Aktuální vydání

celé číslo

06

2019

Počítačová podpora vývoje a výroby, software pro řízení údržby 

celé číslo
Inspiromat pro výuku a Tecomat: co v učebnici automatizace nebylo

(část 3 – řízení tepelných soustav – od varné konvice k budovám, 1. díl) Dosavadní náplní seriálu bylo měření na tepelných soustavách s využitím programovatelného automatu (PLC) Tecomat Foxtrot a zobrazení časových průběhů. V první části to bylo měření teploty lidského těla, jehož teplota je po dobu měření stálá. Výsledky měření byly současně příležitostí k pochopení dynamiky senzoru, který lze považovat za soustavu prvního řádu. Její dynamika byla ilustrována i na příkladech obdobných soustav z oboru elektrotechniky a hydrauliky. Druhá část se zabývala měřením teploty soustav, jejichž teplota se pomalu mění vlivem okolního prostředí (spontánním ochlazováním nebo ohřevem). Spolu s dynamikou senzoru lze měřenou soustavu považovat za soustavu alespoň druhého řádu se dvěma vstupy. Následovalo měření teploty vody ve varné konvici. Tu lze považovat za soustavu druhého nebo vyššího řádu se dvěma vstupy – a navíc je astatická (integrační). Je možné ji považovat za model tepelných soustav v technice budov. Varnou konvicí se budeme zabývat i nadále, ale nyní z pohledu jejího řízení a regulace teploty. Ilustrováno bude řízení výkonu metodou pulzně šířkové modulace (PWM) a možností řešení nespojitého regulátoru (termostatu).Varná konvice a budovy?Elektrická rychlovarná konvice (dále jen varná konvice) je nejenom vhodná k rychlému uvaření vody na čaj nebo kávu, ale může být použita také jako laboratorní učební pomůcka k experimentování s programovatelnými automaty. Je jednoduchá a snadno dostupná. Grafická prezentace výsledků je názorná. Významná je ale skutečnost, že může sloužit jako zjednodušený a zrychlený fyzikální model tepelných procesů v budovách při vytápění v zimním období nebo při chlazení (klimatizaci) v letním období (což je podobný proces, jen s opačnými znaménky). Oba typy objektů lze považovat za soustavy se dvěma vstupy, v podstatě lineární. Obdobnou dynamiku vykazují i jiné (nejenom tepelné) soustavy v domácnosti nebo v průmyslu.Pro jednoduchost uvažujme vytápění místnosti. Prvním vstupem řízené soustavy je tok tepelné energie (tepelný tok) z topidla (tepelného zdroje). Ten je ovšem jednopolaritní – topení může být buď zapnuto (popř. s proměnným výkonem), nebo vypnuto. V terminologii teorie regulace lze situaci charakterizovat jako „razantní omezení akční veličiny“, která může mít jen kladné znaménko, a akční veličina opačné hodnoty není dostupná. Vědomě vylučujeme možnost, kdy bychom přetopenou místnost chladili, např. systémem fan-coil (je-li instalován) nebo třeba otevřením okna, což by bylo z energetického hlediska nesmyslné. Za druhý vstup lze považovat ztráty – spontánní vyrovnávání teploty v místnosti s teplotou vnějšího prostředí. Tepelné ztráty se uplatňují trvale – jak v průběhu aktivního topení, tak při jeho vypnutí. Intenzita tepelných ztrát se zvyšuje s rozdílem teplot uvnitř a vně místnosti a závisí na kvalitě izolace pláště budovy (tepelné propustnosti zdiva a oken, popř. na „tepelných můstcích“). Dynamika tepelných ztrát je určována schopností akumulace tepla v plášti budovy. Nově postavené a renovované budovy se vyznačují minimálními tepelnými ztrátami („zateplení“ bývá hlavním důvodem renovace budovy). Tepelné ztráty budovy se tím minimalizují, u „nulových domů“ se blíží k nule. Je to sice pozitivní jev, ale vyžaduje změnu přístupu k řízení procesu vytápění – případné přehřátí („přetopení“) prostoru se tak stává dlouhodobým a zhoršuje pocit tepelné pohody obyvatel. Neuvažujeme-li dodatečné chlazení prostoru, je třeba proces vytápění řídit tak, aby nedocházelo k výraznému přehřívání. Dynamice tepelných procesů je účelné přizpůsobit i časový program budovy (předstih začátku a konce vytápění). Jestliže např. známe (nebo umíme změřit) dobu, za jakou po vypnutí klesne teplota v místnosti pod tolerovanou hodnotu, můžeme vytápění ukončit přiměřeně dříve. Podobně je možné optimalizovat dobu začátku vytápění. Vědomě zde pomíjíme důsledky zateplení budovy pro kvalitu vnitřního prostředí (vlhkost a znečištění vzduchu, koncentrace CO2) a možnosti řešení (např. nucená ventilace s rekuperací).Podobnou dynamiku vykazuje i varná konvice, ovšem s jinými časovými měřítky. Ilustrují ji příklady 5 a 6 v závěru předchozí části seriálu (Automa 2018, č. 5, str. 16 až 19). Tam uvedený obr. 6 znázorňuje průběh teploty vody při zapnutí a vypnutí konvice a obr. 10 průběh teploty při přerušovaném zapínání a vypínání konvice. Na obr. 7 a obr. 8 je schéma elektrického a hydraulického obvodu, jako hrubě zjednodušeného modelu procesu soustavy se dvěma vstupy. Na obr. 13 a obr. 14 jsou uvedena doplněná schémata, která respektují tepelnou kapacitu topného tělíska. Schémata na obr. 15 a obr. 16 navíc respektují i tepelnou kapacitu pláště konvice. Obdobnou dynamiku, ovšem s jinými časovými konstantami, vykazuje i místnost vytápěná elektrickým přímotopným zdrojem tepla. Podobně se chovají i jiné tepelné soustavy v domácnosti, např. elektrické podlahové topení, elektrický nebo plynový kotel, bojler, průtokový ohřívač vody nebo plynová pečicí trouba, varná deska nebo ploténka, plynový hořák, ale i ohřev vody v pračce a jiných tepelných spotřebičích. Pro většinu uvedených soustav platí, že z tepelného zdroje proudí neměnný tepelný tok. Kdyby neexistovaly tepelné ztráty, narůstala by teplota v soustavě (teoreticky) lineárně a až do nekonečna. V důsledku tepelných ztrát (které nelze nikdy vyloučit) teplo ze soustavy uniká (většinou úměrně s rostoucím rozdílem teplot), až se teplota ustálí v rovnovážném stavu, kdy je vyrovnán tepelný tok ze zdroje a tepelný tok ztrát – např. u vláknové žárovky. U většiny tepelných soustav nedochází k takto nekontrolovanému ohřevu. Například u varné konvice se růst teploty zastaví při varu vody (jestliže se všechna voda nevypaří – pak ohřev zastaví bezpečnostní pojistka). Často je ohřev cyklicky přerušován a spouštěn termostatem při regulaci teploty (např. v pečicí troubě, automatické pračce, zavařovacím hrnci). Téměř vždy je tepelný zdroj nebo spotřebič vybaven bezpečnostní pojistkou, která zabrání překročení teploty nad nastavenou hodnotu. Někdy je ohřev ovládán ručně obsluhou, např. při přípravě jídel. Selhání bezpečnostní pojistky mívá fatální následky, obvykle destrukci přístroje, požár nebo jinou havarijní situaci. Jiná situace nastává v místnostech s kapalinovým vytápěním nebo chlazením. Zde má teplosměnné médium (nejčastěji voda) dlouhodobě stálou teplotu a tepelný tok je úměrný rozdílu teplot vody a vytápěného prostoru. Patrně nejrozšířenější je teplovodní vytápění s otopnými tělesy (radiátory). Rovněž zde se lze setkat s tepelnou soustavou se dvěma vstupy. Prvním vstupem soustavy je otopné těleso, které zprostředkuje předávání teploty z topné vody do vzduchu v prostoru vytápěné místnosti. I ten působí jednosměrně – buď je zapnut (popř. s regulovaným průtokem), nebo je vypnut. Druhým vstupem jsou zase tepelné ztráty, které působí v podstatě trvale a nezávisle na stavu topného tělesa – při jeho zapnutí i vypnutí. Oproti předchozímu případu s přímotopným topidlem zde jde o statickou soustavu. Teplota vzduchu v místnosti nemůže být vyšší, než je teplota topného tělesa (neuvažujeme-li jiné zdroje tepla). Kdybychom (teoreticky) vyloučili tepelné ztráty, ustálila by se teplota ve vytápěném prostoru na teplotě topné vody. Působením druhého vstupu (ztrát) je ovšem teplota v prostoru jiná – v závislosti na venkovní teplotě (tepelných ztrátách nebo tepelných ziscích). Zjednodušeným modelem takové soustavy v oboru elektrotechniky může být elektrický obvod podle obr. 7, obr. 16 a obr. 15 – stále se odkazujeme na minulý díl seriálu – upravený tak, že zdroj proudu v levé části schématu (ik) nahradíme zdrojem konstantního napětí. Obdobně v hydraulické analogii podle obr. 8, obr. 14 a obr. 16 by v levé části schématu bylo třeba přívod s konstantním průtokem nahradit přívodem z velké nádrže (zdroje konstantního tlaku). Ve virtuálním modelu je úprava snadná, fyzikální model by byl nesrovnatelně komplikovanější (konstrukčně pracnější a v provozu méně spolehlivý) oproti připojení varné konvice – proto u ní raději zůstaňme.Při tradičním centrálním vytápění s otopnými tělesy je pro celý objekt topná voda ohřívána na stálou teplotu (obvykle v rozmezí +40 až +80 °C) ze společného regulovaného kotle nebo z předávací stanice. Průtok vody do jednotlivých radiátorů je ovládán jejich regulačními ventily (dvoustavovými nebo spojitě řízenými). Při lokálním (etážovém) vytápění bývají ventily pevně nastaveny a podle potřeby se ovládá aktivita kotle. Při kapalinovém podlahovém vytápění protéká otopné médium (obvykle voda) meandrem z trubek v hmotě podlahy a touto cestou ohřívá vzduch ve vytápěné místnosti. Teplota vody bývá jen kolem +30 °C – bylo by nepříjemné mít „horkou půdu pod nohama“. Na podobném principu (ovšem v opačném směru) působí stropní chlazení. Obdobně pracují i jiné tekutinové systémy topení a chlazení v budovách (např. klimatizace, fan-coil, stěnové vytápění apod.), ale i v technologických procesech (např. při ohřevu nebo chlazení chemických reaktorů nebo v potravinářských zařízeních). Obdobné procesy se uplatňují i v činnosti chladniček, mrazniček a tepelných čerpadel, ale i ve velkých chladírnách a mrazírnách při výrobě, dopravě a prodeji potravin, v kuchyních restaurací a výrobnách potravin. Obrázky obr. 8, obr. 14 a obr. 16 s hydraulickými schématy byly do textu zařazeny především pro názornost výkladu – snáze si lze představit plnění nebo vyprazdňování nádrží a tok kapaliny než „přelévání tepla a elektrického náboje“. Podobná problematika se objevuje i u reálných hydraulických soustav v technologických a biologických procesech, v rybníkářství a vodním hospodářství, vodárenství a lodní dopravě – např. při řízení plavebních komor. V malém měřítku se lze s dynamikou hydraulické soustavy setkat např. při vypouštění umyvadla, vany, bazénu nebo při splachování WC.Hrátky s varnou konvicí ve ZlíněDále popsané experimenty s varnou konvicí byly realizovány v laboratoři SPŠ Zlín. Při vysvětlování pojmu „regulovaná soustava“ je vhodné uvést konkrétní příklady, se kterými se žáci již setkali nebo setkávají v běžném životě, např. elektrický bojler, ploténka elektrického sporáku, vytápění místnosti nebo splachovadlo. Tyto soustavy ale nelze umístit do laboratoře, a proto nejsou vhodné jako názorné ukázky. Varná konvice se používá snad v každé domácnosti. Má tedy smysl vyzkoušet ohřev a regulaci teploty vody pomocí tohoto běžného kuchyňského zařízení. K pokusům byla použita varná konvice o příkonu 2 000 W s topným tělískem zabudovaným do dna. Při experimentech byla vždy naplněna 1 l vody. K jejímu řízení byl použit programovatelný automat Tecomat Foxtrot, který je v laboratořích SPŠ Zlín tradičně využíván. Centrální jednotkou byl modul CP1014 s modulem C-OR-0202B připojeným na sběrnicí CIB. Obr. 1. K experimentům s varnou konvicí byl použit programovatelný automat Tecomat Foxtrot s centrální jednotkou CP1014 (vlevo) a periferní modul C-OR-0202B připojený na sběrnicí CIB (vpravo)Centrální jednotka CP1014 je vybavena osmi různě nastavitelnými vstupy a šesticí reléových výstupů. Obsahuje uživatelský displej 4 × 20 znaků. Prostřednictvím systémové sběrnice TCL2 lze připojit další moduly vstupů a výstupů. Na sběrnici CIB je možné připojit další moduly ze sortimentu stavebnice elektroinstalačních prvků CFox – v popisovaném případě již zmíněný modul C-OR-0202B (www.tecomat.cz). Je navržen pro umístění do instalační krabice a osazený dvojicí reléových vstupů s přepínacími kontakty. Trvalý proud každým výstupem může být až 16 A. Modul je zároveň opatřen dvěma univerzálními vstupy. Na každý lze připojit odporový teploměr (po vhodné volbě konfigurace). Pro laboratorní experimenty byl použit polovodičový teploměr NTC12K a odporový teploměr Pt1000. Modul C-OR-0202B byl zabudován do ploché elektroinstalační krabice na omítku. Výstupy relé byly propojeny se dvěma zásuvkami.Obr. 2. Vlevo sestava přípravku pro řízení varné konvice s polovodičovým senzorem NTC12K (nahoře uprostřed), odporovým snímačem Pt1000 (vpravo nahoře) s linkou sběrnice CIB pro připojení k systému Foxtrot, vpravo přípravek s varnou konvicí Pravá zásuvka je vyvedená jako spínací a levá jako rozpínací. K modulu je pevně ve svorkovnici připojen teploměr Pt1000, druhý se připojuje zásuvkou Jack umístěnou v krytu krabice. Toto řešení dovoluje snadno připojit různé typy odporových teploměrů a ověřit jejich funkci. Druhým konektorem Jack je připojena kroucená dvoulinka sběrnice CIB pro připojení k PLC. Přechodný děj při zapnutí a vypnutíPři prvním měření byla z bezpečnostních důvodů voda v konvici ohřívána jen na +40 °C. Cílem bylo zjistit časový průběh teploty během vypnutí konvice a po následném vypnutí konvice. Zásuvka s konvicí byla řízena jednoduchým programem (v podstatě jen příkazem volání funkčního bloku) zapsaným v jazyce strukturovaného textu (ST, Structured Text), který se při výuce běžně používá: RS_konev(S := (teplota_2 < 40),R1 := (teplota_2 > 40),Q1 => ohrev_1); Jde o funkční blok pro klopný obvod typu RS. Konvice je zapnutá, je-li teplota vody nižší než +40 °C, a vypnutá při teplotě vyšší než +40 °C (při teplotě rovné 40 °C se stav nemění). Příkaz realizuje algoritmus dvoustavového regulátoru bez hystereze. K zobrazení časových průběhů byla využita funkce Data Logger systému Tecomat Foxtrot. Ten ve zvoleném intervalu (zde po 3 s) ukládá do paměti hodnoty vybraných proměnných. Výsledný blok dat lze ve formát MS Excel přenést do počítače a tam dále zpracovávat.Obr. 3. Průběh teploty ve varné konvici (modře) a její aktivity (oranžově) Časový průběh teploty vody v konvici je na obr. 3. Časové údaje na vodorovné ose (zde a v dalších příkladech) jsou ve formátu h:m:s (hodiny:minuty:sekundy). Modře je zobrazen průběh teploty, oranžově aktivity zásuvky s konvicí. Oproti obrázkům z minulých částí seriálu má zde graf poměrně hladký průběh, bez „schůdků“ a krátkých impulzů („chlupů“), způsobených kvantovacím šumem. Důvodem je delší interval vzorkování. Rovněž je zde patrná doba průtahu – doba, než se ohřeje dno konvice a začíná ohřev vody (asi 10 s zhruba v době 9:12:12 až 9:12:22). Následuje strmý a téměř lineární nárůst teploty. Při 40 °C ohřev vypne, ale teplota ještě několik sekund strmě roste, což je způsobeno rozehřátým dnem, které předává akumulované teplo a ohřívá vodu až na 45,89 °C (zhruba v čase 9:15:22), kdy průběh kulminuje, a v čase 9:15:42 teplota začíná zvolna klesat. Průběh dokumentuje setrvačnou dynamiku konvice, která je zjevně soustavou druhého nebo vyššího řádu. Pro samotné topné těleso s hmotou dna lze odhadnout dynamiku alespoň druhého řádu. Po vylití horké vody a při novém plnění si lze všimnout, že dno ve styku s vodou zasyčí, což dokazuje, že teplota samotného dna je vyšší než teplota vroucí vody. Teplo akumulované ve hmotě dna se ještě delší čas po vypnutí předává vodě v konvici. Důsledkem je „tepelná setrvačnost“ – skutečnost, že po vypnutí vzroste teplota ještě zhruba o dalších 6 °C.Obr. 4. Průběh ohřevu s teploty vypnutí +30 °C: celkový průběh, počáteční úsek, kulminace po vypnutí a počátek chladnutí, detail v okolí vrcholu, ochlazování Skutečnost lze interpretovat i opačně: abychom vodu ohřáli na hodnotu v tolerančním pásmu v okolí hodnoty 46 °C, je třeba konvici vypnout již v předstihu při teplotě 40 °C. Této teploty bude dosaženo za dobu asi 2 min. Tyto údaje mohou být inspirací pro návrh „inteligentního termostatu“ – nejenom pro řízení konvice, ale i pro vytápění či chlazení místnosti. Časový údaj o trvání náběhu může být využit ke korigování časového programu pro řízení klimatu v místnosti. Situace je ale komplikovanější – hodnota překmitu i doba potřebného předstihu závisí na dalších vlivech, zejména na žádané hodnotě teploty, na intenzitě a dynamice ochlazování (např. na teplotě okolí, intenzitě ochlazování a na akumulační schopnosti pláště, na proudění vody v konvici a proudu vzduchu v okolí). Proto by skutečně „inteligentní“ termostat měl mít schopnost tyto hodnoty průběžně zjišťovat (adaptovat se na měnící se podmínky). Kontrolní otázky1             Je teplota varu skutečně 100 °C vždy a všude? 2             Při jaké teplotě vře voda v obvyklých nadmořských výškách, na vrcholcích Alp a v Himálaji? 3             Jaké teploty lze dosáhnout v tlakovém hrnci?   Úlohy: 1             Vyřešte program pro co nepřesnější regulaci teploty v konvici na hodnoty 30 °C, 40 °C, 50 °C, 60 °C, 70 °C tak, že ohřev přerušíte s odpovídajícím předstihem. 2             Navrhněte algoritmus a program PLC pro automatické nalezení teploty, při níž se po vypnutí zastaví její růst (teplotu kulminace), a odpovídající doby od zapnutí. 3             Navrhněte algoritmus a program PLC pro automatické změření doby, kdy růst teploty kulminuje – pro různé hodnoty teploty, např. pro 30 °C, 40 °C, 50 °C, 60 °C, 70 °C. 4             Navrhněte algoritmus a program PLC, který zajistí zapnutí konvice tak, aby teplota kulminovala ve zvoleném čase – pro různé hodnoty teploty, např. pro 30 °C, 40 °C, 50 °C, 60 °C, 70 °C. 5             Navrhněte jinou variantu tepelné soustavy pro laboratorní experimenty, která bude mít obdobné vlastnosti jako konvice, ale bude vykazovat výrazně rychlejší dynamiku. 6             Podle náběžné části časových průběhů teploty z obr. 3, obr. 4 a podle postupů z učebnic proveďte identifikaci soustav. Jak byste postupovali při identifikaci procesu ochlazování (tepelných ztrát) podle sestupné části průběhů?(dokončení v příštím čísle) Ing. Ladislav Šmejkal, CSc., Teco, a. s., a externí redaktor Automa, Ing. Josef Kovář a Ing. Zuzana Prokopová, učitelé automatizace na SPŠ Zlín 

Měření pevných částic v plynu

V článku jsou popsány metody a přístroje využívané k měření obsahu pevných částic v plynu. Měřicí přístroje, často označované jako prachoměry, je možné rozdělit do dvou skupin. U přístrojů první skupiny se zachycují pevné částice na filtru a vyhodnocuje se množství zachycené hmoty. Druhou skupinu představují optické přístroje, které využívají rozptyl záření dopadajícího na částice vznášející se v plynu.  1. Gravimetrické metody a měření absorpce β-záření Metody první skupiny je možné označit jako gravimetrické. Pro občasné měření se filtr, na němž jsou částice zachycené z proudu plynu, zváží v laboratoři. V zařízeních pro kontinuální měření by vážení poměrně malých hmotností s dostatečnou citlivostí bylo obtížně realizovatelné. Proto se místo vážení měří absorpce jaderného β-záření procházejícího vrstvou pevné látky zachycené na filtru. Přitom se využívá výhodná vlastnost, že β-záření interaguje s atomy v molekulách hmoty tak, že absorpce je úměrná hmotnosti vrstvy, kterou záření prochází. Absorpce se řídí Bouguerovým zákonem (obdoba Lambertova-Beerova zákona), podle kterého je tok β-záření (elektronů) oslabován hmotou exponenciálně v závislosti na plošné hmotnosti, nezávisle na hustotě, chemickém složení nebo jiné optické či elektrické vlastnosti.Obr. 1. Gravimetrické měření pevných částic v plynu Zdrojem záření může být nádobka naplněná kryptonem 86Kr nebo látka obsahující uhlík 14C, např. polymetylmetakrylát. Za detektor slouží vždy Geigerova-Müllerova trubice. Schéma typického přístroje pro měření je na obr. 1. Základní součástí je pásek filtračního materiálu, obvykle filtrační papír ze skleněných vláken, který prochází jednak mezi přívodem a odvodem měřeného plynu, jednak mezi zdrojem a detektorem β-záření. Pásek filtračního materiálu se pohybuje přetržitě, přičemž se střídají tři fáze měření. V první fázi se změří absorpce β-záření čistým páskem, v druhé fázi, která trvá podle podmínek a požadavků 1 min až 24 h, se na pásku zachycují částice a ve třetí fázi se opět měří absorpce β-záření, nyní už páskem s vrstvou zachyceného materiálu [1]. V mírně odlišném uspořádání se používají dva zdroje β-záření, jeden umístěný před oblastí pásku, kterou prochází měřený plyn, a druhý za ní. V tom případě dvěma zdrojům záření příslušejí také dva detektory na opačné straně pásku. Intenzita obou zdrojů a citlivost detektorů jsou shodné (upravené kalibračním koeficientem). I při tomto uspořádání je pohyb pásku přetržitý a měření obsahu částic v plynu periodické. Příklad uspořádání měřicího systému přístroje Verewa F-701-20 (www.durag.com) je na obr. 2. Přístroj pracuje v cyklech a při kaž­dém cyklu se měří odezva detektoru jednak při průchodu čistého pásku filtračního papíru, jednak po zachycení prachových částic po průchodu měřeného vzorku přes filtrační papír. Obr. 2. Měřicí systém přístroje Verewa F-701-20 (foto: M. Karlík)Součástí měřicího systému je vždy i zařízení k měření průtoku plynu. Koncentrace částic v plynu je vyjádřena jako poměr hmotnosti zachycených částic a objemu prošlého plynu. Výsledek měření se udává v gramech na metr krychlový.  2. Optické metody Optickými metodami je možné stanovovat množství částic v plynu kontinuálně. Pracují na základě rozptylu světelného záření (obr. 3). Rozptyl záření jednotlivou částicí je závislý na mnoha veličinách, na jejich velikosti, na tvaru, u větších částic na struktuře povrchu i na průhlednosti. U částic, jejichž velikost je blízká vlnové délce záření, je rozptyl ovlivněn také ohybovými jevy. Obr. 3. Rozptyl záření na částici v plynuPodle toho, zda se měří intenzita odraženého nebo přímého záření, se přístroje označují jako nefelometry nebo turbidimetry. Ve většině provozních přístrojů se měří odražené záření. Je to proto, že intenzita odraženého záření je úměrná množství a velikosti částic v měřicím prostoru, zatímco při měření procházejícího záření je při nulové koncentraci částic intenzita záření dopadajícího na detektor maximální. Nízká koncentrace částic způsobuje jen malou změnu poměrně velké celkové hodnoty výstupního signálu detektoru. Úhel mezi směrem záření ze zdroje a směrem, ze kterého zachycuje záření detektor, se volí podle vlastností částic, jejich počtu v jednotce objemu a podle rozměrů prostoru, ve kterém se má měřit (obr. 4).Obr. 4. Uspořádání optického prachoměru: a) měření odrazu ve zpětném směru, b) měření odrazu v dopředném směru Převážně se pracuje se zářením ve viditelné oblasti a zdrojem záření může být LED, laser, popř. i jiný zdroj záření. Naměřená intenzita rozptýleného světla je úměrná koncentraci prachu. Vzhledem k tomu, že intenzita rozptýleného světla závisí nejen na počtu a velikosti částic, ale rovněž na jejich optických charakteristikách, musí být měřicí systém kalibrován gravimetrickým srovnávacím měřením, aby byl zajištěn dostatečně přesný výsledek. Kalibrační koeficienty se obvykle zadávají ručně při instalaci měřicího systému. Existují také systémy, které jsou kombinací optické a gravimetrické části. Podle výsledku z gravimetrické části se pak perio­dicky koriguje kalibrační koeficient optického systému. Optické měření může probíhat přímo v technologickém proudu (in situ), např. v kouřovodu, nebo v odebíraném proudu (on line). Při uspořádání in situ nehrozí nebezpečí změny koncentrace částic odloučením nebo zředěním vzorku. Obr. 5. Přístroje k měření prachu Dusthunter SB a Dusthunter SF (upraveno podle www.sick.com)Příkladem přístrojů pro měření in situ jsou produkty firmy SICK Dusthunter SB [2] a Dusthunter SF [3] (v ČR dodává Sick, spol. s r. o., www.sick.com/cz/cs). Uspořádání optického systému Dusthunter SB odpovídá obr. 4a, uspořádání systému Dusthunter SF odpovídá obr. 4b. Schéma instalací, principy a celkové pohledy na přístroje jsou na obr. 5. Přístroje jsou určeny pro malé až střední obsahy prachu ve středních až velkých průměrech kanálů.  3. Použití měřičů pevných částic v plynu Přístroje k měření pevných částic v plynu nacházejí uplatnění při monitorování funkce filtrů a odlučovačů prachu a při řízení ventilace prašných provozů (v metalurgii, při výrobě stavebních materiálů a dalších). Text článku vychází z kapitoly 10, Měření složení, z knihy Měření a řízení chemických, potravinářských a biotechnologických procesů (editoři Kadlec K., Kmínek M., Kadlec P.), Key Publishing Ostrava (2017).  Literatura: [1] BARTOVSKÝ T., KADLEC K. a KADLEC P.: Kapitola Měření složení. Měření a řízení v potravinářských a biotechnologických výrobách: technologie potravin. Ostrava: Key Publishing, 2015. Monografie (Key Publishing). ISBN 9788074182327. [2] SICK AG. Operating instruction DUSTHUNTER SB [online]. Waldkirch, Germany, 2016 [cit. 2018-12-03]. Dostupné z: https://cdn.sick.com/media/docs/4/54/654/Operating_instructions_DUSTHUNTER_SB_en_IM0037654.PDF [3] SICK AG. Operating instruction DUSTHUNTER SF [online]. Waldkirch, Germany, 2012 [cit. 2018-12-03]. Dostupné z: https://cdn.sick.com/media/docs/6/56/656/Operating_instructions_DUSTHUNTER_SF100_Dust_Concentration_Monitor_en_IM0037656.PDF.   doc. Ing. Karel Kadlec, CSc., doc. Ing. Tomáš Bartovský, CSc., ústav fyziky a měřicí techniky VŠCHT Praha (karel.kadlec@vscht.cz)

Digitalizace? Digitalizace, ale…

Digitalizace je pojem, se kterým se setkáváme na každém kroku. Digitalizace v průmyslu má ještě další rozměr, který je přímo spojen s fyzickými produkty, procesy a službami s nimi souvisejícími. K digitalizaci existuje značné množství klíčových slov, kterými jsme také obklopeni. Především umělá inteligence, internet věcí a internet služeb, robotizace, virtuální a rozšířená realita, disruptivní technologie, komunikace a jejich bezpečnost, big a smart data, cloud, edge commputing, reálný čas, digitální dvojčata, standardizace a mnoho dalších. Ve všech oblastech se zmiňují lidé jako zdroj pozitivní i negativní kreativity, ale také jako zdroj ohrožení bezpečnosti dat, informací, řešení, technologických postupů, znalostí a zkušeností. S lidmi jsou spojeny otázky vzdělání, využití nabytých zkušeností, ale i právní odpovědnosti a manažerských rozhodnutí.Myslím si, že se stále nacházíme v optimistickém období hledání nových možností, které digitalizace průmyslovým podnikům a jejich zákazníkům může nabídnout. Naproti tomu si uvědomuji mnoho úskalí, která uvádění digitalizačních projektů do praxe, nejen v průmyslu, může přinést.Požádal jsem o odpověď na několik otázek odborníky z předních společností, které mají s digitalizací průmyslu bohaté zkušenosti. Jsem rád, že se o své názory podělili (seřazeno abecedně podle firem):Peter Bílik, Smart Industry Solution Designer, ANASOFT,Pavel Roman, vedoucí korporátní komunikace Bosch Group v ČR a SR, Robert Bosch odbytová, s. r. o.,Jan Ohřál, Country manager CZ+SK, B&R,Vlastimil Braun, jednatel, COMPAS automatizace, spol. s r. o., a Compas robotika, s. r. o.,Jan Burian, Senior Manager, Advisory – Performance Improvement, Ernst & Young, s. r. o.,Roman Cagaš, ředitel společnosti, Moravské přístroje, a. s.,Otto Havle, FCC průmyslové systémy,David Zeman, INFOR Czech,Daria Hvížďalová, vedoucí oddělení Solutions, JHV-ENGINEERING,Petr Schaffartzik, K2 atmitec, s. r. o.,Vladimír Kebo, Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky, Agronomická fakulta, Mendelova univerzita v Brně,Petr Brynda, Business Development Mana­ger, Mitsubishi Electric Europe B. V., Czech Branch,Viktor Němec, Senior Presales Manager, Oracle Czech, Oracle,Zbyněk Červenka, výkonný ředitel, Pantek (CS), s. r. o., autorizovaný distributor značky Wonderware pro ČR a SR,Ivo Procházka, expert na řešení pro průmysl, SAP ČR,Ladislav Šmejkal, Teco a. s. Jaké má digitalizace v průmyslu limity?Peter Bílik, Smart Industry Solution Designer, ANASOFTHodně nudné, rutinní práce je založeno na znalostních zručnostech, ve kterých lidi poráží umělá inteligence.Peter Bílik (ANASOFT): Limity, s nimiž se nejčastěji setkáváme, se týkají převážně personální stránky. Na jedné straně je to nedostatek odborníků, kteří by měli v podniku na starost samotnou digitální transformaci (ve velkých zahraničních společnostech se již začaly objevovat role Chief Transformation Officer, označující náměstka ředitele, který odpovídá za přípravu a realizaci strategie digitální transformace). Na straně druhé jde o otázku pracovní síly nepřipravené na nové nástroje a zručnosti, které tyto nástroje vyžadují. S tím souvisí i pomalá adaptace nových technologií do stávajících výrobních procesů a v některých případech také nevůle s nimi pracovat. Právě tyto dva faktory by se přitom daly eliminovat modifikací vzdělávacího systému. Vzhledem k tomu nejsme ve vztahu k podnikům jenom dodavatelem samotného softwarového systému Smart Industry. Při zavádění inteligentních systémů řízení výrobních a logistických procesů zastáváme rovněž úlohu konzultantů v oblasti digitalizace, automatizace a autonomizace nebo také integrátora a projektového manažera. Pavel Roman (Bosch): Rozhodující limit bývá pochopení digitalizace ze strany vedoucích pracovníků, jejich neznalost možností digitalizace a propojení, dále nedostatečná datová infrastruktura v průmyslových podnicích a nedostatek odborníků v oblasti dat a datové analytiky. Továrnu budoucnosti charakterizuje plná flexibilita, individualita a škálovatelnost. Požadavky na výrobu jsou dnes určovány kratšími životními cykly výrobku a individuálním návrhem a tvarem výrobku. V důsledku se bude veškerá příprava, změny a testování dělat předem v počítačích na digitálních dvojčatech výrobních procesů. Jde vlastně o virtuální kopie celých řetězců. Bude možné nakonfigurovat všechny stroje a systémy, rychle vytvořit nové linky. Výroba jako celek bude probíhat nejen v reálném světě, ale i v tom virtuálním s digitálními dvojčaty. Ověří se chování hardwaru ještě před jeho použitím. Výrobní stroje budou vzájemně komunikovat napříč úrovněmi v reálném čase.K vytvoření digitálního dvojčete výrobního podniku je zapotřebí velkého úsilí. A to nejen z pohledu ekonomického, ale také z pohledu realizace, implementace nových technologií, změny v myšlení jednotlivých oddělení a vedoucích pracovníků. Jan Ohřál, Country manager CZ+SK, B&RNové generace už přemýšlejí a chovají se více digitálně, ty mladší téměř výhradně. To jsou nejenom budoucí pracovníci, ale také budoucí zákazníci, kteří budou určující pro úspěšnost produktů a služeb na trhu.Jan Ohřál (B&R): V technické oblasti je to především vzájemná nekompatibilita různých systémů, způsobená do jisté míry dominancí některých dodavatelů. Dále musíme hovořit i o velké technické náročnosti a složitosti přeměny výroby velkosériové, byť s vysokým stupněm automatizace, na výrobu flexibilní. Co se týče personální a organizační problematiky, jde při dnešní vytíženosti průmyslu spíše o nedostatek času, do jisté míry také o jistou pohodlnost a málo odvahy věci měnit. Zde nepomohou hrozby typu „když nebudete digitalizovat, nemusíte za pár let být vůbec…“. Jako správnou cestu vidím spíše postupné digitalizační kroky s vyhodnocením dílčích přínosů, pochopitelně v natolik otevřeném prostředí, aby jednotlivé etapy byly navzájem propojitelné a navazovaly na sebe. Vlastimil Braun (COMPAS): Limity jsou různé: nepřipravenost lidí, obava z nového, významná proměna výrobních procesů apod. Digitalizace se však není třeba obávat, není to cesta do neznáma. Ve zmíněných oblastech je třeba řešit obdobné zajištění projektů jako např. při rozsáhlejších investičních a rozvojových projektech, tedy je zajistit technicky, organizačně i personálně, v případě digitalizace včetně rozsáhlejšího procesního zavedení. Naše zkušenosti s digitalizací jsou však pozitivní, běžně aplikujeme řešení kompletní digitalizace všech procesů řízení výroby. Jde buď o dílčí funkce, nebo o ucelený navzájem provázaný koncept Digitální továrny Compas pro diskrétní i dávkové výrobní procesy, a to již od roku 2008. Jan Burian (EY): Neřekl bych, že digitalizace jako taková má technické limity. Spíše jsou to limity z pohledu náročnosti investic, ochoty propojení subjektů v rámci dodavatelsko-odběratelských řetězců a dostupností vhodných a vzdělaných pracovníků.Za největší překážku však pokládám lidský faktor. Zejména nedostatečné znalosti směrů vývoje techniky i současných trendů, neschopnost identifikovat potenciál nových technologií před tím, než tak učiní konkurent. To je navíc třeba dělat neustále, protože přichází stále více nových technologií a směrů v čím dál kratších časových cyklech. Roman Cagaš (Moravské přístroje): Technické limity jsou dosud v nedohlednu, digitalizací průmyslové výroby se pouze bude dále zmenšovat ona menšina lidí, jejíž aktivita a tvůrčí práce zabezpečují kvalitu života celé populace. Strach mám spíše z digitalizace státu, který bude mít postupně k dispozici stále více prostředků pro nepřetržitý dohled nad každým člověkem. Otto Havle (FCC PS): Budoucnost je těžké předvídat. Již mnohokrát se stalo, že interpolace vývoje vycházející ze současného stavu a současných technologií implikovala alarmující limity, které se pak ukázaly bezvýznamné, protože skutečný vývoj šel úplně jinudy. O technické limity pravděpodobně nepůjde. Možná že půjde o limity společenské. Až začne digitalizace skutečně měnit svět, je možné, že budou uplatňovány nové státní regulace (jako dnes GDPR) a bude vytvářen společenský (spíše asi aktivistický) nátlak na autoregulaci soukromých firem (jako dnes na Facebook). David Zeman, INFOR CzechDigitalizace se opírá o inteligentní pracovní sílu, zaměstnance, kteří jsou technicky zdatní, velmi se angažují v proaktivním rozhodování a mají kritické soft skills, jako je schopnost spolupráce a řešení konfliktů.David Zeman (INFOR): Digitalizace znamená různé věci pro různé výrobní závody a různá vertikální odvětví, v závislosti na velikosti, rozsahu, typech výrobků, dodavatelském řetězci a očekáváních zákazníků. V digitalizaci jde však vždy o data a informace v nich obsažené, které mohou vést k optimalizaci výrobních procesů v podniku. Digitalizace znamená používání technologií, které pomáhají pracovníkům být produktivnější a mít větší přehled, a konsolidaci informací napříč společností. Specifické digitální nástroje obsahují prvky robotiky a technologie internetu věcí (IoT) až k umělé inteligenci (AI) a rozšířené realitě. Navzdory obrovským přínosům je třeba překonat některé výzvy a omezení. Jednou z nejnáročnějších výzev je právě nedostatek kvalifikovaných pracovníků. Kritickou složkou je také potřeba překlenovací strategie, která je v některých společnostech upozaděna v pokušení přeskočit ve spěchu etapu implementace nové technologie. Bez fundamentální strategie však může být tato inicia­tiva jen bláznivým projektem probíhajícím bez většího efektu na společnost. Pro skutečnou digitalizaci musí být přítomna strategie pro zachycení a vytěžování smysluplných dat. Daria Hvížďalová (JHV): Zaprvé je to omezené chápání. Pojem digitalizace je velmi široký a každá společnost si pod ním představuje různé věci a zdůrazňuje různé aspekty, které jsou pro její podnikání klíčové. V digitalizaci jde obecně o ochotu a připravenost pracovat s daty, analyzovat trendy a předcházet problémům, a ne odstraňovat jejich následky.Rychlost digitalizace průmyslu není aktuál­ně ani tak brzděná technickými limity jako spíše přirozenou historickou zátěží. V případě, že se staví nový výrobní podnik na zelené louce, je v něm míra digitalizace zpravidla velmi vysoká. Poměr takovýchto projektů na celkové průmyslové produkci je však relativně malý a většina výroby se uskutečňuje v provozech, které existují již delší dobu. V takovém případě je digitalizace brzděna nutností zohlednit také možnosti strojů starých pět, deset nebo i více let. Postupně se na trhu ale začínají objevovat také řešení, jak digitalizovat i tyto stroje. Petr Schaffartzik (K2): Teoreticky žádné limity neexistují. Z praktického hlediska je pro průmysl rozhodující smysluplná návratnost investic. Ne vše se prostě vyplatí digitalizovat a automatizovat. Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Máme-li hovořit o limitech „digitalizace“, tak mi to nedá začít u člověka a pojmu sémantika – významu obsahu sdělení, které je závislé na mnoha subjektivních faktorech. Stejnou větu, mají-li si rozumět různí příjemci informace (ať lidé, nebo umělé agenty), by obsahově měli pochopit všichni stejně. Už když se podíváme na samotný pojem „digitalizace“, tak je různě chápán účastníky naší diskuse, a to nejen proto, že v češtině má několik významů. Jako člověk zabývající se dlouhodobě kybernetikou bych obecně digitalizaci považoval za přechod od analogové do digitální podoby ve všech oblastech života, průmysl nevyjímaje. Co se týče limitů digitalizace, vyzdvihl bych ty obecné – společenské. Zde nejen „digitalizaci“ chybějí jasně definované společné cíle a systémová opatření, která budou konsenzuálně přijata celou společností a nezmění se po nejbližších volbách. K tomu ovšem potřebujeme dlouhodobě platné společné hodnoty – pravda, čest, osobní zodpovědnost, slušnost a vzájemný respekt, odvaha spojená s odpovídající pokorou, zkrátka uznání a respektování klasických společenských hodnot demokratické společnosti. Klíčovým faktorem a limitem digitalizace jsou lidé – jejich osobní hodnoty a dovednosti. Techniku, společnost, organizace, personální vztahy – to vše vytvářejí lidé jako odraz hodnot, které sdílejí. Petr Brynda (Mitsubishi): Digitalizace výroby se musí organizačně pečlivě připravit, to znamená naplánovat technologické a lidské zdroje, které budou třeba k jejímu zavádění a následnému provozování. Viktor Němec (Oracle): Jediným limitem digitalizace v průmyslu z dlouhodobého pohledu je snad jen rychlost světla. Hovořím z historické zkušenosti – kdykoliv jsme si v minulosti mysleli, že existuje nějaký limit nebo omezení, vždy byly časem překonány.Ano, určitě existují taktická omezení daná kapacitou výpočetních prostředků, kvalitou čidel, určitou „nekompatibilitou“ myšlení lidské obsluhy s novými postupy. Jsem ale přesvědčený, že všechna tato omezení budou časem překonána a budou před námi stát nová, na která teď nedokážeme ani dohlédnout. Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Pro digitalizaci ve smyslu komplexní technické automatizace výrobních procesů bývají obvykle limitem finanční prostředky, a zavádí se proto rychleji nebo pomaleji a v různém rozsahu. Pro smysluplné využití získávaných informací pro podporu kvalifikovaných rozhodování pracovníků na různých úrovních řízení však mohou nastat limity personální i organizační. Mluvíme o takzvané digitální transformaci pracovních procesů, kterou jenom technika nevyřeší a lidský faktor (kdo, kdy a jak využívá informace) je zde velmi důležitý. Ivo Procházka (SAP ČR): Největší omezení pro digitalizaci průmyslu leží možná překvapivě v oblasti personální. Zaprvé, velmi málo manažerů si zřetelně uvědomuje, jak velký pokrok udělaly informační systémy za posledních řekněme deset let a jak moc informatické nástroje rozhodují o dalším rozvoji firmy. Stačí se jen podívat, jak IT žene dopředu například Amazon. Zadruhé, české vysoké školství nevychovává dostatek odborníků zdatných v IT s přesahem do výroby. Budou to právě tito odborníci, kteří ve výrobních firmách budou schopni zavádět moderní informační systémy doplněné o automatizaci, umělou inteligenci a robotizaci v jednom funkčním celku. Ladislav Šmejkal (Teco): Vzhledem k úžasnému rozvoji elektronických a informačních technologií nepředpokládám výrazné limity z tohoto důvodu. Omezení a problémy čekám spíše na straně „lidského faktoru“, tedy konzervativismus, nedostatek tvořivosti, fantazie a odvahy, organizační bariéry a především nedostatek kvalifikovaných pracovníků. Je možné, že snahy o standardizaci všech procesů v podniku mohou vést v budoucnu ke snížení kreativního přístupu k řešení operativních, taktických i strategických problémů?Pavel Roman (Bosch): Standardizace umožňuje kontinuální zlepšování v rámci nastaveného komunikačního protokolu, technologie výroby či kontrolního procesu, což nevede ke snížení kreativního přístupu. Naopak, standardizací uvolněná kapacita poslouží kreativitě, nápady pak díky digitalizaci bude možné rychle testovat a zrychlovat jejich vývoj až do fáze zavedení do výroby. Jan Ohřál (B&R): Domnívám se, že je to právě naopak. Právě standardizace systémů a jejich rozhraní otvírá cestu ke kreativitě tam, kde je žádoucí. Řešit dnešní vzájemnou nekompatibilitu je natolik náročné a do jisté míry ubíjející, že pak opravdu nezbývá prostor pro realizaci vlastních technických nápadů a chytrých řešení, které podnik mohou odlišit od konkurence. To navíc v otevřeném prostředí, které umožní další růst. Jako významný počin vidím na výrobci nezávislý, stále více se prosazující komunikační standard OPC UA, který řeší nejenom komunikační, ale i kontextovou stránku úlohy, je základním kamenem architektury orientované na služby a jedním z pilířů digitalizace průmyslu. Velmi úspěšně se implementuje i jeho rozšíření o sítě TSN pro úlohy v reálném čase, jako je např. řešení složitých mechatronických výrobních systémů s časovou přesností v řádech mikrosekund. Jsem přesvědčen o tom, že se OPC UA prosadí, že bude právě tím respektovaným standardem propojení digitálního a fyzického světa výroby a že se v budoucnosti dočkáme realizace přání zákazníků, které lze definovat jako „plug and produce“, připoj a vyráběj. To bych ve srovnání s dnešními poměry považoval za opravdovou technickou revoluci. Vlastimil Braun, jednatel, COMPAS automatizace, spol. s r. o., a Compas robotika, s. r. o.Jeden z klíčových aspektů úspěchu projektu digitalizace je jeho procesní zavedení (hodně změní procesy ve firmě). Procesní zavedení za manažery podniku žádný dodavatel neudělá.Vlastimil Braun (COMPAS): Domnívám se, že „kreativita“ nepatří do řešení problémů operativního řízení výrobních procesů, spíše do oblasti strategického rozvoje. Trendy rozvoje v oblastech průmyslu, kterými se především zabýváme (automobilový průmysl, farmacie, potravinářství), vedou spíše ke standardizaci, a to z důvodu požadavků na vysokou a rovnoměrnou jakost výroby, takže obava ze snížení kreativního přístupu není omezující faktor rozvoje. Naopak se domnívám, že standardizace na platformě digitalizace zcela jistě přispěje k efektivnějšímu řešení problémů výrobních procesů. Co se týče podnikové problematiky v oblasti návrhů výrobků a technologií, zde si myslím, že ani tady nástroje digitalizace neomezují krea­tivní přístup. Jan Burian, (EY): Obecně práce v jakémkoliv vysoce standardizovaném prostředí potlačuje kreativní přístup k řešení problémů. Tedy zejména těch, kde si pracovník kreativně vypomáhá v situacích, se kterými standardy prostě nepočítají.V moderní automatizované továrně skutečně příliš prostoru pro kreativitu nenalezneme.O to více bude třeba se zaměřit na podporu kreativity v rámci navrhování a zlepšování těchto továren jako celku. Klíčové pro přežití podniků pak bude i zaměření zejména na podporu kreativity v rámci návrhů výrobků a budování vztahů se zákazníkem. Roman Cagaš (Moravské přístroje): Krea­tivní práce je neomezená zásoba, nikdy nebude vše hotovo. Otto Havle (FCC PS): Standardizace je výhodná u rutinních činností podniku. Snižuje náklady, umožňuje plánování a udržení parametrů výroby. Standardizace procesů souvisejících s inovacemi může negativně ovlivňovat kreativitu; může vést k zamítnutí inovace z důvodu jejího chybného vyhodnocení podle stávajících kritérií. Tomuto problému se velké korporace nevyhnou ani přesunem vývojových aktivit do samostatných jednotek se start-upovou kulturou. Propast mezi inovačním centrem a zbytkem firmy je nakonec tím větší, čím progresivnější jsou vyvinuté inovace. David Zeman (INFOR): Opak je pravda. Podniky, které implementují digitální technologie, aby standardizovaly a zefektivnily procesy, uvolňují čas pracovníkům, aby se mohli více angažovat u zákazníků a řešit problémy kreativními nápady. Oddělení výzkumu a vývoje se může zaměřit spíše na nové nápady než na nudné procesy a administrativní úkoly, které mohou být řešeny standardním systémem ERP. Daria Hvížďalová (JHV): Podle mého názoru bude efekt právě opačný, protože kreativita je vyžadována v okamžiku, kdy úkol vyčnívá ze standardního procesu. Ve chvíli, kdy standardní procesy a výroba běží dobře a nevyžadují nepřetržitou pozornost managementu, je možné o to více času věnovat zkoumání, jak technologii výroby ještě více vylepšit z pohledu ceny, kvality, dopadů na životní prostředí a tak dále. Petr Schaffartzik, K2 atmitec, s. r. o.Jestliže připustíme, že pod slovo robot patří i čistě softwarová řešení, pak se zde objevuje mnohem větší skupina pracovních pozic, které jsou nahrazovány. Automatické zpracování objednávek z webu včetně celé logistiky je jeden z nejčastěji automatizovaných procesů.Petr Schaffartzik (K2): Kreativitu bychom se v podnicích měli snažit udržet tam, kde je zapotřebí. Firemní vize a strategie nebo například vývoj nových produktů se bez ní neobejdou. Všude jinde bychom měli jít cestou standardizace. Jako výrobci a dodavateli systému ERP nám zkušenosti firem ukazují, že kreativní operativní řešení problémů přináší v nejlepším případě jen velmi krátkodobý efekt. Obchodní partneři dnes jednoznačně preferují jistoty standardních postupů před nejistotou vyplývající z kreativních řešení. Pro kreativitu v podobě nápadů na zlepšení standardních procesů by však měl zůstat v každé firmě dostatečný prostor. Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Standardizace je nutnou součástí průmyslových aktivit a její místo je spojeno s užitnými vlastnostmi a kvalitou výrobků a služeb. Kreativita je svázána se způsobem myšlení člověka, který se formuje ve velmi raném předškolním věku. V průmyslu by kreativita měla být klíčovým zdrojem inovací ve všech formách návrhu a přípravy výroby a služeb.Kreativní přístup bych v průmyslu určitě vyřadil z řešení operativních problémů, tam nepatří! Nedovedu si představit dopady na kvalitu a vlastnosti výrobků po kreativních operativních řešeních či zásazích obsluhy. Petr Brynda (Mitsubishi): Nutně to tak být nemusí, standardizace procesů i jejich krea­tivní řešení se mohou doplňovat. K řešení operativních problémů je nejlepší použít standardní řešení, většinou není čas na vymýšlení kreativních řešení, ke kterým je vhodné se vrátit a vnést do problematiky i jiný pohled, ale až po odstranění operativního problému. U taktických i strategických problémů nás většinou netlačí čas, tak je dost prostoru na kreativitu a porovnávání různých nápadů. Viktor Němec (Oracle): Standardizace procesů je obecně velmi prospěšná věc, která většinou vede k výraznému zvýšení efektivity. Správně navržený procesní model ale počítá se zpětnou vazbou a s možností neustálého vylepšování a zdokonalování. Kromě toho musí ve správném modelu existovat doména „strategie a plánování“, která se zabývá právě tím kreativním přístupem. Standardizace procesů může tedy naopak přispět k tomu, že kreativní nápady budou správným způsobem zpracovány, zdokumentovány, posouzeny a případně implementovány (a „nevyšumí“, jak se často stává v chaoticky řízených organizacích). Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Podle mého názoru je kompletní standardizace opravdu všech procesů v podniku téměř nemožná; vždy budou nastávat nepředvídatelné situace, které se budou muset operativně a kreativně řešit. Již zmíněná digitální transformace pracovních procesů není univerzálním všelékem, ale může pomoci zautomatizovat mnoho rutinních činností, striktně dodržovat předepsané výrobní postupy, předávat okamžitě aktuální informace širšímu počtu zainteresovaných pracovníků, mít elektronické záznamy o skutečné výrobní historii včetně provedených rozhodnutí pro interní nebo externí audity a podobně. Ivo Procházka (SAP ČR): Opak je pravdou. Standardizace procesů a jejich digitalizace povedou k efektivnímu zpracování obchodních zakázek. Kreativní přístup jednotlivců velmi často snižuje celkovou efektivitu výrobní firmy. Lidé jsou většinou bytostně přesvědčeni, že jejich operativní flexibilita je to, co efektivně řeší problémy, ale zapomínají, že problémy jsou většinou způsobeny špatně nastaveným procesem nebo špatně fungujícím softwarem a že mnohdy také svojí operativní flexibilitou způsobují problémy návazným oddělením ve firmě. Ladislav Šmejkal (Teco): Ano, to riziko je reálné – problém se vyskytuje už u jednotlivých plně automatizovaných technologií, kdy operátor jen dohlíží na průběh automatizovaného procesu a v případě mimořádné situace nebo poruchy je zcela bezradný. V rámci tréninku se osvědčuje občas přepnout řízení do ručního režimu nebo chování v mimořádných situacích trénovat v simulaci na trenažéru. Prosadí se digitalizace v průmyslu ve větší míře po odchodu stávající generace řídících pracovníků z vrcholových pozic?Peter Bílik (ANASOFT): Digitalizace, jakož i transformační aktivity podniku z ní vyplývající nejsou z naší zkušenosti omezovány konzervativním managementem. Adaptace nových technologií a digitální transformace a automatizace procesů ve výrobních podnicích nebo zásobovacím řetězci závisejí jenom na cílech daného podniku a vůli jeho managementu. Doba se zrychluje a změny na trhu nebo nastavení nových podnikatelských modelů nastávají častěji než generační obměna. Vzhledem ke společnostem, které jsou lídry digitalizace a jež díky digitalizaci a automatizaci získávají konkurenční výhody, se musí i ostatní společnosti v segmentu nevyhnutně přizpůsobit tomuto tempu, a to z důvodu jak zachování konkurenceschopnosti, tak i udržitelnosti procesů. Odpověď na otázku tedy je: ne, protože už nebude mít význam digitalizovat nebo nebude co digitalizovat. Pavel Roman (Bosch): Přístup k digitalizaci u takzvaných mileniálů a příslušníků generace Z, kteří budou postupně nahrazovat stávající vedoucí pracovníky, je vstřícnější. Lze očekávat, že obecně větší digitální gramotnost, velké požadavky v oblasti propojování a digitální komunikace povedou k rychlejšímu nástupu a rozšíření těchto technologií ve firmách. Jan Ohřál (B&R): O tom není pochyb. Nové generace už přemýšlejí a chovají se více digitálně, ty mladší téměř výhradně. To jsou nejenom budoucí pracovníci, ale také budoucí zákazníci, kteří budou určující pro úspěšnost produktů a služeb na trhu. Mezi stěžejní cíle podnikových managementů patří především snaha zákazníkovi porozumět. Když se bavíme o změně myšlení, musíme si připustit, že v budoucnosti bude pro obchodní úspěch určující ani ne tolik výrobce a jeho „značka“, ale především zákazník a uspokojení jeho individuálních požadavků. Největší soudobou výzvou je takový produkt vyrobit a dodat v krátkém čase. Výrobní náklady přitom však musí ekonomicky odpovídat výrobě sériové. Vlastimil Braun (COMPAS): Nedomnívám se, že míru rozvoje určuje věk manažerů, myslím si, že inovativní myšlení nesouvisí přímo s věkem. Ve výrobě jsou důležité rovněž zkušenosti, a proto vyvážené schopnosti kreativity (vyšší v mladém věku) a zkušeností (souvisejí s vyšším věkem) nutných k tomu, aby se nešlo do utopických cílů, vedou k úspěšným projektům. Nicméně manažeři, kteří se pustí do plné digitalizace, musí být cílevědomí a přesvědčení o tom, že jim projekt digitalizace hodně přinese. Dále jeden z klíčových aspektů úspěchu projektu digitalizace je jeho procesní zavedení (hodně změní procesy ve firmě). Procesní zavedení za manažery podniku žádný dodavatel neudělá, jakkoliv se snažíme manažerům a personálu podniků jako dodavatel digitální továrny pomáhat. Jan Burian, (EY): Nejsem si jistý, jestli zavádění digitalizace v průmyslu vůbec souvisí s věkem manažerů. V českých firmách může generační obměna přinést svěží vítr do digitálních inovací, v zahraničních společnostech působících na území České republiky však bude spíše záležet na přístupu a celkové strategii „matek“. Roman Cagaš (Moravské přístroje): Nesetkal jsem se s informacemi, že by stávající, byť již často nepříliš mladí řídící pracovníci digitalizaci brzdili. Generační výměna na řídicích pozicích asi dynamiku digitalizace nijak výrazně neovlivní. Otto Havle (FCC PS): Četl jsem (asi u Taleba nebo Gladwella) o studii, která dokazovala, že osobnost CEO má jen minimální vliv na úspěšnost podniku. A nemyslím si, že by na vrcholových postech průmyslu seděli zavilí brzdiči pokroku. Větším problémem jsou, podle mého názoru, státní regulace nebo intervence, dotace a snahy diktovat vize (nejen průmyslu) na základě ideologií a aktivistických výstřelků. David Zeman (INFOR): Ne. Digitalizace již začala. Současní vedoucí pracovníci vidí potřebu a chápou přínosy. Nemusí se narodit s chytrými telefony v ruce jako malá generace, ale žijí ve světě digitálních technologií a vědí, jak se tímto světem snadno pohybovat. Zkušení a inovativní manažeři adoptují digitální technologie stejně dobře jako jejich mladší kolegové. Daria Hvížďalová, vedoucí oddělení Solu­tions, JHV-ENGINEERINGV digitalizaci jde obecně o ochotu a připravenost pracovat s daty, analyzovat trendy a předcházet problémům, a ne odstraňovat jejich následky.Daria Hvížďalová (JHV): Myslím, že se prosadí více, až uvidíme rostoucí počet úspěšných praktických implementací a náklady na techniku budou tlačeny dolů. Je asi pravda, že mladší ročníky mají k digitální technice obecně asi o něco blíže, ale rozhodně to neplatí plošně. Mladší management je na jedné straně otevřenější inovacím, na druhé straně však hrozí, že se ocitne v pasti takzvaných buzzwordů. I když jednoznačně převažují přínosy inovaci, občas máme pocit, že požadavek na jejich implementaci plyne jen z nutnosti vyzkoušet novou technologii, bez domyšlení celého kontextu a technického řešení. Otázkou ovšem je, zda je celý proces připraven na digitalizaci jako takovou.Je také třeba si uvědomit, že pro efektivní zavádění principů I4.0 je důležité nejen znát nejnovější technické možnosti, ale také rozumět samotné technologii výroby a vědět, co měřit a zjišťovat a jaké veličiny mohou mít vliv na kvalitu, životnost nástrojů a tak dále. Prolínání generací je tedy z mého pohledu příležitost, jak skloubit znalost možností technických novinek, jejímž nositelem bude spíše mladší generace, se znalostí a zkušenostmi z technologie výroby, což bude častěji doménou generace starší. Petr Schaffartzik (K2): Řídící pracovníci rozhodují o směřování každého podniku. Nevnímám stávající generace jako hlavní brzdu digitalizace v průmyslu. V mnoha případech nezáleží na věku. Spíše vnímám jako brzdu pokroku to, že se podniku v současné ekonomické situaci daří velmi dobře a necítí potřebu investic do digitalizace. Okamžitý byznys dostává přednost před dlouhodobější strategií. Ve spojení s nedostatkem lidí na trhu práce také chybí energie a odvaha provést radikálnější změny. Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Míra prosazení digitalizace v průmyslu bude závislá na mnoha faktorech, kde konzervatis­mus v myšlení řídících pracovníků nebude rozhodující. Lokálně mohou řídící pracovníci postup digitalizace zpomalit, ale tlaku a společenským trendům se nevyhnou. Naproti tomu znám mnoho „starších“ řídících pracovníků, kteří svými znalostmi, zkušenostmi a osobní vizí jsou hybateli v rozvoji a digitalizaci firem. Petr Brynda (Mitsubishi): Myslím, že je to více závislé na konkurenčním prostředí a výhodách, které může digitalizace přinést, případně na nutnosti splnit jejím zavedením normy (například serializace léčiv ve farmaceutickém průmyslu) než na řídících pracovnících. Viktor Němec (Oracle): Podle mého názoru to nebude mít žádný vliv. Konkurence je taková, že žádný řídící pracovník (i ze stávající generace) si nemůže dovolit ignorovat trendy. Zbyněk Červenka, výkonný ředitel Pantek (CS), s. r. o., autorizovaný distributor značky Wonderware pro ČR a SRMluvíme o takzvané digitální transformaci pracovních procesů, kterou jenom technika nevyřeší a lidský faktor (kdo, kdy a jak využívá informace) je zde velmi důležitý.Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Záleží na konkrétních osobnostech ve vrcholovém vedení a firemní kultuře v každém podniku. Existují pokrokové a technologicky progresivní podniky i podniky, jejichž management změny z různých důvodů příliš neiniciuje, dokud k tomu není donucen svými zákazníky nebo legislativou. Ideálním stavem pro digitální transformaci je, když v podniku existuje tým vedený nadšeným a kompetentním vizionářem v této oblasti (technický ředitel, ředitel pro digitalizaci, šéf IT a podobně), který je partnerem jak svému vrcholovému managementu, tak i externím dodavatelským firmám. Kvalifikovaně se vyznat v možnostech dnešních moderních IT a automatizačních systémů rozhodně není jednoduché a vrcholový management má spoustu jiných úkolů. Ivo Procházka (SAP ČR): Více než o generační výměnu půjde o uvědomění si technologických trendů a jejich dramatických dopadů na fungování firem. Ruku v ruce s tím jde i uvědomění si toho, kdo je vlastně konkurence a jak konkurence organizuje výrobu.Úspěšně se bude rozvíjet firma, která správně pochopí důsledky technických trendů, začne se porovnávat s konkurencí z vyspělých trhů a bude o krok napřed v digitalizaci výroby. Ladislav Šmejkal (Teco): Předpokládám, že ano, generační obměna proces urychlí, stejně jako v jiných oborech – mladí mají zcela jiný přístup k technice a informatice, jiný způsob myšlení a jednání. V tom vidím velký potenciál pro budoucnost. Do jaké míry je úspěšná digitalizace společnosti podmíněna přípravou v rámci vzdělávacího systému?Peter Bílik (ANASOFT): Vzdělávací systém zastává klíčovou roli ve vztahu k úspěšné digitalizaci společnosti. Současný vzdělávací systém je stále ve větší míře postaven na informacích v tištěné podobě. Za posledních dvacet let došlo k exponenciálnímu nárůstu informací v digitální podobě, v současnosti zůstává v tištěné podobě méně než 1 % informací, kterými jako lidstvo disponujeme. Především by se měl zvýšit důraz na předměty z oblastí vědy, techniky a matematiky. Tuhle skutečnost si uvědomujeme i v naší společnosti, a proto dlouhodobě podporujeme aktivity a iniciativy vedoucí ke vzdělávání, mimo jiné i robotickou soutěž First Lego League, kde se děti učí programovat. Taktéž spolupracujeme i s univerzitou, kde s Ústavem počítačového inžinierstva a aplikovanej informatiky a Ústavem informatiky, informačných systémov a softvérového inžinierstva Fakulty informatiky a informačných technológií Slovenskej technickej univerzity v Bratislavě spolupracujeme v rámci výzkumné laboratoře pro použití umělé inteligence v systémech smart industry. Pavel Roman, vedoucí korporátní komunikace Bosch Group v ČR a SR, Robert Bosch odbytová, s. r. o.Důležitou otázkou dneška je povolení, zavedení a využití vnitropodnikových sítí 5G. K přenosu dat v nich dochází stokrát větší rychlostí než u sítí 4G.Pavel Roman (Bosch): To je naprosto zásadní předpoklad. Digitální transformaci lze provádět pouze s experty z datových disciplín a s vedením, které toto podporuje a chápe důsledky například investice do datových struktur.Je nutné investovat do vzdělávacího systému tak, aby končící absolventi měli uplatnění na trhu práce, kde lze očekávat vysoké a narůstající požadavky na digitální gramotnost. Bohužel změny ve studijních plánech a akreditace nových oborů přinesou své výsledky až za dlouhou dobu, pravděpodobně až po pěti, možná i až deseti letech. Je třeba hledat i jiné možnosti. Průmysl bude potřebovat více těchto odborníků již podstatně dříve.Cestou, jak situaci s nedostatkem odborníků s novými kompetencemi na pracovním trhu aktivně řešit, by mohly být rekvalifikační programy pro ty již existující. První pilotní projekty známe z Německa. Bosch například otevřel specifické programy na zapracování do nových oblastí či spustil ve spolupráci s univerzitami pilotní programy na rekvalifikaci pro svoje stávající zaměstnance. Přeškolit zkušeného strojního inženýra na vývojáře softwarových řešení či systémového inženýra v oblasti elektronických systémů by mělo být podstatně rychlejší než čekat na promoce nynějších středoškoláků. Jan Ohřál (B&R): Já si myslím, že zbytečně žehráme na vzdělávací systém a čekáme od něj spasení, dokonce si myslím, že u nás až tak špatný není. Dnes se lidé i podvědomě vzdělávají také díky nekonečnému přílivu informací dostupných online. V posledních dvaceti letech sledujeme například ohromný posun už třeba jenom v jazykové výbavě mladé generace, schopnosti přijímat informace v angličtině, umění se prezentovat a samostatně vyjadřovat, bezproblémově komunikovat s vrstevníky kdekoliv na světě. Uvědomění si toho, že svět nekončí na Šumavě, že dnešní digitální technologie neznají hranice. To nám chybělo, v tomto jsou na tom dnešní studenti výrazně lépe. Co se týče techniky samotné, je důležité školní teoretické znalosti uvést do kontextu. Propojit digitální teorii s fyzickou praxí. V tomto směru máme jistě co závidět zemím, kde je velmi úspěšný systém duálního vzdělávání. Praktickou část výuky lze u nás dohnat pouze pravidelnou praxí u konkrétních firem, nejlépe již během studia. Naše firma tímto způsobem pracuje již léta. V poslední době nám velmi výrazně roste zájem studentů o praktickou činnost, o to, vyzkoušet si na mecha­tronických modelech chování fyzických strojů ve skutečnosti, možnost kreativně zkoušet nejrůznější nápady mimo standardní školské laboratorní úlohy. Vlastimil Braun (COMPAS): Vzdělávání je nezbytné nejen pro digitalizaci, ale i pro schopnost inovací a rozvoj personálu firem obecně. Například jako dodavatel řešení Digitální továrny Compas pro diskrétní i dávkové výrobní procesy pořádáme workshopy a školení personálu výrobních podniků, včetně vysvětlování vize čtvrté průmyslové revoluce ve výrobě, a to v podobě německé iniciativy a vznikajících standardů Platformy Industrie 4.0. Kromě jiného Industrie 4.0 (dále I4.0) je jediná mně známá platforma, která má podrobný technický obsah a standardy, což například Národní iniciativa Průmysl 4.0 neobsahuje, a tedy průmysl 4.0 nelze v praxi aplikovat. To by se mělo zlepšit a potom je možné nasadit témata do vzdělávání a dát k dispozici podnikům. Mimo jiné naše průzkumy ukazují katastrofální neznalost digitalizace a principů I4.0 jak u personálu výrobních firem, tak překvapivě i u inženýrsko-dodavatelských firem, které dokonce téma I4.0 prezentují ve svých příspěvcích na konferencích a v médiích, ale mnoho o I4.0 nevědí. Jan Burian, (EY): Vzdělávací systém na digitalizaci jako takovou může připravit pouze do omezené míry. S tím, jakým tempem nové technologie přicházejí a zase zastarávají, je klíčové přijmout ideu celoživotního vzdělávání. Tedy nikoliv, že střední či univerzitní vzdělání bude dostačovat po celý pracovní život.Samozřejmě je důležité se snažit o propojení teoretického a praktického vzdělání. Na druhou stranu průmysl musí dát mladým lidem větší motivaci než pouze „stát celý den u stroje“ (jakkoliv moderního) a zejména mzdu, která zajistí slušný životní standard. Jinak ještě vzroste odliv kvalitních a chytrých pracovníků z průmyslu, zejména do oblasti služeb. Roman Cagaš (Moravské přístroje): Co je to úspěšná digitalizace společnosti? Je to stav, kdy ztratíme poslední zbytek osobní svobody a kdy bude nepřetržitě online hlídáno naše chování a udržován náš sociální kredit jako v Číně? V případě vzdělávacího systému nejde o to, aby více lidí lépe rozumělo například informačním technologiím. Chovám určitou naději, že je zde souvislost mezi úrovní vzdělanosti a hodnotou svobody. V tomto kontextu je vzdělávací systém velmi důležitý. Otto Havle, FCC průmyslové systémyJiž mnohokrát se stalo, že interpolace vývoje vycházející ze současného stavu a současných technologií implikovala alarmující limity, které se pak ukázaly bezvýznamné, protože skutečný vývoj šel úplně jinudy. Větším problémem jsou, podle mého názoru, státní regulace nebo intervence, dotace a snahy diktovat vize (nejen průmyslu) na základě ideologií a aktivistických výstřelků.Otto Havle (FCC PS): Vzdělávací systém nepodmiňuje jen úspěšnost digitalizace, ale celé společnosti. Současné aktivistické trendy, které získávají stále větší vliv na řízení školství i státu, upřednostňují získávání měkkých dovedností. Tvrdá data si přece každý najde na Googlu. Titíž lidé ovšem prohlašují, že internet je plný fake news. Je jasné, že lidem, kteří neumějí zpracovat a vyhodnotit tvrdá data, se lépe vládne. Ale na průmysl to má devastující vliv. A nejde jen o „tradiční“ průmysl, o kterém se dnes s oblibou tvrdí, že nemá budoucnost. Jde o budoucnost Evropy jako suverénního regionu, který bude schopen vlastních ekonomických aktivit. Jak píše Marian Kechlibar: bylo by smutné, kdyby se naši vnukové živili předváděním se v kostýmu Krtečka před čínskými turisty. David Zeman (INFOR): Digitalizace se opírá o inteligentní pracovní sílu, zaměstnance, kteří jsou technicky zdatní, velmi se angažují v proaktivním rozhodování a mají kritické soft skills, jako je schopnost spolupráce a řešení konfliktů. Výroba se zaměřuje na dnešní školy, aby vychovávaly absolventy, kteří jsou zvědaví a připravení na celoživotní vzdělávání. Daria Hvížďalová (JHV): V oblasti vzdělávání vyvolala digitální revoluce mnoho pochybností a velký stupeň nejistoty: nikdo si není jistý, co a jak bychom měli v tomto novém století učit. Čelíme mnoha novým otázkám. Jakou roli by měla hrát technika ve vzdělávání? Jaká je role učitele v novém scénáři? Jak neformální vzdělávání pomáhá připravit studenty na život ve společnosti 21. století?Důležitým aspektem podle mého názoru je to, že vzdělávací systém si již nemůže dovolit důraz na memorování, jelikož zdroje dat jsou nekonečné, ale spíše musí být založen na filtrování a zpracování dostupných informací. Petr Schaffartzik (K2): Vzdělávací systém určuje, jací lidé budou vstupovat na trh práce. Tito lidé mají znalosti a očekávání, která z jejich znalostí vyplývají. Firmy si musí uvědomit, že už mnohdy nestačí konkurovat na trhu práce velikostí a značkou s mnohaletou historií. Dnes mnohem více rozhoduje prostředí firmy. A nejde pouze o firemní sídlo a vybavenost kanceláří. Mladé lidi stejně tak zajímá smysluplnost procesů ve firmě a kvalita softwaru, se kterým budou pracovat. Čím kvalitnější bude příprava mladých lidí v rámci vzdělávacího procesu, tím větší bude tlak na firmy, aby reagovaly. V mnoha případech totiž platí, že lidé na trhu práce jsou. Jenom je ne všechny firmy umějí zaujmout a nabídnout jim adekvátní pracovní prostředí. Vladimír Kebo, Mendelova univerzita BrnoCo se týče limitů digitalizace, vyzdvihl bych ty obecné – společenské. Zde nejen „digitalizaci“ chybějí jasně definované společné cíle a systémová opatření, která budou konsenzuálně přijata celou společností a nezmění se po nejbližších volbách. K tomu ovšem potřebujeme dlouhodobě platné společné hodnoty – pravda, čest, osobní zodpovědnost, lušnost a vzájemný respekt, odvaha spojená s odpovídající pokorou, zkrátka uznání a respektování klasických společenských hodnot demokratické společnosti.Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Jestliže vláda bere vážně digitalizaci společnosti, tak by se měla konečně intenzivně věnovat nejdůležitější strategické agendě v zemi – systému školství. Chaotické financování pedagogických pracovníků bez předem jasně definovaných a demokraticky prodiskutovaných dlouhodobých cílů může nadělat více škody než užitku. Dejme učitelům a akademickým pracovníkům pevný bod ve vesmíru – cíle a zdroje, a zbavme je přebujelé byrokracie – a věřím tomu, že naši důvěru nezklamou a povedou mladou generaci ke kreativitě.Osobně jsem v denním kontaktu s mladou generací a mohu konstatovat, že „digitální“ dovednosti jsou přirozenou součástí jejich světa a přes nedostatky ve vzdělávacím systému nemám obavy o naši budoucnost. Petr Brynda (Mitsubishi): To je dost obecná otázka, nemyslím si, že je nutně podmíněna ve vzdělávacím systému. Digitalizace společnosti záleží hlavně na tom, jak bude digitalizace pro uživatele atraktivní. Ve škole nás nikdo neučil pracovat se sociálními sítěmi, mobilními aplikacemi, nakupovat přes e-shopy, a přesto se jejich používání úspěšně uchytilo. Viktor Němec (Oracle): Na toto téma by se dal napsat dlouhý článek, protože odpověď na tuto otázku má spoustu aspektů. Řečeno velmi stručně: vzdělávací systém hraje naprosto zásadní roli. Práce s informacemi a digitálními technologiemi se během posledních dvaceti let radikálně změnila. Spousta tradičních postupů (uvedu tolikrát omílaný příklad „biflování“ letopočtů) ve výuce již není relevantní. Nyní jde o to, jak správně a rychle informace najít, vyhodnotit jejich důležitost a jak je dát do souvislostí s mým problémem. Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Velkou výhodou je, že dnešní mladá generace si bez digitálních technologií již vůbec nedokáže představit svůj osobní život, takže i ve svých budoucích zaměstnáních bude digitalizaci plně podporovat a aktivně ji využívat. Vzdělávací systém s kvalitní výukou zaměřenou na digitální technologie, včetně podpory vlastních vzdělávacích procesů těmito technologiemi, může samozřejmě velmi pomoci. Nicméně poté v praxi již záleží na iniciativě každého člověka a jeho touze maximálně zefektivnit práci svoji i svých kolegů. K tomu přispívá i příležitost prakticky využívat moderní technologie, které jsou ve výrobních podnicích obecně přece jenom dostupnější než v akademickém prostředí, i když výjimky by se určitě našly. Ivo Procházka (SAP ČR): Digitalizace průmyslu je vzdělávacím systémem zásadně podmíněna. České vysoké školství nevychovává dostatek IT odborníků s přesahem do oborů, v nichž bude digitalizace probíhat. Bude-li například výrobní firma modernizovat podnikový informační systém s vysokým podílem automatizace, strojového učení a robotizace, nebude v budoucnu dostatek IT odborníků, kteří budou rozumět problémům výrobních firem a budou schopni takový komplexní systém v prostředí výrobní firmy efektivně zprovoznit. V porovnání s vyspělými trhy to bude strategická překážka, jež by mohla Českou republiku delegovat mezi technicky zaostalé země. Ladislav Šmejkal, Teco, a. s.Řešitel by měl být nejenom technicky zdatný, ale měl by mít i „diplomatické a psychologické schopnosti“, vidět problém i z pohledu budoucích uživatelů, umět se uživatelů ptát a „dostat je do hry“, dotvářet s nimi zadání, umět si vymýšlet, vést je a řešení vytvářet v interakci s nimi tak, aby se cítili spoluřešiteli, a výsledek přijali „za svůj“.Ladislav Šmejkal (Teco): Pro úspěšnou digitalizaci podnikových procesů považuji kvalifikaci řešitelů za zásadní. Je to komplexní problém, který je třeba řešit v mnoha souvislostech – je třeba řešit mnoho dílčích úkolů technického i netechnického charakteru. Řešitel by měl být nejenom technicky zdatný, ale měl by mít i „diplomatické a psychologické schopnosti“, vidět problém i z pohledu budoucích uživatelů, umět se uživatelů ptát a „dostat je do hry“, dotvářet s nimi zadání, umět si vymýšlet a vést je a řešení vytvářet v interakci s nimi tak, aby se cítili spoluřešiteli a výsledek přijali „za svůj“. Je nutné předpokládat, že předávacím protokolem řešení nekončí, že digitalizace je „nekonečným příběhem“. Takový úkol nemůže vyřešit „nějaký ajťák“, absolvent nějaké obskurní školy, která „taky učí IT“. Škol, které poskytují potřebnou kvalifikaci, není mnoho (pokud vůbec existují) – a navíc je ještě potřebná nějaká doba „školy života“. Ve vzdělávacím procesu pro tuto kvalifikaci (i pro jiné) vidím největší omezení. Pokud se na robotizaci pohlíží jako na nahrazení operátorů, nejde spíše o nahrazení obslužné práce tam, kde ji dříve nebylo možné řešit strojem?Peter Bílik (ANASOFT): Roboty se primárně používají tam, kde se vykonává rutinní práce. Doposud to byly vesměs práce manuální, v budoucnu ale můžeme očekávat použití robotů v činnostech bez ohledu na to, jestli jde o manuální, nebo znalostní práci. V současnosti je tlak na používání robotů všude tam, kde jde o nebezpečnou nebo „špinavou“ práci. Do popředí se však dostávají roboty, které budou za lidi dělat veškerou „nudnou“ práci. Hodně takové nudné práce je založeno na znalostních zručnostech, ve kterých lidi poráží umělá inteligence. Za robotizaci totiž lze považovat i používání digitálních dvojčat a inteligentních informačních agentů. Právě autonomní inteligentní informační agenty představují nezbytnou součást konceptu chytré továrny (smart factory) a jsou základním stavebním prvkem systémů smart industry. Vzhledem k jejich vlastnostem interoperability, adaptability a kognitivním schopnostem umožňují při autonomním řízení výrobních a logistických procesů využívat kolektivní inteligenci.Pavel Roman (Bosch): Robotizace se hlavně zaměřuje na jednotvárnou náročnou práci, která nevyžaduje kreativitu člověka a kde robotika kompenzuje „nedostatky“ člověka – pozornost, přesnost a tak dále. Lidé by se naopak měli zaměřit na práce s vysokou přidanou hodnotou, kterou nelze nahradit stroji.Rozvoj výroby robotů pro průmyslové využití přišel v 70. letech minulého století. Za téměř padesát let bylo vytvořeno nepřeberné množství variant co do velikosti, funkce, rychlosti nebo tvaru. V poslední době došlo k výraznému zlevnění pohonů a řízení. Postupující robotizace bude mít významný dopad na mnoho pracovních pozic napříč odvětvími. Budou zanikat nepotřebné pozice a vznikat nové. Stále však v průmyslu existuje a bude mnoho výrobních technologií, které se bez lidské přítomnosti neobejdou. A tak s příchodem kolaborativních robotů dojde k propojení lidské a strojní činnosti. Jan Ohřál (B&R): Já si myslím, že robotizace je dnes již poněkud zastaralý pojem, fáze, kterou má průmysl již většinou za sebou. V celém procesu digitalizace nejde přece pouze o změnu způsobu obsluhy stávajících technologií. V budoucnosti se budou stále více prosazovat flexibilní výrobní systémy s roboty a zde nemám na mysli pouze standardní průmyslové roboty, jak je známe dnes, ale i různě složitá či jednoduchá mechatronická výrobní a transportní zařízení, včetně mobilních. Výrobní proces nebude určován strojem, ale výrobkem samým, respektive jeho digitálním obrazem v datech, stroj se pružně přizpůsobí. A to až do úrovně jednoho unikátního kusu. Vlastimil Braun (COMPAS): Myslím, že využití robotů je neustále zdokonalováno a monotónní a opakovanou práci lidí jimi bude v blízké budoucnosti možné nahradit zcela. Možnosti robotů a jejich příslušenství, jako například schopnosti chapadel, se rychle zdokonalují a doplněné o schopnosti analýzy obrazů a jejich rozpoznávání jsou již nyní úžasné. Momentálně vyvíjíme montážní linku se čtyřmi roboty montující výrobek z deseti volně sypaných komponent. Roboty nahrazují manuální práci devíti lidí, a jestliže se to podaří, bude to obrovský skok v možnostech současné techniky a robotiky. Jan Burian, Senior Manager, Advisory – Performance Improvement, Ernst & Young, s. r. o.Průmysl musí dát mladým lidem větší motivaci než pouze „stát celý den u stroje“ (jakkoliv moderního) a zejména mzdu, která zajistí slušný životní standard. Jinak ještě vzroste odliv kvalitních a chytrých pracovníků z průmyslu, zejména do oblasti služeb.Jan Burian, (EY): Cena, respektive ne vždy optimální finanční návratnost, a požadavky na prostor byly dlouhou dobu klíčovými faktory omezujícími zavádění robotů ve výrobních podnicích a skladech. Díky snížení ceny robotů a zejména nástupu kolaborativních robotů se otevřely pro mnohé společnosti možnosti, jak zvýšit podíl automatizace ve výrobě.Robotizace jako taková by však mohla mít určitě vyšší ambice než pouhé nahrazení člověka strojem. V době takzvané mass customisation, tedy vysoce individualizované výroby podle přání zákazníka, jde zejména o vysoce flexibilní systém propojení konfigurátoru výrobku, PLM, ERP a právě i robotů, které jsou schopné daný výrobek vyrobit podle digitalizovaného zadání. Roman Cagaš (Moravské přístroje): Robotizace, která nahrazuje pracovníky ve výrobě, není žádným novým moderním trendem. Je součástí automatizace průmyslu již desítky let a žádný revoluční zlom se zde neodehrává. Velké změny přinese robotizace spojená s umělou inteligencí, která bude schopna řídit auta, vlaky a letadla, vykonávat veškeré úřednické práce a také kvalitně a neúnavně řídit průmyslové výrobní provozy. Otto Havle (FCC PS): Samozřejmě. A paradoxní je, že k tomu dochází nejdříve na poli rutinní fyzické práce, a nikoliv rutinní práce duševní. Každý systémový inženýr jistě zaregistroval, že úřednickou práci lze modelovat systémem bez zpětných vazeb a její výsledek spočívá pouze ve vytištěném papíru. Mechatronický systém je z hlediska algoritmů i zpracování a použití dat mnohem komplikovanější. David Zeman (INFOR): Robotika je často používána k provádění opakovaných úkolů, zejména těch, které vyžadují extrémní přesnost nebo odolávají extrémním podmínkám prostředí, jako jsou teplotní extrémy nebo nebezpečná místa. Daria Hvížďalová (JHV): Podle World Economic Forum by digitalizace mohla v letech 2016 až 2025 vytvořit celosvětově až šest milionů pracovních míst v odvětví logistiky, softwaru a elektrotechniky. Jinde automatizace nahradí mnoho lidských pozic. Výsledkem digitální transformace jsou jak vítězové, tak i poražení; to závisí na tom, zda podniky v blízké budoucnosti dovedou zaměstnance dále rozvíjet a formovat další generaci talentů pro digitální věk. Petr Schaffartzik (K2): V oblasti fyzické manipulace s produkty, jako je tomu například ve výrobě nebo v logistice, to platí. Jestliže připustíme, že pod slovo robot patří i čistě softwarová řešení, pak se zde objevuje mnohem větší skupina pracovních pozic, které jsou nahrazovány. Automatické zpracování objednávek z webu včetně celé logistiky je jeden z nejčastěji automatizovaných procesů. Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Náhrada práce člověka byla součástí všech průmyslových revolucí, čtvrtou, digitální nevyjímaje. Robotizaci v průmyslu, která nás provází už více než padesát let, bych spíše vnímal jako snahu o zvýšení kvality výroby a produktivity práce. Jedním ze současných hlavních limitů použití robotů je bezpečnost lidské obsluhy ve výrobních linkách. Například používání kolaborativních robotů nepovažuji za cílové řešení pro průmysl, je to pouze mezikrok k totální automatizaci výroby a plnému využití kyberneticko-fyzikálních systémů. Petr Brynda, Business Development Manager, Mitsubishi Electric Europe B. V., Czech BranchDigitalizace společnosti záleží hlavně na tom, jak bude digitalizace pro uživatele atraktivní. Ve škole nás nikdo neučil pracovat se sociálními sítěmi, mobilními aplikacemi nebo nakupovat přes e-shopy, a přesto se jejich používání úspěšně uchytilo.Petr Brynda (Mitsubishi): Tam, kde se dnes nasazují roboty, se daly využít roboty nebo automatizace i dříve, ale bylo to pro společnosti nerentabilní. Robotizace i automatizace se zavádějí ve vyšší míře z důvodu nedostatku pracovníků, zdražení lidské práce a zlevnění techniky. Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Robotizace posouvá určité výrobní procesy na zcela jinou úroveň – kvalitativní, kvantitativní i z hlediska ochrany zdraví a bezpečnosti výroby. Při výrobě automobilů je například ruční svařování a lakování nadále možné, avšak roboty tuto práci vykonávají řádově rychleji a ve stejnorodé kvalitě lépe než jakýkoliv člověk. Místo výrobních operátorů se v robotizované výrobě najde uplatnění pro jiné profese, zejména v údržbě těchto zařízení. Ivo Procházka (SAP ČR): Cílem robotizace je kompletně nahradit lidskou práci. Rozsah robotizace je zatím limitován technickým pokrokem a cenou. S budoucím vývojem tyto dvě překážky postupně zmizí. Ladislav Šmejkal (Teco): Mechanické řešení robotů dovoluje řešit stále složitější operace, obzvláště ve spojení s „chytrými algoritmy“ řízení, někdy již s využitím určité míry umělé inteligence. Postupně mohou řešit i úkoly dosud vyhrazené pro „lidského operátora“, a nenahrazují tak pouze „fyzickou sílu“ člověka, ale postupně přebírají i jeho „šikovnost“. Ostatně je otázka, kde je hranice pojmu „robot“? Zdaleka to není jen „řízené manipulační zařízení“, případně kooperující s člověkem, nebo stroj „humanoidního vzhledu“. Za robot je možné dnes považovat i autonomní vozidlo nebo programový produkt. Digitalizace v dnešním slova smyslu je spojována s internetem. Mnoho průmyslových projektů bylo realizováno ještě před érou internetu. Tyto projekty jsou velmi efektivní, i když ke komunikaci nevyužívají internet. Uplatňují v sobě umělou inteligenci, sběr a analýzu obrovského množství technologických dat zpracovávaných v reálném čase a podobně. Je nutné spojovat čtvrtou průmyslovou revoluci a digitalizaci pouze s využitím internetu?Peter Bílik (ANASOFT): Čtvrtá průmyslová revoluce, tedy to, co se v Evropě označuje jako průmysl 4.0, se například ve Spojených státech nazývá internet věcí (Internet of Things, IoT), což zároveň poukazuje na postavení a význam internetu. Jedním ze základních principů průmyslu 4.0 je právě interoperabilita, kdy jednotlivé průmyslové komponenty, a to i v případech, kdy jsou samy o sobě efektivně fungující, musí navzájem komunikovat. Když chce podnik správně a pružně reagovat na měnící se prostředí (a je jedno, zda jde o vnější výrobní prostředí nebo o změny na trhu či ve spotřebitelském chování nebo o další externí a interní vlivy a faktory), musí být zabezpečen pružný tok informací napříč celým podnikem. Nedovedu si představit jiný způsob vzájemné komunikace než ten, který využívá internet. Internet je fundamentální součást i při zavádění autonomní koordinace a synchronizace procesů ve výrobním toku (horizontální integrace). Stejně tak když dochází k vertikální integraci na principu propojení modelem „shop floor to top floor“, má internet nenahraditelnou pozici. Pavel Roman (Bosch): Internet v souvislosti se čtvrtou průmyslovou revolucí není rozhodně podmínkou nutnou. Jsou i jiné způsoby, jak propojovat různá zařízení. Důležitou otázkou dneška je povolení, zavedení a využití vnitropodnikových sítí 5G. K přenosu dat v nich dochází stokrát větší rychlostí než u sítí 4G.Propojování podniků a jejich inteligentních autonomních systémů pak přinese výhody v logistice, nových obchodních modelech nebo v servisu. Internet je jakýsi spojovací článek, který otevírá dveře k nekonečnému množství informací, úložištím dat – cloudům, a aplikacím zpracovávajícím data na těchto cloudech. Jan Ohřál (B&R): Já myslím, že ano, čtvrtá průmyslová revoluce je produktem internetového věku, i když ne vždy musí být souvislost přímá. Samou revoluční podstatou je vzájemné digitální propojení a zde nemusí jít vždy o připojení na veřejný internet, ačkoliv i ten hraje nezastupitelnou roli, například v dodavatelsko-odběratelských vztazích nebo globální logistice. Stejně tak i pokročilé průmyslové zobrazovací systémy dnes používají internetové technologie (HTML), které umožňují sledování procesů prakticky odkudkoliv. Tyto systémy by bez internetu vůbec nevznikly. V poslední době se stále častěji uplatňuje zpracování dat na „hraně“ mezi výrobním a vnějším, chcete-li internetovým či „cloudovým“ světem. Jde o takzvaný edge computing, využívající možnosti zpracování dat ještě na půdě průmyslového závodu, což umožňuje pružnější odezvu, lepší agregaci dat a jejich předzpracování před případnou další analýzou v cloudu, je-li tato ještě vůbec nutná. Ovšem i v těchto postupech se využívají principy internetového propojení, přestože data nemusí podnik vůbec opustit. Vlastimil Braun (COMPAS): Internet zcela jistě podporuje nová IT řešení a umožňuje vyvíjet nové IT architektury a obchodní modely, které jsou například spojovány s řešeními na principu poskytování softwarových funkcí v podobě služby. Příkladem je naše řešení „Chytré digitální továrny Compas“, vyvíjené na principech I4.0 (inteligentní komponenty výroby, autooptimalizace, autokonfigurace a tak dále), a dále již vyvinuté řešení poskytování MES jako služby C4C (COMES for cloud). Internet je pouhým technickým prostředkem, ale neposkytuje inovativní řešení jako takové. Především co se týče výrobních továrnen, musí být funkce implementovány v produktech jako takových. Jan Burian (EY): Když se díváme na digitalizaci v kontextu českých firem, tak využití internetu skutečně není úplně podmínkou nutnou pro vybudování moderní továrny.Na druhou stranu s využitím platforem IoT a potřebou propojování zákazníků, výrobců a dodavatelů poroste i význam přenosu dat, a tedy i využití internetu.Mezi digitalizací a internetem tedy nemusí být nutně rovnítko, osobně internet považuji spíše za jeden z takzvaných enablerů digitalizace průmyslu. Roman Cagaš, ředitel společnosti, Moravské přístroje, a. s.Strach mám spíše z digitalizace státu, který bude mít postupně k dispozici stále více prostředků pro nepřetržitý dohled nad každým člověkem.Roman Cagaš (Moravské přístroje): Internet je pro digitalizaci jen jedním z komunikačních prostředí. Koncept všeobjímající ploché komunikační struktury internetu, do které jsou zapojeny všechny senzory a vůbec všechna zařízení na této planetě, je jen jednou z často publikovaných podivností reklamních kampaní zvaných průmysl 4. 0. Efektivní, odolné a životaschopné systémy naopak potřebují hierarchické uspořádání. Mohou tak lépe vzdorovat jak hackerům, tak i dozoru silného a všehoschopného státu. Spojovat digitalizaci pouze s využitím internetu není rozumné.Velký význam internetu ale spočívá v tom, že klíčové internetové technologie slouží celému lidstvu a dosud se ani nejsilnějším firmám nepodařilo je dostat pod svou kontrolu. Internetové standardy tak silným hráčům poněkud komplikují jejich snahu o uzamčení svých zákazníků. Otto Havle (FCC PS): Průmysl 4.0 se prezentuje hlavně jako technická revoluce. Já osobně jej chápu jako společenskou změnu, kterou nové technologie umožní a vlastně i způsobí. Nebude to v horizontu, který v projektech zavádění průmyslu 4.0 prezentují žadatelé o granty, ale k hlubokým změnám tradičního obchodního nebo výrobního modelu dojde. Jen malou analogii: na úplném počátku 90. let jsem se dostal na prezentaci manažerky Microsoftu, která přijela do Prahy propagovat internet. Mluvila o tom, jak internet úplně změní způsob obchodování. Co by se mohlo změnit na tom, že přijde objednávka a já odešlu zboží a fakturu, bylo pro mne tenkrát opravdu nepochopitelné – samozřejmě i v kontextu doby, která právě končila. Předpokládám, že se v současnosti nacházíme v podobné situaci, jen ty změny budou možná daleko razantnější a obávám se, že i bolestivější. David Zeman (INFOR): Samozřejmě že ne. Shromažďování a sdělování dat mohou být interní a provádějí se prostřednictvím intranetů a nástrojů pro spolupráci, které jsou součástí systémů ERP. Pro optimalizaci přínosů by však měla být propojena celá síť kolegů, globální síť dodavatelských řetězců a subdodavatelé a partneři, kteří budou sdílet relevantní údaje. Daria Hvížďalová (JHV): Je nepopiratelné, že ještě před rozvojem internetu bylo postaveno mnoho skvělých projektů, ale například úroveň umělé inteligence v minulém století byla velmi omezená vzhledem k nízkému výpočetnímu výkonu, omezené paměti i malé velikosti dostupných tréninkových dat. Díky internetu a připojení k výpočetním centrům je možné všechny tyto veličiny násobně vylepšit.Rozšíření internetu v průmyslu s sebou přináší také zcela nové obchodní modely, jako je výroba na míru zákazníkovi v jednokusových sériích (takzvaná batch size one). Zákazník si na webu sestaví výrobek (například boty konkrétního designu, barevné kombinace a velikosti), který se až po objednání vyrobí a odešle.Podstatou digitalizace rozhodně není internet jako takový, ale koncepce propojení světa reálných fyzických objektů (strojů, zařízení, robotů, výrobků nebo lidí) a světa virtuálního, kde je každá fyzická jednotka zobrazena jako virtuální a její chování simulováno softwarovým modulem. Základním prvkem je ale vzájemné propojení jednotlivých autonomních jednotek prostřednictvím sítě, anglicky Internet of Things – IoT.Díky kombinování dat ze senzorů a řídicích systémů, tedy reálného světa, a dat z virtuálních modelů zařízení a strojů získáváme kompletnější informace. To umožňuje predikci poruch, neustálé optimalizování všech procesů a přizpůsobování se aktuálním podmínkám v reálném čase, což je cílem čtvrté průmyslové revoluce. Petr Schaffartzik (K2): Myslím si, že pojem čtvrtá průmyslová revoluce je spíše otázka marketingu. Současnou situaci vnímám jako postupující trend digitalizace a automatizace, jehož součástí se v posledních letech stává mnohem více internet a umělá inteligence. Spíše by mne zajímalo, jak toto období bude hodnoceno s odstupem 30 až 50 let a zda si v té době ještě někdo vzpomene, že jsme tak často hovořili o průmyslu 4.0. Vladimír Kebo (Mendelova univerzita): Internet jako celosvětový systém vzájemně propojených počítačových sítí je vynikající nástroj pro komunikaci, sdílení a výměnu informací, ale není jediný. Internet pracuje s digitálními objekty a symboly a svým otevřeným způsobem komunikace vytváří bezpečnostní rizika a hrozby, které nejsou pro konkrétní průmyslovou výrobu akceptovatelné. Internet může být výhodným zdrojem informací pro průmysl, pokud tyto budou efektivně zpracovány a vytěženy ve formě analýz, grafů, reportů a podobně. Někdy mi připadá, že firmy sbírají, skladují a udržují gigabajty dat, která jim i přes užití sofistikovaných softwarových nástrojů nevytvářejí žádnou přidanou hodnotu, kromě toho, že jsou in. Čtvrtou průmyslovou revoluci bych s internetem přímo nespojoval, jde o „kybernetickou revoluci“ spojenou s digitalizací průmyslu a společnosti jako celku. Naučili jsme se modelovat a využívat nástroje lidského myšlení v aplikacích umělé inteligence. Efektivně v průmyslu využíváme symbolickou zpětnou vazbu a virtualizaci a snažíme se využít sociální zpětnou vazbu. Tyto nové nástroje aplikované v průmyslu jsou zdrojem dalšího rozvoje na straně jedné, ale současně otevírají nové otázky spojené zejména s bezpečností a etikou umělé inteligence. Petr Brynda (Mitsubishi): Sám pojem čtvrtá průmyslová revoluce (Industry 4.0) je umělý pojem vymyšlený a uveřejněný německými politiky na veletrhu Hannover Messe 2013. Mitsubishi Electric představilo koncept digitalizace výroby e-F@ctory již v roce 2003 a první linka postavená na této platformě byla uvedena do plného provozu v roce 2005. Digitalizace výroby a metody výpočtů založených na algoritmech umělé inteligence se využívají v různém rozsahu již od 60. let 20. století. Nárůst výkonu procesorů a propustnosti komunikačních sítí v poslední době nabízí stále větší možnosti nasazení technologií pro digitalizaci výroby, zejména pro online testy během výroby s následnou optimalizací výrobních parametrů. Viktor Němec, Se­nior Presales Manager, Oracle Czech, OracleStandardizace procesů může tedy naopak přispět k tomu, že kreativní nápady budou správným způsobem zpracovány, zdokumentovány, posouzeny a případně implementovány (a „nevyšumí“, jak se často stává v chao­ticky řízených organizacích).Viktor Němec (Oracle): Nechci hodnotit používání termínu „čtvrtá průmyslová revoluce“ – to je věc terminologie. Zásadním přínosem internetu je otevřenost a možnost relativně snadného propojení různorodých systémů po celém světě. Ty průmyslové projekty, které jsou zmíněny v otázce, jsou většinou proprietární a omezené buď jen na jednu společnost, nebo na úzké odvětví. Příkladem může být technologie EDI (Electronic Data Interchange), která existuje snad už od 80. let. Dříve existovaly privátní sítě EDI, které podporovaly jeden konkrétní dodavatelsko-odběratelský řetězec. Díky internetu je možné EDI používat v podstatě neomezeně, začaly vznikat otevřené EDI huby. Internet také umožňuje propojovat EDI zprávy s jinými informacemi nebo službami, které jsou na internetu k dispozici, a tím celý proces výměny dat podstatně obohatit. Zbyněk Červenka (Pantek (CS)): Obecně rozhodně ne. Určité výrobní technologie nebo procesy (například jaderné elektrárny) musí být i nadále izolovány od vnějšího světa, zejména kvůli kybernetické bezpečnosti. A jak je v otázce uvedeno, i bez použití internetu vzniklo dříve mnoho „digitálních superaplikací“, a to i u nás v České republice a na Slovensku. Pro určité podniky však může být výhodné přesunout některé své činnosti do prostředí cloudu, to je prostřednictvím internetu využívat vzdálený výpočetní hardware i software. Odpadá tak nutnost lokálního pořizovaní, správy a obnovování těchto prostředků. Toto využívání vzdáleného výkonu může být například velmi výhodné pro podniky s více závody, které tak mohou snadno využívat stejnou infrastrukturu a mít i stejné prostředí pro vyhodnocování a porovnávání klíčových výrobních ukazatelů. Ivo Procházka, expert na řešení pro průmysl, SAP ČRCílem robotizace je kompletně nahradit lidskou práci. Rozsah robotizace je zatím limitován technickým pokrokem a cenou. S budoucím vývojem tyto dvě překážky postupně zmizí.Ivo Procházka (SAP ČR): Ne nutně. Digitalizovat aktivity výrobního podniku lze, jak správně říkáte, za pomoci IT systému běžícího ve výrobní firmě bez většího zapojení internetu. Internet ale pomáhá výrobním firmám lépe komunikovat s partnery a zákazníky, a efektivně tak spravovat komplexní dodavatelský řetězec. Internet také pomáhá řídit výrobu, která je rozprostřena přes vícero výrobních závodů. Když se firma i s jedním výrobním závodem rozhodne přesunout IT systém nebo jeho části do cloudu, pak internet a internet věcí hrají naprosto zásadní roli. Ladislav Šmejkal (Teco): Domnívám se, že internet je důležitým nástrojem pro digitalizaci a čtvrtou průmyslovou revoluci, ale není jejich podmínkou. ZávěrNámět na téma této diskuse vznikl v souvislosti s diskusí před auditoriem na Fóru automatizace na letošním veletrhu Amper. Děkuji jak účastníkům fyzické diskuse za zpracování svých názorů z ní a doplnění o odpovědi na další otázky, tak dalším osloveným odborníkům. Jsme opravdu rádi, že zazněly velmi rozsáhlé odpovědi a že si nejednou odporují. Tato situace svědčí o tom, že uvedené téma je současné a myšlenky, ideje, možnosti a praxe se neustále rozvíjejí. Děkujeme všem účastníkům za čas, který otázkám a odpovědím věnovali. Diskusi připravil Radim Adam. (Redakčně upraveno.)

Inspiromat pro výuku a Tecomat: logika (nejenom) pro programátory – Díl druhý

Předcházející díl seriálu, jehož dvě části vyšly v minulém a předminulém čísle, obsahoval řešené příklady jednoduchých programů zapsané ve třech jazycích – v textovém ST a grafických LD a CFC. Řešily základní úlohy kombinační logiky. Byly uváděny bez jakéhokoliv vysvětlení a zdůvodnění postupu, jen předkládány k uvěření a empirickému ověření správnosti – spíše jako ukázka možností programovacích jazyků a jako podklad pro nápodobu při intuitivním přístupu k řešení podobných úloh. Nyní následuje teoretická pasáž s minimální mírou teorie, která je nutná k hlubšímu pochopení a k systematickému řešení úloh kombinační logiky.  Výroková a aplikovaná logika Logika je věda, která se zabývá usuzováním, pravdivostí, dokazatelností a vyvratitelností tvrzení. V podstatě je studiem argumentace. Snaží se kodifikovat správné postupy, pomocí nichž vyvozujeme platné závěry z daných informací. Při svém uvažování obvykle dodržujeme základní logická pravidla, ale přesto je vhodné se snažit o jejich formalizaci, která nám pomáhá ve složitějších situacích, kdy je nutné se vyznat ve velkém množství logických vztahů. Používají se dvě základní úrovně klasické logiky: zde se budeme zabývat výrokovou logikou, která představuje nižší úroveň, vyšší úroveň (širší a teo­reticky náročnější) je predikátová logika. Logikou se zabývali již filozofové v antice. Nejznámější byl Aristotelés ze Sta­geiry (384–322 př. n. l), který logiku povýšil na úroveň vědecké disciplíny – jako nauku o správném myšlení, o formách a metodách myšlení (tedy nikoliv o obsahu myšlení). Logika je tak návodem, jak musíme v myšlení postupovat, abychom od daných předpokladů dospěli ke správným závěrům. Logika tehdy sloužila především filozofům, řečníkům, politikům a právníkům, a to až dodnes – kéž by ji důsledně používali všichni naši politici a novináři. Významnou osobností moderní logiky byl anglický matematik a filozof George Boole (1815–1864), který je zakladatelem algebraic­ké logiky. Navrhl postup, při kterém jsou logické problémy, výroky a věty vyjádřeny jako logické rovnice a z nich je možné analyzovat platnost logických závěrů. Booleova algebra pracuje s dvouhodnotovými (binárními, booleovskými) výroky, které mohou nabývat jen dvou hodnot (pravda – nepravda), jež jsou obvykle reprezentované logickými číslicemi 1, 0 (neoznačují žádné číslo nebo množství, ale mají pouze rozlišující funkci). S dvouhodnotovými výroky operují tři základní booleovské operátory: logického součtu, součinu a negace (OR, AND, NOT). S nimi lze realizovat jakoukoliv logickou závislost (složený výrok, logickou funkci). Tyto operátory tak tvoří úplný logický soubor a pro jejich použití platí soubor pravidel – Booleova algebra. Základní booleovské operátory lze doplnit dalšími, které jejich možnosti rozšiřují. Lze použít i jiný úplný soubor operátorů, např. NAND, NOR (negace AND a OR), s nimiž je možné vytvořit jinou algebru. V roce 1930 Claude Shannon (1916–2001, americký elektronik a matematik, „otec teorie informace“), napsal diplomovou práci, kde předvedl, jak lze aplikovat Booleovu algebru na systém elektromechanických relé. Na těchto základech vytvořil teorii logických obvodů, která se stala základem pro číslicovou techniku a informatiku. Shannonova práce měla široký vliv na návrh elektronických logických obvodů, vývoj mikroelektroniky, počítačů, řídicích systémů, jejich programů a aplikací v nejrůznějších oborech. Právě takto vytvořená metodika je předmětem aplikované (konstruktérské) logiky, které je věnován následující text. Jejím cílem není studium argumentace a vyvozování platných závěrů, ale navrhování technických systémů, které využívají pravidla Booleovy logiky a jsou řešeny pevnou logikou nebo programem. Takto vytvořené logické a číslicové systémy jsou využívány k výpočtům, automatickému řízení, technické diagnostice a komunikacím. Dnes se používají ve všech oborech našeho života.  Hardware, software a aplikovaná logika Logické systémy jsou obvykle viditelné jako počítače (PC, IPC) a řídicí systémy (např. PLC, CNC). Jejich technické vybavení (hardware) je v současné době řešeno s využitím mikroelektronických obvodů, zejména mikroprocesorů a mikrořadičů – univerzálních či specializovaných mikroelektronických obvodů s funkcí počítače. Řeší nejenom funkce centrálních modulů, ale i pomocné funkce spolupracující elektroniky, např. obvodů vstupů a výstupů, modulů pro komunikaci, měření polohy a řízení pohonů, pro obsluhu a komunikaci s operátorem nebo pro technickou diagnostiku. Jsou základem funkce přídavných zařízení, např. tiskáren, skenerů, klávesnic a operátorských panelů. Lze se s nimi setkat i ve specializovaných přístrojích, třeba ve čtečkách karet, ve snímačích biometrických údajů, senzorech pohybu osob, kvality vzduchu, koncentrace CO2 a v ostatních modulech „inteligentní elektroinstalace“. Jsou nezbytnou součástí domácích spotřebičů, komunikačních a multimediálních přístrojů, ale i dětských hraček. Na úrovni programového vybavení počítačů, řídicích systémů a mikrořadičů, popř. skrytých pevných programů jsou vytvářeny softwarové logické systémy, které „oživují“ svůj hardware a poskytují mu nové funkce a vyšší úroveň „inteligence“. Také k tvorbě softwaru a firmwaru je účelné využívat aplikovanou (konstruktérskou) logiku. Znalost pravidel Booleovy algebry a metodiky řešení logických systémů poskytuje programátorům výkonný a názorný aparát pro produktivní práci s minimem chyb a časových ztrát – tedy konkurenční výhodu. Přesto je při výuce programování její znalost opomíjena, mnohdy přímo ignorována. K úspěšnému zvládnutí profese programátora nestačí pouhá znalost programovacího jazyka, jeho příkazů a syntaxe, ale jsou potřebné především dovednosti v tvorbě algoritmů – pro logické systémy to je aplikovaná logika. Je užitečná nejenom pro produktivní tvorbu spolehlivých programů, ale i pro efektivní a bezchybnou komunikaci se zadavatelem a uživatelem systému. Ta se odehrává na slovní úrovni, v duchu výrokové logiky. Znalost aplikované logiky není pro práci programátora nezbytná, ale je výhodná. Její kurz nevnucujeme, jen nabízíme – rozhodnutí je na čtenáři.  Výroky a výroková logika Výrok je tvrzení (sdělení), o němž lze rozhodnout, zda je pravdivé, nebo nepravdivé. Má formu oznamovací věty. Výroky nejsou zvolání, rozkazy, otázky a věty, které jsou samy se sebou v rozporu, např. „kolikátého je dnes? kdybych tohle tušil! odejděte! vstupte! tato věta není pravdivá“. Výroku přiřazujeme jednu ze dvou pravdivostních hodnot: ano, pravda, true, logická 1 nebo jen 1 – ne, nepravda, false, logická 0 nebo jen 0. Výrok musí splňovat dvě základní podmínky: je buď pravdivý, nebo nepravdivý, jiná možnost neexistuje, nemůže být současně pravdivý i nepravdivý.  Jednoduchý výrok Jednoduchý (atomický) výrok nelze rozložit na více dílčích výroků, např.: „prší; svítí slunce; číslo 7 je prvočíslo; číslo 7 je liché; číslo 8 je sudé; číslo 8 je dělitelné třemi; bylo 8:30 hodin; ještě není 10 hodin; je horko; teplota je 21 °C; rameno manipulátoru je nahoře; čelisti manipulátoru jsou sevřené“. O pravdivosti některých výroků lze jednoznačně rozhodnout vždy a bez jakýchkoliv dalších podmínek, např. číslo 7 je vždy prvočíslem a je liché, 8 je vždy sudé a není nikdy dělitelné třemi. Naproti tomu pravdivost některých výroků závisí na situaci, ve které je hodnotíme, obvykle na čase a místě. Většinou předpokládáme, že pravdivost výroků je posuzována v situaci „tady a teď“ (na tomto místě a v současnosti), např. výroky o teplotě. Podobně lze předpokládat, že časové údaje platí pro dnešní den. V opačném případě by bylo nutné formulaci výroku upřesnit, aby odpověď mohla být jednoznačná. U výroku „prší“ může být potřebné uvést údaj o místě a čase vyhodnocení, popř. ještě upřesnit (kvantifikovat) intenzitu – od jaké hodnoty lze srážky již považovat za déšť, popř. jak jej odlišit od sněžení či krupobití. U výroku „svítí slunce“ může být účelné upřesnit intenzitu slunečního svitu nebo míru oblačnosti. Pro „horko“ je rovněž potřebné uvést teplotní hranice pro tento pojem. Požadavek na dvouhodnotový charakter výroku může být omezující, např. v situaci, kdy odpověď na otázku může být neznámá nebo nejednoznačná a spíše by vyhovovala hodnota „nevím“, „pravda asi z poloviny“, „pravda asi na 75 %“. Tomu by ale odpovídala vícehodnotová logika (se třemi nebo několika stupni pravdivosti), popř. fuzzy logika (se spojitým rozložením pravdivosti mezi 0 až 1) – „to už je ale jiná pohádka“, zde zůstaneme u tradiční booleovské, tedy dvouhodnotové logiky.  Složený výrok Složený výrok (logická formule) je tvořen jednoduchými výroky, které jsou spojeny slovními spojkami (logickými operátory) – booleovská logika používá jen tři: logický součet (nebo, OR), logický součin (a, současně, AND) a negace (popření, ne, není pravda, NOT). Takto je možné vytvořit např. složené výroky: „prší a současně svítí slunce; prší nebo svítí slunce; neprší a nesvítí slunce; číslo 7 je prvočíslo a současně je liché; bylo 8:30 a ještě není 10 hodin; ještě nebylo 8:30 nebo už bylo 10 hodin; číslo 8 není dělitelné třemi; číslo 8 je sudé a není dělitelné třemi“. Nad rámec booleovské logiky existují další operátory, např. buď – nebo, ani – ani.  Negace v logice a v češtině Negace ve výrokové logice znamená prostý zápor, popření pravdivosti negovaného výroku. Z toho vyplývá, že negace negovaného výroku má pravdivost původního výroku. V hovorovém vyjadřování to ale takto jednoznačné nebývá. Například český výrok „nikdo tam není“ sice obsahuje dva zápory (nikdo, není), takže striktně podle výrokové logiky bychom jej měli chápat ve významu „někdo tam je“, ale my (Češi) jej podvědomě chápeme opačně, tedy ve významu „je tam prázdno“. V němčině by stejnou situaci vyjádřili jako „niemand ist dort“ – doslovně přeloženo: „je tam nikdo“. S nejednoznačnostmi v chápání záporů se setkáváme i v jiných jazycích. Například v angličtině sloveso „must“ znamená muset, ale „must not“ znamená nesmět, nikoliv nemuset. (Pozn. red.: Nad tím se ovšem pozastaví jen český mluvčí, pro anglicky mluvícího je zcela přirozeným a logickým opakem k „muset“ „nesmět“.) V detektivním příběhu (obvykle přeloženém z angličtiny) vyšetřovatel pokládá sugestivní otázku „není pravda, že jste tam byl?“, ale ve skutečnosti otázkou myslí opak: „je pravda, že jste tam byl?“. Podobně problematická je otázka „byl jste tam, nebo ne?“. Pokud vyšetřovaný odpoví „ano“ nebo „ne“, není jasné, jak lze jeho odpověď správně chápat – jakkoliv. Jednoznačným řešením by zde byla odpověď celou větou, např. „ano, byl jsem tam“ nebo „ne, nebyl jsem tam“. Obr. 1. Příklad úrovní vstupních napětí pro logický signál v rozsahu 24 V (červeně je označena logická 1, modře logická 0) Jak třeba chápat tvrzení „nic není nemožné“ se třemi zápory? V českém jazyce podvědomě jeho význam chápeme ve významu „všechno (cokoliv) je možné“. Ale zkusme jej rozebrat po částech v duchu výrokové logiky: „nic není“ by mělo znamenat „něco je“ – takže „něco je nemožné“?, nebo snad „není nemožné“ znamená „je možné“ – takže „nic je možné“? (Pozn. red.: Takto zrádná je ovšem jen čeština, anglicky se daný výrok řekne logicky správněji: „nothing is impossible“.) S podobně nahromaděnými zápory se setkáváme často, např. v písni V+W: „nikdo nic nikdy nemá míti za definitivní“. Situaci mnohdy komplikují zápory podstatných nebo přídavných jmen, které jsou „poněkud neostré“. Často chybně ztotožňujeme negaci za protiklad k původnímu výroku. Například negací výroku „x je záporné číslo“ není výrok „x je kladné číslo“, ale „x je nezáporné číslo“ (může být i nula). Podobně negováním výroku „není vpravo“ neříkáme „je vlevo“ – může být i uprostřed nebo kdekoliv v prostoru. Není naším úkolem řešit zde problémy lingvistiky. Jen je třeba upozornit na rozpory mezi významem negace (popření) ve striktním chápání výrokové logiky a její podvědomou interpretací v hovorovém vyjadřování. Proto bychom se při popisu logických systémů (při zadávání požadavků na jejich funkci nebo při interpretaci jejich chování) měli vyhýbat formulacím se zápory nebo je alespoň používat velmi opatrně a obezřetně. V běžné mezilidské komunikaci lze případné nepochopení okamžitě rozpoznat a vysvětlit. Naproti tomu chybné porozumění požadavku zadavatele systému (na řešení hardwaru nebo softwaru) má za následek chybu ve funkci systému, kterou objevíme až při jeho uvádění do chodu nebo v průběhu jeho používání. Zjištění příčiny nebývá snadné, je spojeno se stresem, časovými ztrátami, vícenáklady, popř. ztrátou dobré pověsti – vše lze vyčíslit finančně.  Logický signál, pevná logika, hardware Jako signál je označována fyzikální veličina, která nese informaci – měronosná veličina. Může to být hodnota odporu snímače teploty nebo síly (spíše napětí na něm), napětí na vodičích termočlánku, elektrické napětí nebo proud, přiváděné na vstupní svorky řídicího systému nebo odváděné z jeho výstupních svorek. Někdy jde o spojitě se měnící veličiny – analogové signály, např. o napětí v normalizovaném rozsahu –3 až +3 V, –10 až +10 V, 0 až 10 V, proud v normalizovaném rozsahu 0 až 20 mA nebo 4 až 20 mA. Často se používají dvouhodnotové (binární) signály – poněkud nepřesně označované jako číslicové či digitální. Jejich zdrojem bývají kontakty tlačítek, relé, stykačů, spínací obvody senzorů nebo výstupní obvody řídicích systémů. Většinou jde o napěťové signály, jejichž hodnoty se mohou vyskytovat ve dvou pásmech. Například pro vstupy a výstupy programovatelných automatů (PLC) jsou obvyklé binární signály v rozsahu 24 V. Logické nule zde odpovídá nízká úroveň napětí (typicky 0 až 12 V) a logické jedničce odpovídá vyšší úroveň napětí (typicky 15 až 24 V). Mezi nimi se nachází „zakázané pásmo“ (pásmo neurčitosti, rozhodovací oblast) s hodnotami, kterých by logický signál neměl dlouhodobě nabývat – nebylo by možné mu přiřadit logickou hodnotu. Nad horní úrovní leží další „zakázané pásmo“ (pásmo destrukce). Napětí této hodnoty již může způsobit poškození vstupních obvodů řídicího systému nebo akčního členu (obr. 1). Jiné úrovně mají binární signály používané v mikroelektronických obvodech s integrovanými obvody – TTL (typicky 0 až 5 V) nebo unipolární (obvykle s nižší úrovní napětí). V logických systémech s pevnou logikou (hardwarových) odpovídají výrokům logické signály. Jsou zpracovány logickými obvody, a vytvářejí tak logické funkce. Ty jsou ekvivalentem složených výroků. Je praktické jednotlivým logickým signálům přiřadit jména, která stručně vystihují jejich význam (např. „tlačítko start“, „jeď vpravo“, „jede vpravo“, „pravý koncový spínač“). Chování systému (při zadávání nebo při vysvětlování jeho funkce) potom má podobu vyprávění příběhu podle zásad výrokové logiky, např. „stiskem tlačítka start aktivujeme pohon posuvu vpravo a po dosažení pravého koncového spínače pohyb zastavíme“. Při realizaci starších systémů byly používány soubory relé a stykačů. Logické funkce zde vznikaly propojením jejich kontaktů do kontaktní sítě. Někdy se používají i logické systémy na bázi pneumatických obvodů. V současnosti je k řešení logických systémů téměř výhradně používána mikroelektronika. Logické signály jsou zpracovávány logickými členy (hradly), které řeší dílčí logické funkce (např. AND, OR, negaci, NAND, NOR, XOR a další). Jejich propojením do sítě (mnohdy velmi rozsáhlé) vznikají požadované logické funkce. Skupiny logických členů bývají zapouzdřeny jako integrované obvody. Hustota jejich integrace postupně narůstala. První integrované obvody malé hustoty integrace (SSI – Small Scale Integration) obsahovaly jen několik logických členů, v současné době je stupeň integrace o několik řádů vyšší. Integrovanými obvody (popř. ještě dalšími součástkami) jsou osazovány desky plošných spojů. U složitějších systémů jsou desky umísťovány do rámů. S rozvíjející se technologií se zmenšují rozměry logických členů a roste hustota integrace. V pouzdru integrovaného obvodu se tak daří umístit stále větší počet logických členů. K realizaci složitých logických systémů tak postačuje jen několik pouzder, popř. jsou všechny funkce realizovány uvnitř jednoho integrovaného obvodu. Tradičně byly integrované obvody navrhovány pro konkrétně zadanou funkci – jejich vnitřní struktura a propojení logických členů byly neměnné. V současné době se převážně používají programovatelné logické obvody. Mají univerzální strukturu a uspořádání logických členů. Jejich konkrétní propojení (a tedy i výsledná logická funkce) je realizováno programováním. Používají se různé druhy programovatelných logických obvodů, např. na principu přepalovaných propojek nebo programovatelné elektrickým nábojem. Někdy je naprogramované propojení trvalé (nevratné), u některých typů lze naprogramované propojení vymazat a obvod znovu naprogramovat.  Logická proměnná, program, software Při řešení programem jsou zpracovávané signály přivedeny na vstupy programovatelného systému (PC, IPC, PLC, mikrořadiče) a jeho výstupy jsou pak připojeny k akčním členům nebo jiným prvkům výstupního charakteru. Program ale pracuje se vstupními a výstupními proměnnými, na které se vnější signály transformují. Zatímco vstupní a výstupní signály systému jsou fyzikální a měřitelné veličiny, jsou proměnné programu datové objekty charakterizované adresou, kde jsou uloženy. Syntaxe programovacího jazyka určuje typy proměnných a zásady pro jejich jména. Analogové vstupní signály jsou v analogově číslicových (A-D) převodnících převedeny do číslicové formy a uloženy v některém z formátů pro zobrazení číselných proměnných. Norma IEC EN 61131-3 definuje formáty celých čísel (integer) v rozsahu 8, 16 a 32 bitů se znaménkem nebo bez něj. Pro složitější výpočty je výhodnější formát s plovoucí řádovou čárkou (real) v rozsahu 32 nebo 64 bitů. Existují i formáty pro časové údaje. Dvouhodnotové vstupní signály jsou převedeny na logické proměnné typu (BOOLE), které mohou být používány samostatně nebo uspořádané do bitových řetězců v délce 8 (BYTE), 16 (WORD), 32 (DWORD) nebo 64 bitů (LWORD). Podobně jako u logických signálů je výhodné proměnné programu pojmenovat krátkými a výstižnými názvy (identifikátory proměnných). Je ale nutné dodržovat pravidla syntaxe pro identifikátory: mohou obsahovat číslice, malá a velká písmena z anglické abecedy (bez háčků a čárek), znak „_“ (podtržítko), nesmí obsahovat mezery, musí začínat písmenem nebo podtržítkem. Proměnné musí být deklarovány dříve, než budou použity (příklad deklarace je na obr. 5 v druhé části prvního dílu seriálu v č. 10 na str. 12). Vstupní logické proměnné jsou obvykle obrazem stavu binárních prvků z okolí řídicího systému (tlačítka, kontakty spínačů nebo stav jiných dvouhodnotových senzorů). Mohou být ale vytvářeny programem, např. jako výsledek vyhodnocení číselných proměnných. O stavu stroje obvykle informují spínače, signalizující dosažení význačné polohy jeho pohyblivých částí, např. koncových poloh, zón redukce rychlosti posuvu nebo referenční polohy. Je-li k dispozici číselný údaj o poloze, lze z něj odvodit další binární proměnné, které charakterizují důležité situace – pouhým porovnáním (operacemi rovností nebo nerovností). Podobně lze binární proměnné odvodit z číselného údaje o rychlosti pohybu, teplotě apod. Doplňkové binární proměnné mohou mít význam: „dosažena poloha výměny nástroje“, „teplota 23 °C je dosažena“, „ještě nebylo 10 h“, „počet výrobků je právě deset“. Program zpracovává jednotlivé logické proměnné a vytváří zadané logické funkce, které mají opět formát logických proměnných. Jsou uloženy jako vnitřní proměnné pro další použití nebo jsou jako výstupní proměnné převedeny na výstupní logické signály systému. Vně systému pak mohou ovládat akční členy dvouhodnotového charakteru, např. ve významu: „sepni spojku pro osu +X“, „zapni topení“, „rozsviť žlutou signálku“. Podobně jako u systémů s pevnou logikou je i zde možné popsat algoritmus logického systému jako „vyprávění příběhu podle zásad výrokové logiky“.  (Dokončení v příštím čísle.)   Ing. Ladislav Šmejkal, CSc., Teco, a. s., a externí redaktor časopisu Automa

Využití snímačů je klíčovou podmínkou realizace konceptů průmyslu 4.0

Využití vhodných snímačů ve výrobě je základním předpokladem pro implementaci konceptu průmyslu 4.0. Snímače umožňují zjišťovat hodnoty fyzikálních veličin měřených v technologických procesech pro potřeby jejich řízení i pro potřeby různých podpůrných činností, které s procesy souvisejí. Nicméně náklady na vybavení výrobních strojů a zařízení senzory a také různorodost možných úloh mají za následek, že samotní uživatelé ekonomické přínosy sběru informací pomocí senzorů nedoceňují.  Německý Svaz výrobců strojů a zařízení (VDMA – Verband der deutschen Maschinen- und Anlagebau) vydal ve své směrnici Senzory pro průmysl 4.0 seznam obchodních nástrojů a metod na podporu snížení nákladů na straně uživatelů i výrobců snímačů. Směrnice byla navržena pracovní skupinou Industrie 4.0 organizace VDMA ve spolupráci s Technologickým institutem v Karlsruhe (KIT – Karlsruher Institut für Technologie).  Stanovení požadavků na mazání kuličkových šroubů Prof. Jürgen Fleischer z KIT uvedl jako příklad demonstrující využití dat ze snímačů kuličkové šrouby. Snímače síly umožňují měřit axiální sílu a třecí moment působící na matici. Následně lze porovnáním výsledných dat a modelu popisujícího tření přesně určit potřebné mazání. Takovéto adaptivní mazání při laboratorních testech výrazně prodlužuje životnost kuličkových šroubů. Jinými snímači je možné určovat hlučnost pohybujících se strojních komponent. Hlučnost se v průběhu jejich životnosti mění, a proto umožňuje posoudit jejich opotřebení. Na letošním veletrhu obráběcích strojů a technologií EMO v Hannoveru (https://www.emo-hannover.de/, na Facebooku http://facebook.com/EMOHannover a na Twitteru http://twitter.com/EMO_HANNOVER) bude KIT vystavovat ještě jiný druh snímačů: kamerový systém v kombinaci s algoritmem strojového učení, jímž je možné monitorovat stav opotřebení kuličkových šroubů (obr. 1). Obr. 1. Měřicí souprava pro sledování stavu a řízení přídavného mazání kuličkových šroubů Software pro analýzu dat různé povahy Nevýhodou je, že implementace algoritmů pro analýzu dat ze snímačů k automatickému vyhodnocení kvalitativních vlastností systému bývá časově náročná. Software Xei­dana vyvinutý ve Fraunhoferově institutu pro obráběcí stroje a tvářecí techniku IWU (Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik) v Saské Kamenici, uživatelům nabízí balík řešení mj. pro sběr dat a automatické řízení kvality (obr. 2). Software dokáže v reálném čase pomocí optických snímačů (např. využitím několika kamer) přesně detekovat povrchové vady. Dalším krokem je využití těchto dat zpět ve výrobním systému, aby bylo možné včas zakročit, jsou-li překročeny stanovené limitní hodnoty. Jiným příkladem je snímání řezných a střižných sil a lisovacích tlaků v nástrojích tvářecích strojů.  Správná interpretace snímaných dat „Nutnost snímat data skutečně v reálném čase závisí na konkrétní úloze. Stejně důležité je určit potřebnou vzorkovací frekvenci, abychom získali dostatečně přesný popis procesu,“ vysvětluje Dr. Jörg Stahlmann, jednatel společnosti Consenses GmbH. Firma dodává měřicí techniku pro průmysl. Klíčové kompetence společnosti jsou jednak využití a implementace vhodných senzorů, jednak interpretace jimi získaných dat. Využívá přitom modely konstrukčních návrhů dodaných zákazníky. To je nutné pro správnou klasifikaci dat získaných měřením, jako např. řezných sil, tepelného toku v obráběcím nástroji a obrobku nebo kinematiky stroje. Simulace komponent, sestav a celých strojů umožňuje lépe pochopit mechanické a fyzikální procesy ve výrobních systémech. Tyto znalosti se využívají k efektivní interpretaci získaných dat. Co se týče sběru dat v reálném čase, Stahlmann vysvětluje: „Nikdy byste neměli předpokládat, že data získávaná v reálném čase vždy vedou k lepší kvalitě analýz. Tato data jsou často zaznamenávána řídicími jednotkami původně určenými k řízení určitých činností stroje. Tento účel se ne vždy slučuje s požadavky na kvalitu měřených dat.“ Dr. Fleischer uvádí příklad, kdy je záznam v reálném čase nadbytečný: „Údržba prováděná na základě stavu zařízení nevyžaduje rychlou reakci na získávaná data. V těchto případech nevadí, jsou-li data vyhodnocena až několik hodin poté, kdy byla získána. Přesto jsou senzory často využívány ke sběru dynamicky se měnících dat, např. zvuku šířícího se materiálem. Záznam těchto signálů vyžaduje velkou vzorkovací frekvenci a velmi rychlý sběr dat. V tomto případě však data mohou být uložena v paměti, aby byla vyhodnocena až později, a jejich vyhodnocení může být delegováno na výkonný externí server.“Obr. 2. Pro řízení kvality, např. zpracováním údajů z kamer, je vhodný software Xeidana Jiným příkladem jsou analýzy trendů v průběhu delší časové periody. Není nutné uchovávat veškerá data, archivovány by měly být pouze vybrané hodnoty. Například u vyhodnocení spotřeby energie je dostatečný sběr dat ve čtvrthodinových intervalech. Kromě toho nemá velký přínos snímat data v reálném čase, jsou-li určena k podpoře manažerského rozhodování.  Sběr dat v reálném čase pomáhá předcházet poškozením Sběr dat v reálném čase je naopak nezbytný v případech zajištění bezpečnosti strojů, nástrojů či obrobků a pro řízení stability procesu. To je případ poškození nástrojů nebo nadměrného namáhání sestav, jako jsou ložiska nebo komponenty rámů strojů. Někdy je smysluplné snímat vhodnými senzory rovněž materiálové vlastnosti obrobků.  Propojení měřených dat Vědci z Fraunhoferova institutu IWU monitorují v reálném čase síly, kinematiku stroje a namáhání tvářecích lisů. Tato data však nejsou vyhodnocována jednotlivě: slouží jako vstup do softwarového analytického modulu Smart Stamp, kde jsou propojena a společně vyhodnocována. Zjišťují se např. rozsahy pohybů, náklon formy nebo rychlost jejího opotřebení. Zatímco izolovaná data z jednotlivých senzorů jsou často sama o sobě ne­užitečná, propojením několika datových zdrojů je možné získat informace o stavu stroje a formy.  Virtuální senzory Na strojích existují místa, kam není možné senzory umístit – byly by špatně dostupné nebo by jejich instalace byla komplikovaná a nákladná. To je někdy příčinou, proč nejsou relevantní data o stavu strojů či výrobních procesů k dispozici. Odborníci z IWU navrhují využít virtuální senzory. Základem jsou reálné senzory instalované na různých místech stroje. Na základě hodnot, které tyto senzory měří, a modelu stroje je zjišťována hodnota veličiny, kterou nelze měřit. Dobrým příkladem je deformace rámu lisu: při řešení projektu iMain vědci z IWU dokázali, že se hodnoty vypočítané jejich virtuálním senzorem velmi dobře shodují s hodnotami z reálného senzoru.  O veletrhu obráběcích strojů a technologií EMO Hannover 2019 je mezinárodní veletrh obráběcích strojů a technologií, jehož letošní ročník se bude konat 16. až 21. září. Vystaveny budou nejnovější stroje a řešení se zaměřením na efektivitu výroby, podpůrné služby nebo udržitelnost výrobních procesů. Hlavní zaměření veletrhu je na obráběcí a tvářecí stroje, výrobní systémy a vysoce přesné nástroje, automatizaci materiálového toku, výpočetní techniku, průmyslovou elektroniku a příslušenství. Návštěvníky veletrhu jsou zástupci strojírenského průmyslu, automobilového i leteckého průmyslu, přesného strojírenství a optických komponent, lékařské techniky, ocelových a lehkých konstrukcí a dalších průmyslových oborů. Veletrh EMO Hannover je nejdůležitější celosvětové setkání odborníků na výrobní technologie. V roce 2017 bylo na veletrhu téměř 2 230 vystavovatelů ze 44 zemí a přišlo 130 000 návštěvníků ze 160 zemí.  Jiří Hloska Obr. 1. Měřicí souprava pro sledování stavu a řízení přídavného mazání kuličkových šroubů Obr. 2. Pro řízení kvality, např. zpracováním údajů z kamer, je vhodný software Xeidana

Kabely v norském metru odolají ohni i mrazu

Moderní podzemní dráha v norském hlavním města Oslo je velmi dobře technicky vybavena. Velké nároky jsou kladeny na kabeláž usměrňovacích stanic, které převádějí střídavý proud z veřejné sítě na stejnosměrný proud pro pohony vlaků. "V případě nehody je životně důležité, aby se vlaky především dostaly z tunelu," říká Lars Nilsen, produktový manažer společnosti LAPP Norsko. Proto byl použit výkonný kabel LAPP, dvojitě izolovaný a ohnivzdorný, který vydrží prakticky každé představitelné zatížení. V závislosti na zapojení může měděným vodičem o průřezu 400 mm2 proudit až 1 270 A. Proti požáru je kabel chráněn obalem dvěma vrstvami slídové pásky K zamezení úniku elektromagnetických impulzů je izolace pokryta ještě stínicí vrstvou o průřezu 30 mm2. Nad touto vrstvou je podobně provedený plášť ze speciálního polymeru EVA. Vzhledem k propracovanému opláštění je kabel 44 mm tlustý a váží neuvěřitelných 4 730 kg/km. Měděný vodič je dobře chráněn, takže kabel nešíří oheň. Tím je zajištěno, že kabeláž zůstane funkční i v případě požáru a vozy metra jsou stále napájeny elektřinou, dokud nevyjedou z tunelu.Obr. 1. Náročná příprava a montáž kabelu pro norské metro Kromě toho kabel neobsahuje halogeny a zabraňuje úniku kouřových emisí. Nevytváří toxické plyny a je certifikován dle norem NES 02-713 a NFC 20-454. To je důležité v případě, že je kolej zablokována a vlak nemůže opustit tunel. Pokud by k tomu došlo, pasažéři by byli evakuováni z tunelu, aniž by vdechovali kouř nebo dráždivé výpary. Pro metro v Oslo byly speciálně vyvinuty také ohnivzdorné kabelové spoje. Kabely i spojovací prvky vydrží požár a mohou v jeho průběhu stále napájet vlaky elektřinou. Funkce protipožární ochrany však nebyly pro vývojáře v Lapp jedinou výzvou. Kabel pro metro si musí zachovat pružnost i v zimě, výsledkem vývoje byl kabel, který zůstává ohebný při malém poloměru ohybu při šestinásobném vnějším průměru i při teplotách pod –20 °C. Je důležité, aby plášť na vnější straně ohybu neměl žádné příčné trhliny. Byl použit kabel určený pro provoz při teplotě v rozsahu od –40 °C do +90 °C. Po uložení jsou kabely ještě chráněny proti hlodavcům páskou ze skleněných vláken. Kvalita produktů LAPP nezůstala bez povšimnutí zákazníka. S provozovatelem Sporveien Oslo podepsala nedávno společnost LAPP Norsko druhou rámcovou smlouvu. (Lapp)  

Elektroprojekční software pro automatizaci

V souvislosti s automatizací vyvstává také potřeba dokumentace, ať už k elektroprojektu pro ovládání výrobních zařízení, nebo výrobě produktů. Zde jsou stručné informace o dvou CAD programech určených pro tento účel. PC|SCHEMATIC Program PC|SCHEMATIC Automation (zkráceně PCSCHEMATIC) není v ČR žádným nováčkem. Přestože je možné ho používat i pro projekty elektroinstalace, zde bude stručně představen jako program vhodný zejména pro elektroprojektování v oblasti automatizace.Obr. 1. Prostředí programu PC|SCHEMATIC Jde o projektově orientovaný databázový program – používá databázi s potřebnými daty konkrétních přístrojů a umožňuje pracovat na projektu s neomezeným počtem stránek, které zahrnují všechny potřebné informace. Vybráním prvku z databáze program automaticky nabídne potřebné schematické symboly, očísluje jejich vývody, pošle odpovídající mechanický symbol do výkresu rozváděče a data přístroje do výpisů materiálu podle nastavení. Projekt zahrnuje všechny výkresy nutné pro daný účel (schémata, rozváděče, ovládacích panely atd.) spolu s automaticky generovanými výpisy (materiálu, PLC, kabelů a svorek, spojů atd.) a pomocnými výkresy (montážní schéma, výkres kabelů a svorek atd.). Změna provedená ve schématu nebo ve výkresu rozváděče se automaticky promítne do všech navazujících stránek projektu. Stránky projektu zahrnují i titulní stránku, technickou zprávu a jakékoliv další informace, ať už v podobě vložených obrázků, textových dokumentů, tabulek v Excelu, či výkresů DWG nebo DXF atd. Program umožňuje export projektu do inteligentního PDF, napsání vlastních aplikací nebo skriptů. Zahrnuje překladač textů cizích jazyků, funkce pro práci s PLC apod. Program PC|SCHEMATIC Service je určen pro montáž a osazení rozváděčů a panelů, stejně jako pro údržbu a opravy elektrických zařízení. Pracuje s projekty vytvořenými v programu PC|SCHEMATIC, ale bez možnosti je modifikovat.  Solid Edge Electrical Tento software od společnosti Siemens je určen pro navrhování kabelových svazků a zkreslení jejich kompletní dokumentace. Nachází využití v automobilním, leteckém a vojenském průmyslu, stejně jako při výrobě domácích elektrospotřebičů (bílé zboží), ovládacích pultů, různých elektrických zařízení atd. Solid Edge sám o sobě je znám především jako 3D systém MCAD. Připojením modulů Solid Edge Wiring, Solid Edge Harness a Solid Edge Routing vzniká Solid Edge Electrical.Obr. 2. Část výkresu svazku vodičů v Solid Edge Electrical Solid Edge Wiring umožňuje nakreslit elektrické zapojení zaměřené na následné vytvoření 2D výkresu svazku vodičů či kabelů v Solid Edge Harness. Solid Edge Routing potom dovolí připojení k 3D Solid Edge, ve kterém je nakreslen prostorový model mechanické části výrobku a kde lze poté vytvořit i 3D model svazku vodičů/kabelů. Jednotlivé části Solid Edge Electrical zahrnují množství nástrojů, díky nimž jsou kreslení schématu i návrh kabelového svazku jednoduché, automatizované a správné. Kreslení elektrického zapojení je rychlé, zatímco kontrola zapojení ujistí projektanta o správném zakreslení daného obvodu. Zabudovaný simulátor kontroluje možnosti zkratu, velikost proudu v jednotlivých vodičích, úbytky napětí na vodičích atd. Knihovna potřebných komponent zahrnuje nejenom elektrické prvky, ale i mechanické části, které se svazkem vodičů či kabelů souvisejí (průchodky, těsnění, upevňovací materiál atd.). Uživatel si může vytvořit knihovní prvky podle své potřeby. Výstupem je výkres schematického zapojení, 2D výkres rozvinutého tvaru svazku vodičů, výpisy materiálu, vodičů, konektorů. Zobrazení svazku ve 3D je výstupem z programu Solid Edge. Změny provedené v návrhu se dynamicky promítají do výstupů, které jsou tak udržovány aktuální. Více informací zájemci naleznou na webových stránkách www.cadware.cz/elektrotechnika/. Ing. Milan Klauz, CADware s. r. o.

MVK Fusion – jeden modul pro maximální rozmanitost

MVK Fusion – jeden modul pro maximální rozmanitost   MVK Fusion je komunikační modul Profinet/PROFIsafe, který umožňuje zapojení těchto přístrojů: •            standardních digitálních senzorů a akčních členů, •            bezpečnostních digitálních senzorů a akčních členů, •            přístrojů s rozhraním IO-Link Tato inovativní kombinace vede k pokročilými koncepcím automatizačních řešení. Užití modulu MVK Fusion se zjednodušuje konfiguraci a instalaci. Celou konfiguraci lze provést v inženýrském nástroji bezpečnostního řízení. Vývojář softwaru a konstruktér elektro se nemusí učit specifické nástroje výrobce a studovat jeho příručky. Při užití modulu MVK Fusion stačí méně sběrnicových modulů na každou modulární jednotku, v nejlepším případě pouze jeden. To přináší zajímavé možnosti zapojení v mnoha automatizačních řešeních.   Jeden modul pro maximální rozmanitost Zvláštností sběrnicového modulu MVK Fusion je jeho rozmanitost. Je určen pro standardní digitální senzory a akční členy, bezpečnostní digitální senzory a akční členy a také zařízení s rozhraním IO-Link. MVK Fusion má tato zásuvná místa: •            dvě standardní digitální zásuvná místa, která je možné nakonfigurovat libovolně jako vstup nebo výstup podle toho, jak to vyžaduje daná aplikace, •            čtyři bezpečnostní zásuvná místa, která zajišťují, aby bylo možné bez zvýšených nákladů do instalační koncepce zahrnuty téměř všechny digitální bezpečnostní požadavky, •            dvě zásuvná místa IO-Link nabízejí velmi širokou škálu funkcí, protože integrují do sběrnicového systému i složité senzory a akční členy; kromě toho jsou také vhodné pro nákladově efektivní rozšíření digitálních standardních signálů prostřednictvím hubů IO-Link. MVK Fusion je navržen tak, aby usnadňoval instalaci, šetřil prostor a snižoval počet potřebných modulů.   Maximální flexibilita pro bezpečnostní aplikace Modul MVK Fusion umožňuje zahrnout do instalace i bezpečnostní úlohy. Pomocí tří bezpečných dvoukanálových vstupních portů lze shromažďovat signály typických bezpečnostních senzorů, jako jsou nouzové vypínače, světelné závory, obouruční ovládání, bezpečnostní dveře atd. Lze dosáhnout funkční bezpečnosti až do úrovně PLe. Bezpečný výstupní port se dvěma bezpečnými výstupy může být konfigurován podle potřeb dané aplikace (spínání PP, PM nebo PPM) a umožňuje proto integraci nejrůznějších typů akčních členů až po dvojité ventily a ventilové ostrovy,i v tomto případě s funkční bezpečností až do úrovně PLe. Speciální port IO-Link třídy B zajišťuje, aby bylo možné zařízení IO-Link, jako jsou ventilové ostrovy nebo huby, jednoduchým způsobem bezpečně vypínat až do úrovně vlastností PLd. S využitím MVK Fusion lze tedy dosáhnut vysokých bezpečnostních úrovní a optimální ochrany lidí i strojů.   Nastavení bezpečnostních parametrů pomocí několika kliknutí myší S modulem MVK Fusion je konfigurace bezpečnostních senzorů a akčních členů velmi snadná. V inženýrském nástroji bezpečnostního řízení stačí pomocí několika kliknutí myší vybrat bezpečnostní funkce (např. světelné záclony nebo nouzové vypínače) a konfigurace je hotova. Uživatel (většinou vývojář softwaru ne konstruktér elektro) nepotřebuje žádné specifické znalosti o parametrech modulu. Odpadá dodatečné ověřování (výpočet CRC) prostřednictvím dalšího speciálního softwaru výrobce. Práce tak jde rychleji a šetří nervy, protože chybná zadání jsou vyloučena.   Vysoký výkon Modul MVK Fusion vyhovuje požadavkům  Profinet Conformance Class C (IRT), má funkce Shared Device a odolává síťové zátěži podle Netload Class III. Díky tomu nestojí nic v cestě, aby byl modul MVK Fusion použit tam, kde je požadován maximální výkon a absolutní spolehlivost. Jsou stavebním kamenem pro řešení Profinet par excellence.   Široké spektrum využití Plně zalisované robustní kovové pouzdro otevírá široké spektrum využití sahající až po náročné svářecí úlohy. Modul ukládá chyby s časovým razítkem na integrovaném webovém serveru, i v případě výpadku napětí. Chyby lze snadno nalézt, a tím jsou redukovány prostoje. Pomocí otočného přepínače se nastavuje bezpečnostní adresa přímo na modulu a prostřednictvím adresy „000“ je také možné obnovit do továrního nastavení modulu MVK Fusion. Modul je možné používat i při vysokých okolních teplotách (až do 60 °C) v kombinaci s vysokými proudy (až do 16 A). Volitelný chladič pro tyto extrémní podmínky rozšiřuje možnosti využití. Modul lze instalovat – což je neobvyklé – i v ve výrobních závodech umístěných v velké nadmořské výšce (až do 3 000 m.n.m).   Rozsáhlé diagnostické možnosti U každého jednotlivého kanálu jsou monitorovány chyby, jako jsou přetížení, zkrat senzoru nebo přerušení kabelu. Rozsáhlé diagnostické možnosti zajišťují, že chyby je možné rychle identifikovat, analyzovat a odstranit. Další informace jsou uvedeny na  www.murrelektronik.cz.                                                                                                           (Murrelektronik)

Vertikální modul pro manipulátory a zakladače

Brněnská společnost HIWIN s. r. o. představila vertikální modul pro lineární systém HD4 navržený pro stavbu dvou a tříosých modulárních manipulátorů s možností polohování ve svislém směru. Modul zvládá zátěž do 50 kg se zdvihem od 200 do 1 500 mm při zrychlení 5 m/s2 a maximální rychlosti 2 m/s. „Konstrukci modulu, tedy osy Z, tvoří Al profil, který je osazen lineárním vedením HIWIN, a jeho polohování je realizováno pomocí ozubeného řemene vedeného soustavou řemenic. Volitelně lze modul vybavit energo řetězem, koncovými spínači polohy a také přídavnou fixací klidové polohy – pneumatickou brzdou,“ popisuje nové řešení Jan Chrást, hlavní konstruktér oddělení polohovacích systémů Hiwin. Tento modul doplňuje lineární systém HD4 o osu Z a uplatní se v tříosých kompaktních manipulátorech, zakladačích a v zařízeních pro manipulační úlohy typu pick-and-place. Modul byl navržen s ohledem na zachování modularity a kompaktnosti, kterou se vyznačují systémy HD4 i všechny moduly řady Hx. Zákazník si může zvolit některou ze základních variant a vedle toho si mohou zvolit jinou převodovku i motor. „Ve spolupráci se zákazníky jsme schopni navrhnout pro danou aplikaci optimální parametry pohonu a doporučit vhodné komponenty řízení, jak od značky HIWIN, tak od ostatních dodavatelů. Samozřejmostí je kompletní dodávka na míru,“ Tomáš Sojka, obchodní manažer oddělení polohovacích systémů HIWIN s. r. o.

Decentrální systém Cube67 firmy Murrelektronik ve zkušebních zařízení Hager

Kdo si nechává provádět nebo rekonstruovat elektroinstalaci v domě, v bytě nebo třeba ve výrobní hale, setká se téměř s jistotou s produkty a řešeními značky Hager. Tato společnost je předním specialistou na automatizaci budov a na elektroinstalace. Prodejní síť stejně jako výrobní závody firmy Hager jsou rozmístěny na všech kontinentech. ýroba vyhovuje nejvyšším standardům kvality. Žádná komponenta se nedostane do obchodu, dokud není do detailu prověřena její funkčnost. Pro tyto testy jsou zapotřebí prvotřídní zkušební zařízení. V tomto případě platí: pokud jsou nároky vysoké, je nejlepším řešením vzít věci do vlastních rukou. Proto si společnost Hager sama vyrábí stroje a zařízení pro testování svých produktů. Tým technicky zdatných a zkušených techniků, sídlí ve městě Obernai ve východní Francii. Obr. 1. Konstruktéři mohou jednotlivá zásuvná místa používat jako vstupy nebo výstupy, a mohou tedy ze standardních modulů vytvořit „na míru šité“ kombinované moduly Společnost Hager hledala optimální koncepci instalace pro automatizaci testovacích zařízení. Hlavní výzvou je, že žádný stroj není jako druhý. Neustále je třeba brát v úvahu nové aspekty. U různých produktů musí být kontrolovány velmi odlišné kvalitativní vlastnosti a funkce.Testovací zařízení jsou používána ve výrobních závodech po celém světě, proto jsou na ně kladeny rozmanité požadavky. Jen několik málo instalačních oblastí může být konstruováno podle opakujících se vzorů. Úkol je komplikován vysokou hustotou vstupů a výstupů, které je potřeba umístit na velmi malý prostor. Důležité je také, že stroje musí být dokončeny v krátkém čase, protože poptávka po výkonných a spolehlivých testovacích zařízeních v rámci skupiny Hager je vysoká a cykly pro zavádění nových výrobků jsou velmi úzce koordinované a závazné. Pro instalační koncepci to znamená, že musí být velmi flexibilní, a proto rozhodli odpovědní pracovníci firmy Hager, že bude použit modulární decentrální kompaktní systém Cube67 společnosti Murrelektronik. Rozhodující přednost: flexibilita Díky flexibilitě systému Cube67 jej může Hager využít nejrůznější I/O moduly. Podle potřeby se do instalace začlení komponenta se čtyřmi nebo osmi zásuvnými místy. V některých strojích se používají moduly se zásuvnými místy M12, často však Hager využívá také obzvláště kompaktní moduly se zásuvnými místy M8. Tím se šetří místo a umožňuje shromáždit mnoho vstupů a výstupů na malém prostoru. Moduly se umísťují přímo vedle senzorů a akčních členů, tedy přímo v procesu, např. na pneumaticky poháněných jednotkách nebo na podavačích. Obr. 2. Systémové vedení, které přenáší data i energii, představuje velkou výhodu ve vlečných řetězech, kde je často velmi málo místa  Odtud mohou elektrokonstruktéři propojit senzory a akční členy pomocí velmi krátkých kabelů. Díky tomu je instalace nenáročná a úsporná. Druhou výhodou flexibility je pro firmu Hager multifunkčnost portů. U jednotlivých zásuvných míst se mohou konstruktéři rozhodnout, zda jej chtějí využívat jako vstup nebo výstup, takže mohou ze standardních modulů vytvořit „na míru šité“ kombinované moduly, se kterými mohou propojit jak senzory, tak i akční členy v blízkosti modulu. Díky multifunkčnosti je možné snížit počet variant modulů a také celkový počet potřebných modulů, což přináší výhody co do nákladů, prostoru i instalace. Kromě toho mohou konstruktéři firmy Hager také jednoduchým způsobem přímo na místě ovládat ventily pomocí přípojek ventilových ostrovů Cube67 (vícepólové konektory). Jeden kabel pro data a napájení Pro firmu Hager je výhodné, že moduly systému Cube67 společnosti Murrelektronik je možné se sběrnicovým uzlem propojit pouze jediným systémovým kabelem. Kromě toho se vedení propojuje sériově od jednoho modulu k dalšímu. Vytváří se hvězdicová topologie vedení, která poskytuje maximální flexibilitu. Obr. 3. Moduly se umísťují přímo vedle senzorů a akčních členů, tedy přímo do procesu, např. na pneumaticky poháněných jednotkách nebo na podavačíchSystémový kabel přenáší jak data, tak i energii pro napájení senzorů a akčních členů, není tedy nutné instalovat k modulům dva samostatné kabely. Tímto způsobem mohou konstruktéři dosáhnout výrazného zjednodušení instalace. Potřebují jen poloviční počet kabelů, rychlost instalace je dvojnásobná a navíc je možné pro elektroinstalaci plánovat celkově méně prostoru. To je zvláště výhodné ve stísněných prostorech vlečných řetězů. Systémové vedení Cube67 společnosti Murrelektronik bude firmě Hager dodáno předmontované, přesně v požadovaných délkách. Nebude proto nutné montovat na kabely konektory, což má dvě výhody: firma Hager ušetří čas a dále se tím vyloučí mnoho zdrojů možných chyb, protože funkčnost prefabrikovaných kabelů od společnosti Murrelektronik se stoprocentně kontroluje ještě ve výrobním procesu.   Vysoká disponibilita díky diagnostice pomocí Cube67 Pro ekonomický provoz strojů firmy Hager je velmi důležitá vysoká disponibilita. Z tohoto důvodu je nezbytné rychle odhalovat a odstraňovat chyby. K tomu využili konstruktéři rozsáhlé diagnostické možnosti systému Cube67, které personálu údržby na místě usnadní hledání příčiny problému, její analýzu a odstranění pomocí vhodných opatření. Technici z výrobních závodů firmy Hager jsou k tomu školeni svými kolegy v Obernai. A pokud by přece jen došlo k problému, který nelze snadno vyřešit, může se vzdáleným přístupem přes Internet „zapojit“ tým z Obernai. Přechod „od Profibus k Profinet“ zvládli odpovědní pracovníci firmy Hager úspěšně již před několika lety. Ohledně instalační koncepce mohou hovořit o dobrých zkušenostech. Koncepce Cube dovoluje změnu protokolu beze změny systému, proto je možné jednoduše vyměnit sběrnicový uzel a připravit tím zařízení pro použití v nadřazeném systému Profinet. V rovině pod sběrnicovým uzlem mohla zůstat struktura nezměněná. Obr. 4. Pomocí přípojek ventilových ostrůvků Cube67 (vícepólové konektory) je možné ovládat ventily jednoduchým způsobem přímo na místěTím se velmi snižují nároky na dokumentaci a programování, ale také náklady na vnitřní procesy nebo udržování zásob. Také v současné době těží firma Hager z koncepce společnosti Murrelektronik. Zatímco asi 80 % strojů a zařízení je pro integraci do systémů Profinet připraveno, je zde naopak 20 % v prostředí sítě Ethernet/IP. Zde platí, co se již podařilo při přechodu ze sběrnice na Ethernet: stačí jednoduše vyměnit sběrnicový uzel a pak pokračovat podle již známých principů.   (Murrelektronik)