Internet Rzeczy w przemyśle

Według IDC wydatki na Internet Rzeczy wyniosły w 2018 roku 722,5 miliarda dolarów, czyli o 14,6% więcej od szacunkowych wydatków w 2017 roku. W 2020 roku ich wartość ma osiągnąć 1 bilion dolarów, a w 2021 roku - 1,1 biliona dolarów.

Już niebawem Internet Rzeczy zagości na dobre w naszym najbliższym otoczeniu. Większość wyposażonych w IoT urządzeń użytkowana będzie poza domami, ale zaliczają się do nich także telefony komórkowe, tablety, urządzenia przenośne, lodówki, czy ekspresy do kawy. Równie istotny wpływ wywrze ta technologia na poszczególne dziedziny gospodarki - od rolnictwa po służbę zdrowia. Znaczną część urządzeń IoT stanowić będą czujniki umieszczone w innych urządzeniach, a nawet w ciele pacjentów. Wielość zastosowań Internetu Rzeczy może zaskakiwać: od rozpoznawania twarzy w systemach bezpieczeństwa po inteligentne sygnalizatory świetlne, zoptymalizowane sieci energetyczne, inteligentne zarządzanie zużyciem wody, liczniki parkowania i tysiące innych, jeszcze nieodkrytych możliwości.

Współczesne samochody zjeżdżające z linii montażowych, zanim jeszcze przejadą pierwszy kilometr łączą się z Internetem. Gotowe do podłączenia z Internetem samoloty produkowane są przez zakłady lotnicze Airbus i Boeing. Także przemysł naftowy i gazowy, żegluga i inteligentne miasta wyposażane są w IoT. Urządzenia Internet of Things znajdziemy także w przemyśle, gdzie ma swoją nazwę własną - Przemysłowy IoT.

IoT w fabrykach

Wraz z rozwojem technologii IoT znaczące zmiany zachodzą w sposobie wytwarzania. Przykładem może być Harley-Davidson, którego zakłady wyposażone zostały w dużą liczbę czujników połączonych z systemami produkcji przyczyniając się do optymalizacji wytwarzania. Właśnie dzięki informacjom zebranym z tych urządzeń udało się wykryć, że konstrukcja tylnego błotnika powoduje opóźnienia w procesie wytwarzania całej maszyny. Zdecydowano się zatem na przeprojektowanie tego elementu w taki sposób, aby wszystkie podzespoły we właściwym czasie przesuwały się po linii produkcyjnej, co pozwoliło usprawnić proces wytwarzania.

W pomieszczeniach malarni fabryki Harley-Davidson czujniki wykorzystywane są do badania warunków, w tym m.in. do sprawdzania przepływu powietrza, wilgotności, pozwalając stwierdzić, czy są one optymalne w procesie malowania. Inwestycja w Internet Rzeczy, choć kosztowna, okazała się opłacalna. Według informacji podanych przez dostawcę systemu fabryka może obecnie wyprodukować w tym samym czasie o 25% więcej motocykli ponosząc przy tym niższe koszty produkcji. Przełomem, który dokonał się za sprawą Internetu Rzeczy jest jednak skrócenie czasu realizacji zamówienia. Przed jego wdrożeniem wyprodukowanie pojedynczego motocykla, jednego z 1700 dostępnych wersji, zajmowało 21 dni. Obecnie jest to zaledwie 6 godzin.

Podobnie jak Harley-Davidson, także fabryki Siemensa produkujące programowalne sterowniki wyposażone zostały w czujniki śledzące na bieżąco parametry produkcji. Dotyczy to zarówno fabryki w Ambergu w Niemczech, jak Chengdu w Chinach skąd rocznie z linii produkcyjnych schodzi po około 12 milionów urządzeń. Zainstalowane w tych fabrykach mikroczujniki śledzące proces montażu pomogły firmie praktycznie wyeliminować defekty. Statystyki mówią, że 99,99885% sterowników PLC produkowanych w tych zakładach pozbawionych jest jakichkolwiek defektów.

Krótszy czas przestojów

Natychmiastowy dostęp do dostarczanych z czujników informacji pozwala przede wszystkim skrócić czas przestojów maszyn, ponieważ menedżerowie mogą wykryć wąskie gardła w procesach produkcji. Możliwe jest też usuwanie problemów związanych z utrzymaniem maszyn, zanim nastąpi przerwa w działaniu całej linii produkcyjnej skutkująca stratami finansowymi.

Firma Accenture podała, że technologia Internet of Things pomaga w obniżeniu średnich kosztów napraw o 12%, kosztów konserwacji o 30%, a przestojów nawet o 70%. Dzięki inteligentnym systemom zarządzania energią Przemysłowy Internet Rzeczy pozwala również zaoszczędzić na energii elektrycznej, jednym z najistotniejszych kosztów w fabryce. Technologia IoT pozwala wykrywać m.in. największe odbiorniki energii, można także lepiej zarządzać dostawami prądu dostosowując godziny pracy maszyn poprzez zastosowanie właściwego harmonogramu pracy do cenników energii elektrycznej. Jeff Immelt, prezes GE ujął zmiany wiążące się z optymalizacją poprzez zastosowanie IoT następującymi słowami: "Jeśli wieczorem położyłeś się spać jako firma przemysłowa, rano wstaniesz jako firma zajmująca się oprogramowaniem i analizą."

Konserwacja predykcyjna

Najnowsza technologia IoT umożliwia monitorowanie stanu urządzeń opierając się na tanich i niskoenergetycznych czujnikach Internetu Rzeczy połączonych z analizą informacji w chmurze i sztucznej inteligencji (AI). Awarie skutkują także koniecznością ponoszenia kosztów naprawy i wymiany sprzętu, jak również odpowiadają za koszty niedotrzymania umów wynikających z opóźnień w dostawach. Stosowane obecnie rozwiązania wykorzystują algorytmy i analitykę danych pomagając przewidywać problemy lub awarie. W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązań monitorowania stanu, współczesna technologia IoT nie wymaga infrastruktury przewodowej, serwerów ani anten i jest łatwiejsza do zintegrowania z istniejącą infrastrukturą. Sygnalizatory Bluetooth Low Energy (BLE) z czujnikami wibracji i temperatury mogą być instalowane w każdym rodzaju przemysłu i każdym zakładzie ułatwiając monitorowanie w czasie rzeczywistym cyklów pracy, temperatury i wibracji.

W ekonomii przemysłu szczególne znacznie odgrywa wczesne wykrywanie awarii, czyli konserwacja predykcyjna. Niezależnie od tego, która kategoria sprzętu zawodzi i powoduje przerwy w pracy, ze statystyk wynika, że koszty przestojów wynoszą średnio od 30 000 USD w zakładach przetwórstwa żywności do 87 000 USD w przemyśle petrochemicznym i nawet 200 000 USD w fabryce motoryzacyjnej. Przemysłowy Internet Rzeczy pozwoli zakładom osiągnąć wymierne korzyści czyli m.in. oszczędności, poprawę jakości produkcji i przewagę konkurencyjną. Narzędziem pozwalającym wykorzystać potencjał IoT jest Siemens MindSphere, który pomoże m.in. oszczędzać energię elektryczną, tworzyć raporty o stanie produkcji, wspomagać tworzenie harmonogramów czy zapewnić predykcyjną konserwację maszyn. Część tych funkcjonalności jest lub będzie dostępna w postaci wstępnie przygotowanych aplikacji w systemie MindSphere, które wystarczy dostosować do specyfiki firmy i wdrożyć. Nie ogranicza to jednak możliwości opracowywania zupełnie nowych, autorskich rozwiązań dostosowanych do specyficznych potrzeb zakładu produkcyjnego. Wszystko zależy wyłącznie od pomysłowości i inwencji twórczej inżynierów.

Pobierz white paper "Od chmury do Internetu Rzeczy - droga do cyfrowego przemysłu": https://new.siemens.com/pl/pl/o-firmie/kluczowe-tematy/droga-do-cyfrowego-przemysu.html.