Przemysłowy Internet rzeczy i przetwarzanie danych optymalizują działania fabryk

Chociaż często technologie stosowane w branży produkcyjnej to nowoczesne, innowacyjne rozwiązania, nierzadko towarzyszy im przestarzały model wykorzystania. Maszyny zbierają ogromne ilości danych z hali produkcyjnej, a w tym samym czasie infrastruktura IT wykorzystuje terabajty danych do operacji biznesowych. Ponieważ jednak technologie operacyjne (OT) i systemy IT nie są zintegrowane, producenci nie mogą podejmować decyzji w czasie rzeczywistym, a operatorzy maszyn mają problemy z zarządzaniem tak dużą ilością informacji.

Skutecznym rozwiązaniem może być oczywiście współdzielenie informacji pomiędzy OT i IT, co daje producentom jasny obraz tego, co dzieje się na hali produkcyjnej i pozwala im opracować rozwiązania problemów, zanim te się pojawią. W rezultacie fabryki stają się bardziej wydajne, oszczędzając czas i pieniądze. Stają się również bardziej elastyczne, lepiej reagują na zmieniające się warunki rynkowe i ostatecznie zwiększają swoją produktywność.

Kiedy OT i IT odpowiednio się ze sobą komunikują, producenci mogą analizować dane z maszyn w chmurze, aby zadbać o ich konserwację z wyprzedzeniem, zamiast ryzykować utratę cennego czasu i przestoje na produkcji – a więc także generowane przez nie ogromne straty finansowe – z powodu niespodziewanych awarii. Inżynierowie operacyjni mogą mieć dostęp do informacji z zakładów rozproszonych po całym świecie i bezpiecznie zarządzać maszynami w sposób zdalny, a to prowadzi do oszczędności wynikających z braku konieczności wizyt w fabrykach.

Inteligentne fabryki z większym potencjałem produkcyjnym

Integracja środowiska na tym poziomie jest kluczowa dla zdolności producentów do utrzymania tempa zmieniających się trendów, ale i rozwoju działalności.

– Rewolucja przemysłowa z udziałem technologii przestaje być marketingowym hasłem, a konkretne przykłady pokazują, że wykorzystanie poszczególnych rozwiązań prowadzi do realnych korzyści na poziomie bezpieczeństwa, jak i oszczędności finansowych. Osiągnięcie tego celu wymaga jednak odpowiedniej technologii. Ponieważ maszyny w większości hal fabrycznych stanowią ogromną inwestycję kapitałową, nowe systemy muszą umieć bezproblemowo współpracować ze starymi. Firmy produkcyjne potrzebują więc technologii, która będzie pełniła funkcję bufora, którego producenci potrzebują, aby osiągnąć swój potencjał produkcyjny – mówi Ireneusz Martyniuk, wiceprezes Pionu Przemysłu na klaster Europy Środkowo-Wschodniej w Schneider Electric.

Technologie Schneider Electric automatycznie łączą starsze maszyny i generowane przez nie dane ze specjalistami, którzy ich potrzebują, eliminując „ręczne” agregowanie informacji i związane z tym błędy.

Przykładem przedsiębiorstwa, które wprowadziło takie rozwiązanie w życie, jest producent analizatorów cieczy i gazów – firma wdrożyła system Harmony P6. Obecnie przedsiębiorstwo ma w Polsce trzy fabryki, w których buduje analizatory wykorzystywane do sprawdzania jakości różnych cieczy, takich jak woda z oczyszczalni ścieków, oraz gazów, co pozwala m.in. na badanie jakości powietrza w miastach czy dymu z kominów.

Aby zbudować analizatory cieczy i gazów, firma wykorzystuje produkowane przez siebie części, które łączy z komponentami innych firm w produkcie końcowym. Niektóre systemy stosowane w procesie produkcji były jednak nieefektywne i kosztowne. Producent miał trzy poważne wyzwania:

• Gromadzenie danych o maszynach odbywało się ręcznie. Operatorzy wprowadzali informacje z paneli operatorskich (HMI) do bazy danych (SQL) za pomocą arkuszy kalkulacyjnych. Czasami dodawali zewnętrzny komputer i instalowali oprogramowanie SCADA do zbierania danych i raportowania. Rozwiązanie to wiązało się z dodatkowymi kosztami, ponieważ za każdym razem wymagało zatrudniania podwykonawcy i wykonania kosztownych integracji.
• Nie było sposobu na bezpieczne połączenie fabrycznych danych OT z systemami IT, co stwarzało poważne zagrożenia bezpieczeństwa.
• Bezpieczne i zdalne zarządzanie systemami było niemożliwe, ponieważ operatorzy nie mogli centralnie wizualizować danych pochodzących z wielu lokalizacji.

Bezpieczna łączność I zdalne monitorowanie

Producent dzięki rozwiązaniom Schneider Electric uzyskał łączność, wizualizację, bezpieczny zdalny monitoring i możliwości rozbudowy, których potrzebował. Sercem rozwiązania jest Schneider Harmony P6 iPC (komputer przemysłowy) oraz platforma oprogramowania EcoStruxure. Aplikacje działające na krawędzi sieci łączą się z maszynami w celu gromadzenia i wstępnego przetwarzania danych dla IT, podczas gdy inne aplikacje analizują dane na miejscu, umożliwiając klientowi usprawnienie operacji.

Zasilany procesorem Intel® iPC bezpiecznie łączy się ze sterownikiem PLC przez Ethernet (sieć wewnętrzną), a „miernik pyłu” producenta, analizator Gasmet i inne urządzenia łączą się z nim za pomocą komunikacji szeregowej. Wszystkie dane zebrane z tych urządzeń są wyświetlane na przyjaznym dla użytkownika pulpicie nawigacyjnym i automatycznie zapisywane w bazie danych SQL przy użyciu dwóch dysków SSD, co zapewnia dodatkowy poziom bezpieczeństwa.

Gromadzone informacje mogą być również wysyłane do innych aplikacji programowych, takich jak rozproszony system sterowania (DCS) lub SCADA, w zależności od potrzeb klienta.

Redundantne, czyli zdublowane dyski SSD są niezbędne dla producenta. Niweluje to bowiem ryzyko utraty danych historycznych, takich jak na przykład analiza dymu kominowego, co skutkowałoby karami pieniężnymi. Oprogramowanie EcoStruxure Machine SCADA Expert łączy wizualizację informacji z dodatkowymi funkcjami SCADA, zapewniając znaczne usprawnienia operacyjne w porównaniu z wykorzystaniem interfejsów HMI. Aby pomóc operatorom maszyn w fabryce, aplikacje działające na krawędzi podsystemów analizują dane z czujników maszyn, wysyłając alerty w czasie rzeczywistym i pokazując pracownikom na tablicy rozdzielczej, jak rozwiązać problemy, zamiast bombardować ich informacjami, których nie muszą widzieć. Producenci mogą analizować dane z maszyn w chmurze, aby odkryć trendy pod kątem konserwacji predykcyjnej, co pozwala im rozwiązywać problemy natychmiast lub nawet przed ich wystąpieniem.

Transformacja cyfrowa przynosi wymierne rezultaty w przemyśle

Po wdrożeniu rozwiązania Schneider Electric, wspomniany wcześniej producent osiągnął znaczącą poprawę na kilku frontach. Po pierwsze, przejście z ręcznego zbierania danych na automatyczne poprawiło efektywność zarządzania nimi aż o 20%. Ponadto, posiadanie danych dostępnych przez cały czas oznacza zawsze terminową konserwację urządzeń. Kierownicy fabryk mogą teraz rozwiązywać problemy z maszynami podczas planowanych przestojów. Mogą też w każdej chwili połączyć się zdalnie z systemem, co pozwala im ocenić problemy przed wysłaniem techników na miejsce w celu ich zbadania. W rezultacie klient spędza 25% mniej czasu na konserwacji.

Ponadto skalowanie tych wyników i rozszerzanie systemu Harmony P6 o nowe funkcje jest łatwe, dzięki temu, że rozwiązanie zostało zainstalowane w całej firmie. Dzięki Harmony P6 i EcoStruxure Machine SCADA Expert bardziej rentowna produkcja w systemie just-in-time staje się rzeczywistością.