Digitalizacja z otwartymi standardami receptą na dobry sen… kierownika produkcji

W zdigitalizowanym środowisku produkcyjnym kierownicy fabryk nie muszą martwić się niewiadomym ryzykiem i możliwymi zdarzeniami. Cyfryzacja eliminuje niepewność i umożliwia optymalizację opartą na wydajności. Zapewnia spostrzeżenia, które mogą pomóc szefom zakładów poprawić jakość, obniżyć koszty, skrócić czas realizacji i zmniejszyć negatywny wpływ na środowisko. Menedżer zdigitalizowanej fabryki nie powinien budzić się zmartwiony w środku nocy, a jeśli nawet tak się stanie, krótkie spojrzenie na telefon komórkowy powinno go upewnić, że wszystko działa tak, jak powinno.

Jednak przejście ze stanu bezsenności wywołanej lękiem do błogiego snu nie jest łatwe. Mówiąc wprost, digitalizacja może być dość uciążliwa. Liderzy projektów rzadko mają luksus pracy w jednorodnym środowisku – przez większość czasu działają z wykorzystaniem kilku starych maszyn połączonych z nowymi. Próbują digitalizować linie produkcyjne obejmujące maszyny, które nigdy nie rejestrowały danych i zostały zbudowane, zanim w ogóle zaistniały protokoły transmisji danych. Wszystko to składa się na ogromne wyzwanie związane z integracją OT i IT.

Celuj w 80%

Moja rada: zaakceptuj fakt, że nie będziesz w stanie zdigitalizować każdego metra kwadratowego swojej fabryki (chyba że masz to szczęście i digitalizujesz zupełnie nowy obiekt). Byłoby to zbyt kosztowne i skomplikowane. Większość fabryk zbudowanych w ciągu ostatnich pięciu lat zostanie zdigitalizowana w co najmniej 80% swojego przepływu pracy, a kluczem do tego będzie wprowadzenie standaryzacji. Oznacza to ujednolicenie rodzaju generowanych i gromadzonych danych, sposobu ich wymiany i przekazywania.

Oczywiście można stosować standardy nieotwarte, ale ostatecznie ograniczy to możliwość pełnego wykorzystania zalet płynących z optymalizacji wydajności, jakie stwarza cyfryzacja, oraz komunikacji poza murami fabryki. Dlatego zalecam podejście do cyfryzacji w oparciu o otwarte standardy.

Standaryzację umożliwi zbieranie w czasie rzeczywistym danych dotyczących maszyn i procesów za pomocą wspólnego języka modelowania, takiego jak PackML. Skuteczna cyfryzacja wymaga również ustandaryzowanego protokołu komunikacyjnego, aby maszyny mogły komunikować się ze sobą i innymi ogniwami Przemysłu 4.0. OPC Unified Architecture¹, protokół wywodzący się z obszaru IT, w coraz większym stopniu przenika do sfery automatyki przemysłowej, a firma OMRON jest częścią komitetu, kierowanego przez branżę automatyki, który rozszerza OPC UA na przemysłowe urządzenia terenowe, zwane UPC UA FX.

Ten otwarty standard zapewnia pełną interoperacyjność w obrębie fabryki. Umożliwia nie tylko maszynom komunikację między sobą w zakresie danych, ale także komunikację maszyn z systemami informatycznymi, takimi jak ERP i MES, a także systemami analizy danych, które można uruchomić w chmurze.

Otwieranie możliwości

Jednak jego prawdziwy potencjał tkwi w zdolności do wspierania wzajemnej wymiany informacji i komunikacji w wielu lokalizacjach oraz sieci dostaw. Dzięki cyfryzacji otwartego standardu producenci mogą porównywać wiele fabryk w celu wprowadzenia dalszych ulepszeń i mogą powielać sposoby pracy w różnych zakładach produkcyjnych. Są w stanie nawet wykorzystywać dane z procesów swoich dostawców do informowania o harmonogramach produkcji, np. o tym, kiedy konkretna część zostanie dostarczona.

Cyfryzacja w otwartym standardzie jest również kluczem do czerpania wartości z cyfrowych paszportów produktów (DPP). Programy DPP, które zapewniają cyfrowy zapis składu, pochodzenia i cyklu życia produktu, nie tylko będą wymagane prawnie od 2027 r. dla niektórych branż, ale są także użytecznym narzędziem Przemysłu 4.0. Przykładowo przy produkcji akumulatorów do pojazdów elektrycznych można zastosować DPP w celu poprawy jakości i ograniczenia ilości odpadów. Stwierdzono, że połączenie komponentów o tej samej jakości skutkuje lepszą baterią. Powodem, dla którego nie zawsze tak się dzieje, są różnice występujące w ustalonych tolerancjach. Wykorzystując dane DPP przesyłane za pośrednictwem OPC UA, magazyny mogłyby wybierać poszczególne komponenty o podobnych właściwościach, zmniejszając w ten sposób ryzyko, że akumulatory nie przejdą testów fabrycznych.

Jednym z często zadawanych mi pytań na temat digitalizacji w otwartym standardzie jest to, czy da się ją „modernizować”. Firma OMRON opracowała brzegowy kontroler danych, który tłumaczy dane ze starszych maszyn na najnowsze języki i typy danych. W rzeczywistości dzięki niemu można zapewnić standard otwarcia starszych maszyn.

Cyfryzacja nabiera tempa wraz z rosnącą świadomością o rzeczywistych korzyściach, jakie może przynieść wiedza oparta na danych. Jednak standaryzacja – jeśli chodzi o rodzaj gromadzonych danych i sposób, w jaki te dane są przekazywane – stanowi główne wyzwanie dla fabryk chcących przeprowadzić cyfryzację automatyki przemysłowej. Przyjmując podejście otwartych standardów, producenci są w stanie odnieść sukces w cyfryzacji, a kierownicy fabryk mogą naprawdę spać spokojnie.

¹⁾ OPC Unified Architecture to uniwersalny standard komunikacji, którego celem jest ujednolicenie sposobu wymiany danych pomiędzy maszynami, sterownikami, urządzeniami IoT czy aplikacjami do monitoringu.

Tim Foreman, manager ds. badań i rozwoju OMRON Europe BV

OMRON
industrial.omron.eu