Zasoby cyfrowe przyczyniają się do lepszych relacji z klientem, postępów w dziedzinie otwartej automatyzacji, separacji oprogramowania od sprzętu, wykorzystania projektów open source i łatwiejszej do wdrożenia, elastycznej automatyzacji.
W jaki sposób przewijanie taśmy wideo jest powiązane ze sterowaniem maszynami przemysłowymi? Rozważmy rolę, jaką odgrywa sprzęt i oprogramowanie. Maszyna ma kontroler (element sprzętowy), który steruje całym procesem. Aby przywrócić sprawność po awarii sprzętu, konieczna jest wymiana kontrolera. Aby uzyskać zamiennik sprzętu, klient musi czekać na przesyłkę lub wykorzystać cenne zasoby, aby stworzyć dokładny duplikat, który jest przydatny tylko wtedy, gdy będzie potrzebny w przyszłości. Do tego dochodzi jeszcze czynnik wynikający z liczby różnych kontrolerów w danym obiekcie. Aktywa stają się aktywami odkładanymi na półkę, kupionymi, ale nieużywanymi, składnikami automatyki lub innych aktywów zakładu. To nie jest pożądane rozwiązanie.
Cyfrowe innowacje, większe doświadczenie
?Prosimy przewinąć kasetę? ? tak brzmiała uprzejma sugestia umieszczona na drzwiach, ścianie, na taśmie i na kasecie z filmami w wypożyczalni kaset wideo (znaki te były zawsze przyjaźniejsze od spojrzenia sprzedawcy, gdy okazało się, że kaseta VHS nie była całkowicie przewinięta). To nie tylko technologia przesądziła o końcu ery VHS. To doświadczenia klienta przesądziły o zagładzie wideo. Netflix, wchodząc na rynek, powiedział klientom, aby ci zapomnieli o opłatach za opóźnienia, przewijaniu kaset i wychodzeniu z domu, aby wypożyczyć film.
Nowa firma skupiła się na doświadczeniach klientów i zaczęła wykorzystywać technologię, aby uczynić je lepszymi. Netflix stworzył domowy sklep cyfrowy, dzięki któremu wypożyczanie filmów stało się wygodniejsze dla klientów. Przeszedł od sprzętu (plastikowe kasety VHS i dyski DVD) do w pełni cyfrowej zawartości online. Dzięki wyeliminowaniu sprzętu jako warunku koniecznego do obejrzenia filmu, doświadczenie klienta uległo znacznej poprawie, przy jednoczesnym zwiększeniu dostępności produktów. Klienci Netflix mogą natychmiast obejrzeć nowy lub starszy film.
Lepsze wykorzystanie zasobów automatyki
Fakt istnienia nieużywanych aktywów do zastosowań w automatyce zawsze stanowił problem ze względu na specjalistyczny charakter sterowania maszynami. Sterowanie maszynami wymaga procesorów czasu rzeczywistego, specjalistycznego sprzętu komunikacyjnego i zastrzeżonego oprogramowania systemu operacyjnego, które często musi być skonfigurowane i zaprojektowane dla konkretnych procesorów. Wszystko to składało się na zastrzeżony sprzęt i oprogramowanie, które były dostarczane w jednym pakiecie, lub, w przypadku oferty sterowników PLC niektórych dostawców automatyki, w postaci ponad 160 typów urządzeń. Podczas gdy utrzymanie floty sprzętu sterującego jest kosztowne dla użytkownika końcowego, jest ono znacznie droższe również dla dostawcy. Dodatkowe koszty ponoszone są na rozwój i konserwację sprzętu, koszty certyfikacji dla klasyfikacji UL i CE, rozwój dokumentacji, zarządzanie cyklem życia i inne. Problemem jest również starzenie się, ponieważ starzeją się również aktywa zapasowe. W tym modelu nie jest możliwe unowocześnianie technologii po drodze.
Sterowanie przemysłowe ewoluuje: Stosowność rozwiązań
Netflix zakłócił normę w dystrybucji filmów, a jego pierwsze kroki nie były łatwe ani oczywiste. Netflix zwracał uwagę na odczucia klientów, by w końcu stać się wiodącym w branży serwisem streamingowym z ponad 180 milionami abonentów. Stare modele osiągają granicę użyteczności i trzeba opracować nowe, aby osiągnąć nowy poziom wydajności i wartości. Pewne zmiany w technologii oprogramowania, już popularne po stronie IT, zaczynają się przebijać do oprogramowania OT. Koncepcja ?napisz raz, używaj wszędzie? została opracowana przez Sun Microsystems w latach 90. i stanowiła krok naprzód w tworzeniu oprogramowania niezależnego od sprzętu. Idea polega na tym, że kod powinien działać na komputerze PC, urządzeniach mobilnych i wbudowanych lub na serwerze przy minimalnych, jeśli w ogóle, zmianach. Ten krok w kierunku uwolnienia oprogramowania od sprzętu otwiera drzwi do standaryzacji sprzętu, wymagając od niego, by jedynie posiadał procesor i wymagania pamięciowe niezbędne do uruchomienia oprogramowania. Gdy tak się stanie, cena sprzętu drastycznie spadnie, a dostępność znacznie wzrośnie.
Oprogramowanie zawierające kod i wszystkie dane konfiguracyjne w pakiecie ułatwia separację sprzętu od oprogramowania również z perspektywy oprogramowania. Nie jest już konieczne uruchamianie prawnie zastrzeżonego systemu operacyjnego, aby system sterowania zaczął działać. Ten typ oprogramowania zawiera kod aplikacji i wszystkie zależności potrzebne do działania, nie wymagając oddzielnych instalacji oprogramowania wspierającego. Sprawia to, że oprogramowanie dąży w kierunku łatwych do zarządzania części i pozwala programistom skupić się na budowaniu swojej wartości, zamiast powielać wysiłki, aby stworzyć kod wspierający system wokół niego. Programiści mogą pozostawić system operacyjny ekspertom od systemów operacyjnych, a zamiast tego wykorzystać systemy, takie jak Docker, Kubernetes i Linux Containers, aby wdrożyć oprogramowanie istotne tylko dla nich.
Oprogramowanie open source obniża koszty
Oprogramowanie open source (OSS) pomaga programistom w tworzeniu złożonych aplikacji bez konieczności podejmowania wysiłku tworzenia ich od podstaw. Zapożyczając koncepcję z Javy, OSS można by opisać słowami ?napisz raz, użyj wszędzie?. Jedną z korzyści OSS jest to, że kod jest napisany raz i utrzymywany przez dużą grupę programistów. Przykładem może być opensource’owy broker MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), Mosquitto. Pozwala on programistom na korzystanie z funkcjonalności brokera MQTT bez konieczności tworzenia unikalnego brokera dla danej aplikacji. Łatwo jest zauważyć oszczędność czasu inżynierów i swobodę dla zespołów programistów, którzy mogą skupić się na swoich zadaniach.
Strumieniowe sterowanie przemysłowe?
Wspólną korzyścią tych trzech innowacji w oprogramowaniu jest to, że wartość sterownika przemysłowego przenosi się z fizycznego sprzętu do treści cyfrowych. Model sieci wypożyczalni wideo z fizycznymi oddziałami ustępuje miejsca modelowi Netflix, który koncentruje się na cyfrowych strumieniach wartości. Nie wiążąc wartości sterownika z konkretnym sprzętem, wartość sterowania przemysłowego jest uwolniona od fizycznej postaci. Nie ma potrzeby pozostawiania cennych aktywów na półce, czekających na wykorzystanie. Oprogramowanie kontenerowe dystansuje wartość systemu od konieczności posiadania własnościowego sprzętu. Bezpośrednia interakcja z systemem operacyjnym i skomplikowane uwikłania z systemami sprzętowymi nie są już konieczne. Daje to więcej możliwości przy jednoczesnej redukcji kosztów. OSS odgrywa podobną rolę jak oprogramowanie kontenerowe, ale jest bardziej związane z koncentracją. OSS usuwa problemy dostępu, które są cechą charakterystyczną dla systemów własnościowych, pozwalając na koncentrację na strumieniu wartości. Większa koncentracja na strumieniu wartości, a mniejsza na nadmiarowych funkcjach pomocniczych, zmniejsza ogólny koszt i poprawia jakość produktu końcowego.
Allen Tubbs jest menedżerem produktu w dziale automatyzacji i elektryfikacji firmy Bosch Rexroth.
