komponentów i chmury.
Przemysł 4.0 obiecuje ogromny postęp technologiczny. Chociaż czujniki, chmura i algorytmy SI są niezbędne, to dopiero po ich połączeniu można realizować faktyczne rozwiązania. Przemysł 4.0 to przyszłość, a wdrażając koncepcje, systemy i maszyny promowane przez czołowe marki, przedsiębiorstwa mogą zintegrować się z IoT i przygotować na wszystko, co oferuje Przemysł 4.0.
Polecane marki
