Výhody IIoT
Průmyslový internet věcí přináší další výhody do oblastí automatizace, rozhraní člověk–stroj, MES, ERP, podnikové výrobní inteligence a analytiky.
Čtvrtá průmyslová revoluce už nějakou dobu probíhá. Říká se tomu digitální transformace, Průmysl 4.0, digitalizace nebo prostě chytrá výroba. Bez ohledu na název jsou všechny nové technologie, které tato revoluce přináší, skutečným ekonomickým přínosem a přispívají k velkému rozmachu výroby na celém světě.
Většina výrobních podniků již realizuje nějaký projekt Průmyslu 4.0 nebo jej plánuje v blízké budoucnosti uskutečnit. Průmyslový internet věcí (IIoT), umělá inteligence (AI), rozšířená/virtuální realita (AR/VR), digitální dvojčata, digitální vlákna, cloud a edge computing a mnoho dalších jsou součástí Průmyslu 4.0, avšak nejvýznamnějším aspektem je IIoT.
Pro mnoho lidí jsou chytrá výroba a IIoT téměř synonyma. Když je řeč o chytré výrobě, může se okamžitě začít hovořit o IIoT. IIoT je neodmyslitelnou součástí diskusí o chytré výrobě a stává se samozřejmým prvkem většiny řešení chytré výroby.
Výhody chytrých řešení ve výrobě
Jednou z největších výhod IIoT je, že může tvořit základ pro širokou škálu chytrých výrobních řešení. Strojové učení (ML), umělá inteligence, velká data, analytika, systémy pro operativní řízení výroby (MES), plánování podnikových zdrojů (ERP), digitální dvojčata, digitální vlákna a mnoho dalších aplikací může být postaveno na základě IIoT nebo k němu mohou přistupovat.
Další velkou výhodou IIoT je, že může využívat a rozšiřovat stávající technologie. Komunikace stroj–stroj, senzory a data ze senzorů, automatizace a řídicí systémy jsou prvky IIoT, které na trhu existují již velmi dlouho. A to natolik, že někteří lidé říkají, že IIoT není vůbec nic nového.
IIoT také navazuje na informační systémy, jako jsou systémy MES a ERP, provádí transakce, poskytuje data, řídí analýzy a podporuje viditelnost v reálném čase. Skutečnou výhodou IIoT je nakonec vše výše uvedené. Poskytuje komunikační platformu podporující širokou škálu aplikací IIoT. Využívá a maximalizuje stávající technologie a funguje jako doplňkové, nikoli konkurenční řešení. Je propojen s velkými informačními systémy, které již většina společností používá.
Základní schopnosti IIoT
Na základní úrovni funguje IIoT jako jakýsi middleware, který poskytuje komunikační páteř mezi zařízeními, stroji, řídicími jednotkami, databázemi, informačními systémy a lidmi. Základní funkce IIoT slouží k monitorování, správě a údržbě připojených zařízení a strojů. IIoT také umožňuje přenos velkého množství dat (například dat ze senzorů) téměř v reálném čase do těch systémů a aplikací, které je potřebují.
To znamená, že IIoT je základním rozhraním nebo middlewarem mezi téměř vším na okraji, jako jsou senzory, zařízení, stroje a řídicí jednotky, a všemi aplikacemi pro uživatele, jako jsou rozhraní člověk–stroj (HMI), MES, ERP, výrobní inteligence (EMI) a analytika.
Mnoho platforem a řešení IIoT přesahuje rámec základu rozhraní nebo middlewaru a poskytuje velmi sofistikované funkce pro sběr dat, jejich agregaci, vizualizaci a analýzu. Některé platformy IIoT poskytují také řešení pro výstrahy a oznámení, vestavěná rozhraní pro MES a ERP, možnosti publikování dat a nástroje pro ovládací panely, analýzu a tvorbu přehledů.
Jednou z nejnovějších možností, kterou některé platformy IIoT nabízejí, je možnost odesílat nejrůznější data ze senzorů, zařízení, strojů a řídicích jednotek spolu s jejich kontextem do téměř jakéhokoli externího systému pro účely analytiky. Tyto možnosti jsou často nezávislé na aplikacích a systémech a často umožňují asynchronní zpracování a publikování událostí na základě zpráv. Díky tomu je to skvělé řešení k získávání potřebných dat bez neustálého dotazování dat ve snaze zjistit změny.
Chytré objekty s umělou inteligencí
Další novou schopností některých platforem IIoT jsou chytré objekty s umělou inteligencí. Chytré objekty AI se používají k zapouzdření klíčových aspektů výroby a strojních operací – receptur, konfigurací, nástrojů a stavu. Tyto chytré objekty AI se pak zabudovávají do objektového datového modelu AI. Tento model se poté stane společným napříč IIoT a bude využívat a opakovaně používat tyto chytré objekty AI všude tam, kde jsou data potřeba.
IIoT umožňuje vidět a používat chytré objekty AI kdekoli, kde jsou žádoucí. IIoT využívá chytré objekty AI ke shromažďování a následnému uchovávání kontextu dat ze strojů. Vzhledem k tomu, že IIoT a další systémy objevují a používají chytré objekty AI, lze jejich kontext vytvářet nebo měnit kdekoli v IIoT. Díky této schopnosti jsou řešení edge computingu praktičtější a snadněji integrovatelná s cloudem. Koneckonců data jsou již zapouzdřena v chytrých objektech AI a jsou k dispozici prostřednictvím IIoT. IIoT objevuje chytré objekty AI a s nimi spojené datové sady, začleňuje jejich základní organizační model, spotřebovává základní data a poskytuje chytré objekty AI, datový model a data komukoli, kdo je potřebuje, a to vše v reálném čase.
Doplňující se technologie
To vše znamená mnoho výhod, které IIoT nabízí. Objevují se názory, že IIoT může nahradit HMI, systémy průmyslového řízení a sběru dat (Supervisory Control And Data Acquisition – SCADA), automatizaci, řízení, MES a možná i části ERP. To však není pravda. IIoT není určen k nahrazení těchto systémů. Není jejich konkurencí, ale doplněním. Využívá stávající technologie, staví na nich a poskytuje synergické funkce, které nejsou možné v rámci jedné platformy.
Jedním z důvodů, proč je IIoT doplněním těchto dalších aplikací, zejména informačních systémů, je celkový kontext. Plné pochopení a analýza dat a odhalení příčin konkrétních situací vyžaduje úplné pochopení kontextu situace.
I když je kontext dat jednou ze silných stránek IIoT, nemá zcela úplný kontext. Ať už jde o informace o objednávkách, zákaznících, expedici nebo příjmu, kvalitě nebo dokonce prodeji, IIoT nemá vše. Výrobci potřebují informační systémy, jako jsou MES a ERP, které doplňují IIoT, aby poskytly úplný kontext každé výrobní události.
IIoT: Bez řízení s uzavřenou smyčkou
Dalším důvodem, proč je IIoT doplňkovým systémem, je to, že není ve skutečnosti určen ke koordinaci a optimalizaci. Přes veškeré své výhody neumí všechno – stále jsou potřeba systémy MES a ERP. Totéž platí pro automatizaci a řízení. IIoT není navržen tak, aby zajišťoval řízení s uzavřenou smyčkou, které je a vždy bude ve výrobě potřeba. IIoT poskytuje data a datové souvislosti, které nejsou dostupné nikde jinde, a umožňuje automatizaci a řízení plnit jejich úkoly lépe než kdykoli předtím.
Automatizační a řídicí systémy a lidé, kteří je navrhují, se mohou soustředit na vyšší funkce, jako je koordinace celého výrobního procesu od začátku do konce. Mohou také dále optimalizovat proces, aniž by se museli starat o senzory, zařízení, stroje a komunikaci. V tom spočívá největší síla IIoT – automatizace a řízení jsou mnohem výkonnější. Proto se automatizace a řízení a IIoT vzájemně doplňují a nekonkurují si.
IIoT poskytuje komunikační páteř pro senzory, zařízení, stroje a průmyslové řídicí jednotky. Poskytuje základ pro nejrůznější aplikace. Využívá a rozšiřuje stávající technologie, čímž maximalizuje jejich hodnotu a životnost.
IIoT je propojen s informačními systémy, jako jsou MES a ERP. IIoT podporuje chytré objekty AI a poskytuje chytré objekty AI s jejich modelem, daty a kontextem jakémukoli systému, který je potřebuje. IIoT doplňuje informační systémy, jako jsou MES a ERP, tím, že poskytuje data ze senzorů, zařízení, strojů a řídicích jednotek a posouvá kontext dat. A co je možná nejdůležitější, IIoT doplňuje automatizační a řídicí systémy.
Pro časopis Control Engineering článek připravil John Clemons, senior konzultant společností Rockwell Automation a Maverick Technologies. Společnost Maverick Technologies je obsahovým partnerem vydavatelství CFE Media and Technology. Upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel časopisu Control Engineering, CFE Media and Technology, mhoske@cfemedia.com.
