Czekoladowa strona Przemysłu 4.0

Na targach interpack można było zobaczyć zwizualizowaną kompletną linię produkcyjną czekolady, a poszczególne maszyny znajdowały się na stoiskach partnerów biorących udział w projekcie. Na stoisku Bosch Rexroth można było zobaczyć, jak wygląda ich połączenie w jedną wirtualną linię produkcyjną. Stała wymiana aktualnych danych o stanie maszyn w linii produkcyjnej zapewni operatorowi pełny przegląd całego systemu przez cały czas, znacznie ułatwiając w ten sposób pracę.

ChoConnect ukazuje między innymi sposób, w jaki cała linia produkcyjna może być centralnie włączana z trybu oczekiwania. Stosując standaryzowane informacje diagnostyczne o statusie, widoczna jest jej gotowość do pracy.

Funkcja automatycznego dostosowywania zasilania pozwala automatycznie dobierać prędkość działania linii produkcyjnej, mając na uwadze najsłabsze ogniwa łańcucha. Projekt ChoConnect pozwoli naszym klientom dużo szybciej reagować na usterki i znacząco zwiększyć całkowitą efektywność systemu. ChoConnect jest odpowiedzią na potrzeby producentów maszyn.

Coraz więcej firm było zainteresowanych pilotażowym projektem komunikacji maszyna-maszyna w czasie rzeczywistym. Udział w projekcie wzięły firmy: Winkler und Dünnebier Süßwarenmaschinen, Loesch Verpackungstechnik, Sollich i Theegarten-Pactec. Firma Bosch Rexroth pełniła funkcję koordynatora prac i konsultanta technicznego.

Projekt ChoConnect prezentuje stale transparentny łańcuch tworzenia wartości i jest przeciwieństwem dotychczasowej metody komunikacji, która zapewniała tylko podstawowe informacje, tj. sygnały wejściowe oraz wyjściowe. Jest potwierdzeniem faktu, iż korzystanie z otwartych standardów i4.0 OPC UA do komunikacji maszyna-maszyna niezależnej od producenta jest proste i praktyczne.

Interfejsy OPC UA są dobrym zamiennikiem ustanowionych wcześniej standardów packML oraz Weihenstephaner. ChoConnect jest ukierunkowany na obsługę standardu WS Food. Komunikacja maszyna-maszyna (M2M) przy użyciu otwartych standardów i4.0 OPC UA pozwala ustandaryzować interfejs komunikacyjny typu M2M.

Oficjalny standard M2M będzie dostępny w całym przemyśle cukierniczym. Pozwoli to odnieść ogromne korzyści wszystkim uczestnikom tej inicjatywy, ponieważ w porównaniu z innymi branżami z większą presją w zakresie kosztów, pozostawiliśmy techniczne możliwości w dziedzinie komunikacji maszyna-maszyna. Z ChoConnect możemy zapewnić klientom dużo więcej, niż obecnie od nas oczekują.

Standaryzowany interfejs pozwoli szybciej wykonywać rozruch maszyn i systemów, co oznacza, że możliwe będzie skrócenie czasu koordynowania prac o wiele dni. ChoConnect pozwoli zobaczyć sposób, w jaki jednostki pakujące spowalniają moduł przetwórczy w momencie niewystarczającej pojemności i w ten sposób zapobiegają odrzuceniom. Oraz odwrotnie, moduł przetwarzana surowców może wyłączyć moduły pakujące, gdy wydajność pompy spadnie o połowę z powodu zakłóceń procesu produkcyjnego.

W przypadku systemów połączonych w ten sposób w topologii poziomej nie musimy również tworzyć i implementować jakichkolwiek wieloskładnikowych interfejsów na wyższym poziomie. Wystarczy, że system wyższego poziomu, taki jak na przykład MES, komunikuje się z jedną z linii partnerów, aby rozpocząć realizację nowego zamówienia.

Moduł, który odebrał informację, roześle nowe zamówienie w obrębie całej linii produkcyjnej. W dalszej przyszłości będzie nawet możliwe stworzenie w pełni interaktywnej linii produkcyjnej, w której produkt sam steruje modułem sprzętowym.

Obecny, pokazowy projekt ChoConnect wyposażony jest w połączenie sieciowe Ethernet z wbudowanymi sterownikami i przemysłowymi komputerami PC poszczególnych maszyn. W szczególności układy regulacyjne firmy Bosch Rexroth, w których zostały już zaimplementowane OPC UA w technologii sterowania, mogą być także używane jako interfejsy dodatkowe.

Wraz z powiązanym z nimi serwerem OPC UA stanowią one zorientowaną na usługi architekturę klient-serwer wykorzystywaną w projekcie ChoConnect. Dzięki uwierzytelnianiu użytkowników i aplikacji, podpisywaniu wiadomości oraz wbudowanym mechanizmom szyfrowania, interfejs OPC UA umożliwia bezpieczną komunikację w obrębie wielu domen.

Dzięki największej możliwej dostępności i niezawodności komunikacji oraz konfigurowalnym limitom czasu, funkcjom nadmiarowości i automatycznym mechanizmom wykrywania i korygowania błędów - otwarty standard zapewnił idealne warunki do wykorzystania go w projekcie.

Od 20 lat cała branża domagała się standaryzowanej technologii obejmującej wszystkie poziomy sterowania. Wprowadzenie sieci Ethernet niestety nie spełniło tego życzenia. Obecnie, ze standardem OPC UA w charakterze protokołu komunikacyjnego w połączeniu ze standardem Weihenstephaner, zostały udostępnione nowe atrakcyjne możliwości standaryzacji.

Dzięki aktywnemu wsparciu firmy Bosch Rexroth mogliśmy zapewnić bodziec do rozwoju pionierskich rozwiązań. Bez doradztwa technicznego, interfejsu użytkownika oraz działań koordynujących tej firmy nie byłoby możliwe osiągnięcie powyższego celu wyłącznie przez samych dostawców. Firma Bosch Rexroth dysponuje szczegółową wiedzą na temat branży i standardu OPC UA, może więc zaprojektować i zaimplementować wspólne rozwiązanie.

Po prezentacji na targach interpack, widząc, że jest spore zainteresowanie branży, pożądane będzie znalezienie większej liczby współuczestników zainteresowanych zdefiniowaniem oficjalnego standardu M2M. Ustanowienie takiego systemu będzie możliwe tylko dzięki dużemu zainteresowaniu i korzystaniu z niego. Należy teraz określić dodatkowe punkty danych i precyzyjny zestaw reguł zawierający priorytety i harmonogramy, aby interfejs M2M był gotowy do wdrożenia w linii produkcyjnej.

Jakub Wypniewski
Bosch Rexroth