Przemysłowy Internet Rzeczy to usprawniona automatyzacja, lepsze funkcjonowanie interfejsów człowiek-maszyna, systemów MES, ERP oraz inteligencja produkcyjna przedsiębiorstwa i zwiększone możliwości analityczne.
Czwarta rewolucja przemysłowa trwa już od jakiegoś czasu. Ludzie nazywają ją transformacją cyfrową, Przemysłem 4.0, digitalizacją lub po prostu inteligentną produkcją. Niezależnie od nazwy, wszystkie nowe technologie będące częścią tej rewolucji przynoszą realne korzyści ekonomiczne i pomagają napędzać wzrost produkcji na całym świecie. Większość firm produkcyjnych już realizuje jakiś projekt z zakresu Przemysłu 4.0 lub planuje jego realizację w najbliższej przyszłości. Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT), sztuczna inteligencja (SI), rozszerzona/wirtualna rzeczywistość (AR/VR), cyfrowe bliźniaki, cyfrowe wątki, chmury obliczeniowe i przetwarzanie brzegowe oraz wiele innych elementów stanowią część Przemysłu 4.0, ale być może żaden z nich nie jest tak ważny jak IIoT. Dla wielu osób inteligentna produkcja i IIoT są niemal synonimami. Kiedy mówi się o inteligentnej produkcji, można od razu zacząć mówić o IIoT. IIoT stał się wszechobecny w rozmowach na temat inteligentnej produkcji i staje się wszechobecny w większości inteligentnych rozwiązań produkcyjnych.
Korzyści z inteligentnej produkcji
Jedną z największych zalet IIoT jest to, że może stanowić podstawę dla szerokiej gamy inteligentnych rozwiązań produkcyjnych. Uczenie maszynowe (ML), AI, Big Data, analityka, systemy realizacji produkcji (MES), planowanie zasobów przedsiębiorstwa (ERP), cyfrowe bliźniaki, cyfrowe wątki i wiele innych aplikacji może być zbudowanych na fundamencie IIoT lub z niego korzystać. Kolejną dużą zaletą IIoT jest możliwość wykorzystania i rozszerzenia istniejących technologii. Komunikacja maszyna-maszyna, czujniki i dane z czujników, automatyka i systemy sterowania to elementy IIoT, które istnieją już od bardzo dawna. Do tego stopnia, że niektórzy twierdzą, że IIoT wcale nie jest takie nowe. IIoT łączy się również z systemami informatycznymi, takimi jak systemy MES i ERP, realizując transakcje, dostarczając dane, napędzając analitykę i wspierając widoczność w czasie rzeczywistym. Ostatecznie prawdziwą zaletą IIoT jest wszystko powyższe. Zapewnia platformę komunikacyjną obsługującą szeroki zakres aplikacji IIoT. Wykorzystuje i maksymalizuje istniejącą technologię, pracując jako rozwiązanie uzupełniające, a nie konkurencyjne. Wiąże się z dużymi systemami informatycznymi, które większość firm już posiada.
Podstawowe możliwości IIoT
IIoT działa jako rodzaj oprogramowania pośredniczącego, zapewniając szkielet komunikacyjny pomiędzy urządzeniami, maszynami, sterownikami, bazami danych, systemami informacyjnymi i ludźmi. Podstawowe możliwości IIoT są wykorzystywane do monitorowania, zarządzania i konserwacji podłączonych urządzeń i maszyn. IIoT umożliwia również przesyłanie dużych ilości danych (takich jak dane z czujników) w czasie zbliżonym do rzeczywistego do tych systemów i aplikacji, które ich potrzebują. Oznacza to, że IIoT jest podstawowym interfejsem lub oprogramowaniem pośredniczącym pomiędzy prawie wszystkim, co znajduje się „na brzegu sieci”, czyli takimi komponentami, jak czujniki, urządzenia, maszyny i sterowniki oraz wszystkie aplikacje skierowane do użytkownika, jak interfejs człowiek-maszyna (HMI), MES, ERP, inteligencja produkcyjna przedsiębiorstwa (EMI) i analityka. Wiele platform i rozwiązań IIoT wykracza poza interfejs lub fundament middleware i zapewnia bardzo zaawansowane możliwości gromadzenia danych, wizualizacji danych i ich analizy.
Niektóre platformy IIoT zapewniają również rozwiązania do wprowadzania alarmów i powiadomień, wbudowane interfejsy do systemów MES i ERP, możliwości publikowania danych oraz narzędzia do tworzenia pulpitów nawigacyjnych, analiz i raportowania. Jedną z najnowszych możliwości oferowanych przez niektóre platformy IIoT jest możliwość publikowania szerokiej gamy danych z czujników, urządzeń, maszyn i sterowników, wraz z ich kontekstem, do niemal dowolnego systemu zewnętrznego w celach analizy. Możliwości te są często niezależne od aplikacji i systemów i często pozwalają na asynchroniczne, oparte na komunikatach przetwarzanie i publikowanie zdarzeń. Wszystko to sprawia, że jest to doskonałe rozwiązanie pozwalające na uzyskanie potrzebnych danych bez konieczności ciągłego przeszukiwania danych w poszukiwaniu zmian.
Inteligentne obiekty ze sztuczną inteligencją
Kolejną możliwością pojawiającą się w niektórych nowych platformach IIoT są inteligentne obiekty SI. Inteligentne obiekty SI są wykorzystywane do hermetyzacji kluczowych aspektów produkcji i operacji maszynowych – receptur, konfiguracji, oprzyrządowania i statusu – tworząc z tych inteligentnych obiektów SI obiektowy model danych SI. Model ten staje się następnie wspólny dla całego IIoT. IIoT wykorzystuje inteligentne obiekty SI do gromadzenia, a następnie zachowywania kontekstu danych pochodzących z maszyn. Ponieważ IIoT i inne systemy odkrywają i wykorzystują inteligentne obiekty SI, ich kontekst może być tworzony lub zmieniany w dowolnym miejscu. Dzięki tej możliwości rozwiązania edgecomputingowe stają się bardziej praktyczne i łatwiejsze do zintegrowania z chmurą. W końcu dane są już zamknięte w inteligentnych obiektach SI i dostępne za pośrednictwem IIoT. IIoT odkrywa inteligentne obiekty SI i powiązane z nimi zbiory danych, włącza ich bazowy model organizacyjny, korzysta z bazowych informacji i udostępnia obiekty SI, modele danych i dane wszystkim, którzy ich potrzebują, a wszystko to w czasie rzeczywistym.
Technologie komplementarne
Więcej niż kilka osób uważa, że IIoT może zastąpić HMI, systemy kontroli nadzorczej i akwizycji danych (SCADA), automatykę, sterowanie, MES, a może nawet część ERP. To nie jest jednak prawdą. IIoT nie ma na celu zastąpienia tych systemów. Nie jest z nimi konkurencyjne, lecz komplementarne. Wykorzystuje istniejące technologie, opiera się na nich i zapewnia różne możliwości, które nie są możliwe do osiągnięcia w ramach jednej platformy. Jednym z powodów, dla których IIoT jest komplementarny z innymi aplikacjami, w szczególności z systemami informatycznymi, jest ogólny kontekst. Pełne zrozumienie kontekstu i analiza danych, a także dotarcie do przyczyn źródłowych konkretnych sytuacji, wymaga pełnej interpretacji sytuacji. IIoT nie zawsze ma dostęp do pełnego kontekstu. Niezależnie od tego, czy są to informacje o zamówieniach, informacje o klientach, informacje o wysyłce lub odbiorze, informacje o jakości, a nawet informacje o sprzedaży, IIoT nie ma wszystkiego naraz. Producenci potrzebują systemów informatycznych, takich jak MES i ERP, aby dopełnić IIoT w celu zapewnienia pełnego kontekstu dla każdego zdarzenia produkcyjnego.
IIoT to nie sterowanie w pętli zamkniętej
Innym powodem, dla którego IIoT jest komplementarny, jest to, że nie jest tak naprawdę zaprojektowany do optymalizacji. Pomimo wszystkich swoich zalet nie jest w stanie zrobić wszystkiego – MES i ERP są nadal potrzebne. To samo dotyczy automatyki i sterowania. IIoT nie jest zaprojektowany, by zapewnić sterowanie w zamkniętej pętli, która jest nadal, i zawsze będzie, potrzebna w produkcji. IIoT dostarcza danych i kontekstu danych niedostępnych nigdzie indziej, dzięki czemu automatyka i sterowanie mogą wykonywać swoje zadania lepiej niż kiedykolwiek. Systemy automatyki i sterowania, a także ludzie, którzy je projektują, mogą skoncentrować się na funkcjach wyższego rzędu, takich jak optymalizacja całego procesu produkcyjnego. Mogą również dalej optymalizować proces bez konieczności martwienia się o czujniki, urządzenia, maszyny i komunikację. To jest właśnie największa moc IIoT – sprawia, że automatyka i sterowanie stają się o wiele bardziej wydajne. Dlatego właśnie automatyka i sterowanie oraz IIoT są komplementarne, a nie konkurencyjne. IIoT stanowi szkielet komunikacyjny dla czujników, urządzeń, maszyn i sterowników przemysłowych. Stanowi podstawę dla wszelkiego rodzaju aplikacji. Wykorzystuje i rozszerza istniejącą technologię, maksymalizując jej wartość i trwałość. IIoT łączy się z systemami informatycznymi, takimi jak MES i ERP. IIoT wspiera inteligentne obiekty SI, dostarczając inteligentne obiekty SI wraz z ich modelem, danymi i kontekstem do każdego systemu, który tego potrzebuje. IIoT uzupełnia systemy informatyczne, takie jak MES i ERP, dostarczając dane z czujników, urządzeń, maszyn i sterowników oraz zapewniając kontekst danych. Być może najważniejsze jest to, że IIoT uzupełnia systemy automatyki i sterowania.
John Clemons jest starszym konsultantem w Rockwell Automation i Maverick Technologies. Maverick Technologies jest partnerem merytorycznym CFE Media and Technology.
