Dążąc do zapewnienia sobie możliwości wglądu w informacje i efektywnego ich wykorzystania w obsłudze procesów przemysłowych, warto pomyśleć o integracji działań operacyjnych, zastosowaniu systemów IT oraz implementacji bardziej efektywnych rozwiązań Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT).
Redakcja Control Engineering (CE) poprosiła Michaela Risse, wiceprezesa firmy Seeq, o wyjaśnienie, jak sterowanie, automatyka i implementacja dodatkowego oprzyrządowania mogą pomóc w integracji systemów przemysłowych z wykorzystaniem technologii IIoT. Okazuje się, że integracja działań operacyjnych i systemów IT może być łatwiejsza, jeśli zastosuje się kilka poniższych wskazówek.
CE: Jakie technologie są najczęściej brane pod uwagę podczas wdrażania rozwiązań IIoT w obszarze automatyki i działań operacyjnych? Jakie technologie często są pomijane, a należy je uwzględniać?
Risse: Podstawowe komponenty i systemy IIoT są obecne w automatyce przemysłowej od dziesięcioleci: czujnik, systemy zbierania danych, aplikacje, przechowywanie danych i ich analiza. To, co jest szczególnie potrzebne, to wgląd w te dane w celu poprawy m.in. jakości, wydajności, zysku oraz bezpieczeństwa.
Większość podnoszonych obecnie i obiecujących kwestii związanych z cyfryzacją oraz IIoT dotyczy wykorzystania tej technologii na potrzeby dostępu do informacji w przypadku produktów, urządzeń, elementów, które jeszcze nie korzystają z tego rozwiązania (połączone samochody, inteligentne lodówki, inteligentne miejsca parkingowe itd.). Działania te mają na celu rozwiązanie tych samych problemów, z którymi borykają się zakłady przemysłowe, a środkami pozwalającymi na osiągnięcie tego celu są: stosowanie analityki predyktywnej, możliwość wglądu w działania operacyjne oraz zdalny dostęp do urządzeń, modułów oddalonych od siebie. Następnym krokiem jest zwiększenie zasięgu do innych partnerów, w górę łańcucha dostaw oraz w dół (do klientów), jak również między organizacjami (x-plants).
W przypadku zastosowań przemysłowych IIoT stanowi nową technologię, głównie ze względu na wykorzystanie innowacyjnych rozwiązań, zwiększających możliwości oraz obniżających koszty operacyjne, takich jak:
→ chmura: łączność, zbieranie danych, udostępnianie, prostota;
→ czujniki: więcej, taniej, bezprzewodowo, szybsze przetwarzanie, architektura OPC (UA) i wsparcie protokołów MQQT (Meesage Queuing Telemetry Transport);
→ analiza: więcej danych może zostać wykorzystanych do zapewnienia lepszego wglądu poprzez implementacje nowego podejścia. Platformy software’owe (oprogramowanie) sprawiają, że jest to możliwe dzięki użyciu technologii, takich jak Big Data, mechanizmy uczenia maszynowego (machine learning), otwarte środowiska (open source) itd.;
→ modele biznesowe: zdalne monitorowanie zasobów przez dostawców, co zwiększa zaufanie i zmniejsza ryzyko.
CE: W jaki sposób sterowanie, automatyka i oprzyrządowanie mogą pomóc w integracji i zastosowaniu IIoT?
Risse: Żeby w ogóle tak się stało, należy pamiętać o tym, by trzymać się przykładu biznesowego, zaczynać od małych rzeczy i sukcesywnie tworzyć wartość. Nie należy też zbytnio przesadzać – projekty IIoT często są za drogie i zbyt czasochłonne w implementacji. Warto pamiętać o tym, żeby znaleźć miejsce na inwestycje typu greenfield oraz brownfield (greenfield to inwestycje realizowane na terenie dotychczas niezabudowanym i bez infrastruktury, natomiast brownfield to rodzaj inwestycji realizowanych przez ponowne wykorzystanie terenów, budynków lub obiektów infrastruktury przemysłowej). Chodzi o stworzenie czegoś nowego w czymś, co już istnieje (sposób realizacji powinien zależeć od tego, co jest dla nas najważniejsze – jakość składników, zużycie energii, zgodność emisji itd.). Na przykład:
→ przyzakładowy dział rozwoju: moduł minikomputera Raspberry Pi, wykorzystany do śledzenia danych z czujników w sieci bezprzewodowej w celu informowania i interpretacji danych z czujnika;
→ inwestycje średnich rozmiarów: chmura IIoT dla zasobów odłączonych od platformy systemowej zakładu (zasobów zdalnych) wpływa na poszerzenie grona operatorów mających dostęp do danych oraz stwarza inżynierom większe możliwości optymalizacji;
→ inwestycje dużych rozmiarów: centrum zdalnego monitorowania w celu centralizacji działań operacyjnych.
CE: W jaki sposób tworzona jest wartość dodana i ile ona wynosi w przypadku integracji operacji i systemów IT?
Risse: Wartość nie musi przekładać się jedynie na konkretne pieniądze. Może to być także bezpieczeństwo lub jakakolwiek inna korzyść ważna dla organizacji, jak np. zgodność z regulacjami prawnymi. Wartość zawiera się w czasie, w jakim chcemy osiągnąć poprawę. Innymi słowy, im szybciej ją osiągniemy, tym większa jest wartość dodana. Wgląd w dane sam w sobie jest ogromną wartością. Szybkie uzyskanie wglądu w dane jest wykładnikiem (lub mnożnikiem) wartości, więc im szybciej uzyskamy taką możliwość, to będzie to wykładnikiem wartości (lub mnożnikiem). To, jaką wartość stworzymy, zależy od wglądu w procesy.
Wielu dostawców uwielbia rozmawiać o czujnikach, sieciach bezprzewodowych czy innych technologiach, jednakże ostatecznie celem wykorzystania tych rozwiązań jest zwiększenie zysku poprzez szybszy wgląd w proces i szybsze i skuteczniejsze reagowanie. Oczywiście wartość sama może stanowić możliwość wglądu w dane – w ten sposób myśli wielu przedsiębiorców, którzy chcieli już wcześniej wprowadzić to rozwiązanie w swojej firmie. Obecnie jest to opłacalne, ponieważ koszt związany z możliwością wglądu w dane jest niższy niż miało to miejsce w przeszłości (tańsze przechowywanie danych, ich pozyskiwanie, nowe metody analiz, szybszy wgląd). Technologie IIoT to postęp w rozumieniu niższych kosztów dla większości podzespołów w tego typu systemach.
CE: W jaki sposób analizowanie danych pomaga interpretować istniejące dane i tworzyć dodatkowe informacje w przypadku połączenia oddzielnych systemów?
Risse: Analiza danych jest bardzo pomocna, ponieważ jednym z czynników udanego wdrożenia technologii i koncepcji organizacyjnej IIoT jest wykorzystywanie innowacji w technologiach analizujących w taki sposób, aby specjalista w danej dziedzinie mógł szybciej dostrzec ważne informacje. Pozwala to odpowiedzieć na dotychczas stawiane pytania – otrzymanie na nie odpowiedzi było do tej pory za trudne lub zbyt czasochłonne z uwagi na stosowanie tradycyjnych narzędzi takich jak arkusze.
Zatem w przypadku dostępnych danych istnieje duży potencjał w już zgromadzonych informacjach, bez względu na fakt, gdzie się one znajdują. Analiza danych pomoże uprościć definiowanie kontekstu danych poprzez nadanie im znaczenia. Poprzednio było to robione ręcznie, głównie przez wspomnianych specjalistów określonych dziedzin w programie Microsoft Excel lub jako część dużego projektu IT. Teraz może to zrobić w zasadzie każdy specjalista – technolog. W przypadku nowych źródeł danych ma to jeszcze większe znaczenie. Być może odpowiedzią są tzw. data lakes lub data roll-ups – w odniesieniu do wielooddziałowego przedsiębiorstwa. W każdym razie należy pamiętać o tym, że dane zebrane w jednym miejscu bez odpowiedniej analizy mogą przyprawić jedynie o jeszcze większy ból głowy.
CE: Jaką inną cenną wskazówkę na temat integracji IIoT może pan dać naszym czytelnikom?
Risse: Należy mieć na uwadze wszystkie systemy wymagające nowych mechanizmów gromadzenia danych. Zwykle to nie dane są problemem, lecz sposób ich analizy w celu zdobycia informacji potrzebnej do wglądu w proces. Zaczynanie od małych rzeczy nie powinno od razu wymagać od nas podejmowania działań związanych z Big Data lub chmurami danych.
Musi istnieć coś pomiędzy podejściem zbyt globalnym (prace związane z IT trwają nieustannie) oraz zbyt lokalnym (przyfabryczne działy rozwoju bez ustandaryzowanych narzędzi i procedur). To coś może być zaimplementowane przez rozwiązywanie bieżących problemów. Nawet jeśli porzucimy projekt z powodu niepowodzenia, może on dostarczyć wiedzy na temat tego, co jest nam potrzebne i jak możemy podejmować lepsze i szybsze decyzje, przy niskim koszcie implementacji. Jeżeli brakuje lokalnych inicjatyw, należy się spodziewać, że konkurencja prześcignie opieszałych. Żeby do tego nie dopuścić, warto zabrać się do pracy już teraz.
Michael Risse jest wicedyrektorem w firmie Seeq Corp.
