Aktuální vydání

celé číslo

02

2017

Veletrh Amper 2017 v Brně

Komunikační systémy v průmyslu

celé číslo
Kybernetická bezpečnost průmyslových řídicích systémů (část 3)

Mario Chiock, Del Rodillas   Článek popisuje, co hrozí průmyslovým řídicím systémům z hlediska kybernetické bezpečnosti, a shrnuje, jak těmto hrozbám čelit. Uvádí devět základních funkcí, které by měla splňovat moderní platforma pro zabezpečení průmyslových řídicích systémů, aby zajistila maximální dostupnost zařízení a přitom je ochránila před existujícími i dosud neznámými hrozbami.   Článek je redakčně upravenou verzí studie Defining the 21st Century Cybersecurity Protection Platform for ICS společnosti Palo Alto Networks. První dvě části článku byly zveřejněny v č. 2/2016, str. 34–36, a v č. 4/2016, str. 42–44.   2.5 Detekce neznámého malwaru a prevence proti němu Dále je třeba zabývat se otázkou, jak se vypořádat s neznámým malwarem, který se šíří v komunikační síti ICS. To je úkol centrálního jádra pro inteligentní rozpoznávání hrozeb. Moderní bezpečnostní platforma musí izolovat místo v síti s podezřelou komunikací a poslat informace bezpečnostnímu jádru, které provede rychlou automatickou analýzu a navrhne ochranná opatření jako spuštění antivirového programu, úprava slabého místa apod. Komponenta, která má tuto funkci, může pracovat samostatně, ale efektivnější je tehdy, když je součástí kompletní platformy. Potom může automaticky nejen analyzovat hrozby, ale také poskytnout ochranným zařízením, tj. firewallům, návrh opatření. Detekce je totiž užitečná, ale svého efektu dosahuje jen v uzavřené smyčce. Protože bezpečnostní jádro sbírá různé informace i s jejich kontextem, je analýza velmi efektivní a pomáhá se vypořádat i s útoky typu zero day. Při výběru vhodné platformy je tedy třeba být opatrný na taková řešení, která uživateli jen oznámí, že má problém, ale s jeho řešením mu nepomůžou. Na obr. 6 je ukázán koncept řešení, které rychle odhalí neznámé hrozby a pomůže je zastavit. Jestliže takový systém navíc podporuje vytváření bezpečnostních elektronických podpisů, pomůže i těm zákazníkům, kteří jsou citliví na sdílení souborů mimo hranice podniku.   2.6 Obrana proti útokům typu zero day na koncová zařízení V dalším textu bude věnována pozornost ochraně terminálů HMI, řídicích serverů, pracovních stanic a počítačů administrátorů s privilegovaným přístupem. Na těchto počítačích je provozován software, jehož slabá místa mohou být napadena i na dálku – tento útok se nazývá remote exploit. Uživatel také může podvodný malware spustit sám, úmyslně nebo omylem. Tradiční systémy zabezpečení koncových zařízení hledají signatury, řetězce a chování typické pro kybernetický útok. Takto lze ovšem zastavit jen útok známým malwarem, pro dosud neznámý malware nebo exploit takový typ ochrany vyžaduje značný výpočetní výkon, a přesto je jeho účinnost dosti problematická. Koncová zařízení ICS přitom neohrožují jen útoky zero day v pravém slova smyslu, ale i útoky známým malwarem a již prozrazenými exploity, proti nimž není koncové zařízení dostatečně chráněno, protože od poslední aktualizace jeho softwaru uplynula značně dlouhá doba.   Přístup, který hledá známé signatury, tedy může být jen jednou z variant, ale systém, který zastaví i neznámý exploit, musí účinně blokovat všechny metody používané exploity a malwarem [8]. Každoročně se objeví velké množství nového malwaru, ovšem počet metod průniku, které malware používá, je v řádu desítek až stovek a ročně se objeví jen dva až čtyři nové exploity. To je množina, s níž už lze pracovat. Přestože exploit často využívá kombinaci metod, jimiž se snaží systém napadnout, většinou stačí zablokovat i jen jednu z nich, aby byl útok odvrácen. Ukazuje se, že účinnější je soustředit se na to, jak útok zastavit, než hledat typické řetězce a chování malwaru. Tato metoda je použitelná také pro ověřování instalačních balíčků stažených ze stránek dodavatele softwaru, zda neobsahují trojské koně, podobné např. viru Energetic Bear. Také účinně zabraňuje pokusům o instalaci neautorizovaného softwaru. To, že instalaci nového softwaru je třeba autorizovat, pomáhá udržovat kázeň a přehled o tom, jaký software je na koncových zařízeních nainstalován.   Systém ochrany koncových zařízení využívající popsaný způsob obrany před útoky typu zero day musí také spolupracovat se systémem ochrany komunikační sítě a komunikovat s centrálním jádrem pro detekci hrozeb (obr. 7).   2.7 Centralizovaná správa a reportování Průmyslové řídicí systémy ICS jsou zpravidla velmi distribuované: někdy zahrnují jen jednotlivé stroje a linky v jednom závodě, ale jindy také různé geograficky vzdálené závody nebo např. u distribučních sítí kompresorové stanice plynovodů či rozvodny elektrické sítě. Platforma zabezpečovacího systému musí zajišťovat jejich centralizovanou správu. Spíše než sice centralizované, ale jednotlivé samostatné bloky je výhodnější mít jednu platformu pro všechny potřebné funkce: správu bezpečnostních pravidel, prevenci útoků, databázi povolených URL atd. Systém musí být schopen efektivně agregovat lokálně získané informace a vytvářet konsolidovaný pohled na celý provoz. To výrazně pomáhá při vyšetřování incidentů a při tvorbě podpůrné dokumentace vyžadované při auditu.   2.8 Zabezpečení mobilních zařízení a virtualizovaných systémů Mobilní zařízení a virtualizovaná datová centra zatím nejsou zcela běžnou součástí ICS, ale mnohé významné podniky již zjistily, že využití této techniky pomáhá zvýšit efektivitu a snížit náklady. Začínají se tak využívat např. mobilní terminály HMI v podobě průmyslových tabletů, vhodných pro práci přímo v provozu. Pro zajištění bezpečnosti musí i tato zařízení konzistentně respektovat všechna bezpečnostní pravidla. Některé organizace také již začaly slučovat fyzické servery určené pro aplikace, SCADA, Historian atd., do několika virtualizovaných strojů s jedním supervizorem. Většina uživatelů ICS je při využití mobilních zařízení a virtualizace váhavá, ale jejich čas přichází. To je spojeno s novými požadavky na zabezpečení virtualizovaného prostředí, např. zabezpečením komunikace horizontálním směrem, mezi jednotlivými stroji. Ať už je stupeň využití virtualizace a mobilních zařízení v podniku jakýkoliv, s ohledem na budoucnost je třeba vybírat takové zabezpečovací systémy, které si i v tomto případě mohou poradit.   2.9 Výkonné API a rozhraní pro správu podle průmyslových standardů Platforma, která je vybavena popsaným inteligentním jádrem, přesto potřebuje mít možnost začlenění dodatečných modulů, které pokryjí dříve nepředvídatelné potřeby nebo dodají nové funkce. Proto musí platforma podporovat rozhraní pro správu podle průmyslových standardů a otevřená rozhraní API (Application Programming Interface). Tato rozhraní společně umožní integraci systémů třetích stran, potřebných např. pro zlepšenou správu a konfiguraci bezpečnostních pravidel, analýzu logů, reportování a další důležité bezpečnostní funkce. Například systémy SIEM (Security Information and Event Management) jsou samy o sobě velmi výkonné a dokážou agregovat data z mnoha zdrojů, včetně komunikační sítě, serverů, databází i ze zabezpečovacího systému.   V uplynulých několika letech byly vytvořeny standardy zabývající se speciálně kybernetickou bezpečností kritické infrastruktury a ICS. Jde např. o standardy NERC CIP (North American Electric Reliability Corporation – Critical Infrastructure Protection) pro elektrické rozvodné sítě nebo CFATS (Chemical Facility Anti-Terrorism Standards) pro chemický průmysl. Normy ISA 62443 (Network and system security for industrial-process measurement and control, původně označená a stále běžně známá jako ISA S-99) nebo NIST Special Publication 800-82 Guide to Industrial Control Systems (ICS) Security mohou sloužit jako průvodce a doporučení pro implementaci zabezpečovacího systému. Nejnovější normou je NIST Cybersecurity Framework (CSF). Splnění podmínek této normy je povinné pro vládní agentury USA, ale současně může být dobrým návodem pro všechny podniky kritické infrastruktury [9]. Podniky, které budou používat 21st Century Cybersecurity Protection Platform, budou schopny lépe plnit podmínky uvedených norem, snáze projdou bezpečnostním auditem, ale především budou odolnější proti všem kybernetickým hrozbám.   Vyčerpávající popis NIST CSF není úkolem tohoto článku, ale v tab. 1 je alespoň přehledově uvedeno, jaké funkce NIST CSF popisuje a jak souvisejí s 21st Century Cybersecurity Protection Platform od Palo Alto Networks.   3. Závěr Kybernetické hrozby namířené proti ICS dosáhly takového stavu, že současné metody obrany přestávají být účinné. Jsou třeba nové platformy, které se dokážou vypořádat s různými typy hrozeb a zaručí maximální dostupnost průmyslových zařízení. Tyto platformy, aby dokázaly útok zastavit už v samém počátku, musí kombinovat zabezpečení komunikační sítě a zabezpečení koncových zařízení s inteligentním jádrem pro detekci hrozeb. Navíc musí přinášet podrobný přehled na aplikační a uživatelské úrovni. Taková platforma musí nejen detekovat hrozby, ale také předcházet útokům, a to i těm dosud neznámým. Nebezpečí spojená s provozem kritické infrastruktury a průmyslových zařízení jsou zkrátka tak velká, že nic jiného než prevence nepřipadá v úvahu. Nakonec, platforma musí být snadno použitelná a ovladatelná a musí spolupracovat s ostatními zabezpečovacími systémy.   Literatura: [8] Enterprise Security Platform [online]. Webové stránky produktu. Palo Alto Networks, Inc., Santa Clara, USA, 2007 až 2015 [cit. 27. 1. 2016]. Dostupné z: <https://www.paloaltonetworks.com/products/platforms.html> [9] ANSI/ISA-62443-1-1: Security for Industrial Automation and Control Systems, Part 1: Terminology, Concepts, and Models. ISA, 2007. [10] Forrester Research. Developing a Framework to Improve Critical Infrastructure Cybersecurity [online]. Prepared for NIST, 2013. [cit. 27. 1. 2016]. Dostupné z: <http://csrc.nist.gov/cyberframework/rfi_comments/040813_forrester_research.pdf> [11] Traps: Advanced Endpoint Protection [online]. Palo Alto Networks, Inc., Santa Clara, USA, 2015 [cit. 27. 1. 2016]. Dostupné z: <https://www.paloaltonetworks.com/content/dam/paloaltonetworks-com/en_US/assets/pdf/datasheets/Endpoint/endpoint-protection.pdf> [12] NIST Framework for Improving Critical Infrastructure Cybersecurity [online]. National Institute of Standards and Technology, 2014 [cit. 27. 1. 2016]. Dostupné z: <www.nist.gov/cyberframework/upload/cybersecurity-framework-021214-final.pdf>   Upozornění: Tento článek vyjadřuje osobní názory autorů, nikoliv oficiální stanoviska firem, pro něž autoři pracují. Článek je určen pro vzdělávací účely, nikoliv jako propagace firem, pro něž autoři pracují, ani jiných firem.   Mario Chiock, American Petroleum Institute, Del Rodillas, Palo Alto Networks   Mario Chiock, Cybersecurity & Disruptive Technology Executive Adviser, American Petroleum Institute Mario Chiock dříve pracoval jako náměstek pro kybernetickou bezpečnost (CISO) ve společnosti Schlumberger a získal velké zkušenosti v oboru zabezpečení ICS určených pro těžbu ropy a zemního plynu. Je také aktivním členem společnosti ISSA (Information Systems Security Association) a dobrovolným školitelem programu Certified Information Systems Security. Byl členem správních a dozorčích rad společností WatchFire (nyní IBM), McAfee, ISS (nyní IBM), Qualys, Solera Networks (nyní Blue Coat) a v současné době je aktivním členem správní rady firmy Palo Alto Networks a dozorčích rady firem Onapsis a Watchful Software. Je předsedou podvýboru pro kybernetickou bezpečnost společnosti American Petroleum Institute (API) a jedním ze zakladatelů střediska pro výměnu informací o bezpečnostních hrozbách ISAC (Information Sharing and Analysis Center) v oblasti těžby ropy a zemního plynu.   Del Rodillas, Senior Manager, SCADA and Industrial Controls Cybersecurity, Palo Alto Networks Del Rodilas vystudoval elektrotechniku na Univerzitě Santa Clara (master of science) a titul MBA získal na Whartonově škole při Pensylvánské univerzitě. Pracoval a pracuje na mnohých projektech v oblasti distribučních sítí, těžby ropy a zemního plynu, dopravy i průmyslové výroby.   Obr. 6. Nativní funkce pro vytváření zabezpečeného prostředí pro běh počítačových aplikací, která neznámé hrozby převede na známé a doporučí potřebná opatření Obr. 7. Pokročilý systém zabezpečení koncových zařízení zastavuje útoky a současně komunikuje s inteligentním jádrem pro detekci hrozeb   Tab. 1. Vztah NIST CSF a 21st Century Security Platform Funkční oblasti NIST CSF Odpovídající funkce v 21st Century Security Platform   identifikace identifikace provozu v síti s využitím velmi jemné segmentace aplikace, protokoly ICS, funkční protokoly definování uživatelů a skupin uživatelů, povolené a zakázané IP adresy, země podezřelé programy, datové řetězce, URL, domény ochrana omezení počtu vektorů hrozeb včetně aplikací, protokolů, domén, URL, uživatelů a segmentů ochrana neaktualizovaných systémů před exploity typu zero day a neznámým malwarem ochrana před podvodným použitím protokolů ICS zabezpečení mobilních zařízení a virtualizovaného prostředí ochrana před únikem dat detekce detekce neautorizovaných akcí (ať podvodných, nebo nechtěných) dešifrování šifrovaných přenosů, aby bylo možné identifikovat malware přenášený zašifrovanými zprávami detekce známých hrozeb a detekce neznámých hrozeb (IPS, antivirové programy, detekce podvodných domén a URL, příkazů a útoků označovaných jako Son of Stuxnet) detekci lze realizovat v koncových zařízeních i v síti reakce sdílení informací spojených s hrozbami mezi aplikacemi a uživateli zvyšuje účinnost reakce a umožňuje zjistit původ hrozby inteligentní jádro pro detekování hrozeb v cloudu automaticky analyzuje hrozby a doporučuje obranné opatření pro komunikační síť i koncová zařízení analytické funkce obohacuje integrace s jinými typy zabezpečovacích systémů, např. SIEMS náprava doporučení pro prevenci útoků jsou z inteligentního jádra v cloudu automaticky doručena všem koncovým zařízením informace ze všech postižených zařízení jsou přenášeny do systému centralizované správy a mohou být zprostředkovány dalším součástem systému snadná implementace segmentace a vytvoření dodatečných bezpečnostních pravidel zvyšují zabezpečení systému

Umělý život I: pojem, význam a přístupy k realizacím

Článek, první z dvojice tematicky spjatých pojednání, vysvětluje pojem tzv. umělého života, cíle sledované v tomto oboru a vhodné přístupy k jejich dosažení. Zaměřuje se nejen na aktuální stav v této významné mezioborové oblasti oboru umělé inteligence, ale i na prognózu vývoje v nejbližší době. Značná pozornost je proto věnována trendu současnosti (koncept Průmysl 4.0), kdy kybernetické systémy postupně ovládají nejenom výrobní procesy. V navazujícím příspěvku bude podrobněji popsán a na příkladech ukázán způsob poloautomatického návrhu hybridních modulárních počítačových struktur (architektur) inspirovaných přírodou. This article, the first one from two article series to the topic, describes the concept of so-called Artificial Life, its main goals and suitable approaches for their achievements. The focus is put not only on the current state of this sub-part of Artificial Intelligence, but also on predictions of its development in the near future. The current trend of increasing presence of cybernetic systems in production processes (called Industry 4.0) is described too. The second article of the series will describe one current approach for semi-automatic design of hybrid modular computer architectures inspired by life.

Bezdotykové snímače provozních veličin – přednosti a omezení (část 1)

Karel KadlecV příspěvku jsou uvedeny charakteristické rysy bezdotykových a dotykových snímačů provozních veličin, podrobněji jsou popsány principy vybraných bezdotykových snímačů (snímače teploty, polohy hladiny, průtoku a složení) a diskutovány jejich přednosti a omezení. This paper presents characteristics of contactless and contact sensors of process variables, describes in more details principles of selected contactless sensors (temperature sensors, level sensors, flowmeters and analytical sensors), and discusses their advantages and limitations. 1. Obecně o bezdotykových snímačíchJedním z hledisek, podle kterého lze rozdělovat snímače, je skutečnost, zda snímač je nebo není přímo v kontaktu s měřeným médiem. Podle toho se rozlišují snímače:dotykové (kontaktní) – některá konstrukční část snímače je v přímém kontaktu s měřeným médiem a je nutné počítat se vzájemným ovlivňováním vlastností snímače a měřeného prostředí,bezdotykové (bezkontaktní) – nepřicházejí do přímého styku s měřeným médiem, snímač neovlivňuje měřenou veličinu a měřené médium nepůsobí na materiál snímače. Bezdotykové snímače nejčastěji využívají principy elektromagnetické indukce (snímače indukční), šíření záření a ultrazvuku (snímače optické a ultrazvukové) či změny magnetického a elektrického pole (snímače magnetické a kapacitní). Bezdotykové snímače se obecně používají k vyhodnocování polohy částí strojů, materiálů či výrobků, k měření posunutí, vzdálenosti, úhlu (natočení rotujících částí strojů), frekvence otáčení, ale i k měření dalších provozních (procesních, technologických) veličin, jako jsou teplota, poloha hladiny, průtok a složení provozního média, s nimiž se lze často setkat v chemicko-technologických či potravinářských a dalších výrobách. Předložený příspěvek je věnován právě této skupině bezdotykových snímačů, jejich přednostem a omezením. Bezdotykové snímače mají mnoho předností a díky vyloučení mechanického opotřebení vykazují vysokou spolehlivost, přesnost i dlouhou životnost. Při jejich využití je však nutné se zamyslet i nad případnými omezeními a nevýhodami. Při rozhodování o využití bezdotykových snímačů je vhodné posoudit tato hlediska:existence možnosti bezdotykového měření dané veličiny,schopnost bezdotykového měření poskytnout objektivní informaci o měřené veličině,vliv přítomnosti dotykového snímače v měřeném médiu na hodnotu měřené veličiny a vzájemné působení provozního média a materiálu snímače,dynamické vlastnosti snímače. 2. Bezdotykové snímače teplotyBezdotykové měření teploty je oblast, ve které bylo díky elektronice a optice dosaženo značného pokroku. Přenosné bezdotykové teploměry nacházejí široké uplatnění při detekci tepelných ztrát a poruch, při kontrole potrubních systémů, nádrží apod. K měření rozložení teploty na povrchu objektů a k diagnostickým účelům se stále častěji využívají termokamery, které patří k nejmodernější termodiagnostické technice. Při bezdotykovém měření se teplota vyhodnocuje z intenzity infračerveného záření vyzařovaného měřeným objektem. Toto záření je optickým systémem soustředěno na vhodný detektor, jehož elektrický signál je dále zpracován v elektronických obvodech. K bezdotykovému měření teploty se využívají jednak bezdotykové teploměry (IČ teploměry, pyrometry), které poskytují obvykle číslicový výstup na displeji, a jednak termokamery (IČ termokamery, termovizní kamery), jejichž výstupem je termogram na displeji termokamery. 2.1 Přístroje pro bezdotykové měření teplotyZjednodušené blokové schéma uspořádání IČ teploměru a termokamery je na obr. 1. Tepelné záření vyzařované měřeným objektem se soustřeďuje optickou soustavou na detektor IČ záření měřicího přístroje. Optická soustava většinou funguje i jako filtr a musí propouštět záření požadovaných vlnových délek. Termokamera pracuje na principu bezdotykového měření teploty, a princip funkce je tedy stejný jako u IČ teploměrů. Zásadní rozdíl je v tom, že IČ teploměr vyhodnocuje teplotu v jednom bodě (přesněji řečeno vyhodnocuje průměrnou teplotu v určité oblasti), zatímco termokamera vyhodnocuje teplotní pole na povrchu celých objektů (obr. 1). Většina současných typů termokamer využívá tzv. maticové (mozaikové) detektory. Rozdíl je tedy takový, že v pyrometru je použit jeden senzor IČ záření, v termokameře je maticový detektor, obsahující velký počet jednotlivých senzorů tepelného záření [1]. Jako senzory infračerveného záření se používají senzory teploty, u nichž IČ záření vyvolává změnu teploty, která se poté vyhodnocuje. Takovým senzorem je např. mikrobolometr (miniaturní odporový teploměr), který mění elektrický odpor v závislosti na intenzitě dopadajícího záření. Senzory teploty pracují v široké oblasti vlnových délek a nevyžadují chlazení detekčního systému. Dále se používají kvantové fotonové senzory (fotodiody a fotorezistory), které poskytují po dopadu IČ záření elektrický signál (změna napětí či elektrické vodivosti). Kvantové detektory jsou citlivější než detektory teploty, vyžadují většinou chlazení a detekují záření jen v úzkém rozsahu spektra. Elektronické obvody řízené mikroprocesorem vypočítávají teplotu na základě změřeného zářivého toku dopadajícího na detektor. Většina IČ teploměrů má displej, na kterém je možné číst naměřené hodnoty v požadovaných jednotkách, zobrazit maximální a minimální teplotu v jistém časovém intervalu, vypočtenou průměrnou teplotu, rozdíl teplot, nastavenou emisivitu a popř. i další údaje. Výstupem termokamery je barevný obraz na monitoru – termogram. Počet zobrazených bodů na termogramu odpovídá počtu senzorů na maticovém detektoru a každý bod termogramu obsahuje informaci o teplotě. Hodnotu emisivity, popř. dalších korekcí zadává operátor prostřednictvím obslužné klávesnice. Běžnou součástí bezdotykového teploměru je zaměřovací systém, který umožňuje zaměřit přístroj na žádanou oblast měřeného objektu. K zaměření se v současné době nejčastěji používají laserové zaměřovače, které na měřeném objektu vizuálně vyznačí viditelnou stopu. Bodový laser vymezuje přibližně střed měřeného terče, dvojitý laser vymezuje průměr měřeného terče, kruhový nebo křížový laser vymezuje přibližně plochu měřeného terče. 2.2 Chyby při bezdotykovém měření teplotyJednou z hlavních příčin chybných výsledků měření je nesprávné zaměření snímané plochy měřeného objektu. Při měření musí plocha měřeného objektu zcela vyplňovat zorné pole pyrometru. Je-li tato podmínka splněna, není výsledek měření závislý na vzdálenosti přístroje od měřeného objektu. Jestliže měřený objekt zorné pole přístroje nevyplňuje, je naměřená teplota váženým průměrem teploty objektu a jeho pozadí (váha je dána podílem ploch). Další faktory, které jsou zdrojem chyb při bezdotykovém měření teploty, jsou:charakter povrchu měřeného objektu (lesklý, drsný, barevný, černý nebo také transparentní) – chyby lze kompenzovat nastavením emisivity,odraz záření z rušivých zdrojů (zdrojem záření mohou být všechny předměty v okolí měření) – chyby lze u některých přístrojů kompenzovat nastavením tzv. odražené teploty,zdroj tepelného záření za transparentním měřeným objektem,prostředí mezi měřeným povrchem a IČ teploměrem (prostupnost prostředí ovlivní např. CO2, vodní pára, prach aj.), popř. měření přes okno propustné pro IČ záření. Při měření bezdotykovým teploměrem je třeba mít vždy na zřeteli, že IČ teploměr nebo termokamera měří teplotu povrchu objektu; k měření vnitřní teploty je zapotřebí použít vhodný dotykový teploměr. Pro předcházení chybným výsledkům měření je rovněž nezbytná pravidelná kontrola a případná kalibrace bezdotykového teploměru. 3. Bezdotykové snímače polohy hladinyZjišťování polohy hladiny kapalin a sypkých hmot v zásobnících a provozních nádobách, jako jsou různé tanky, zásobní a provozní nádrže, destilační kolony, odparky, krystalizátory, mísicí nádoby apod., je v provozní praxi jednou z velmi častých úloh. Různorodost požadavků na měření hladiny se odráží ve velkém počtu měřicích metod a přístrojů od jednoduchých, jako je plovák, až po moderní, mezi něž patří i bezdotykové snímače – hladinoměry optické, ultrazvukové, radarové a radioizotopové. 3.1 Optické hladinoměryPrincip optických snímačů polohy hladiny může být založen na využití průchodu, odrazu nebo lomu paprsků viditelného, infračerveného nebo laserového záření [1]. Snímače, které využívají laser, pracují na podobných principech jako radarové (mikrovlnné) hladinoměry a jsou vhodné pro bezkontaktní měření polohy hladiny v náročných podmínkách. Laserové snímače mohou využívat pulzní metodu měření nebo měření frekvenčně modulovanou kontinuální vlnou, které budou zmíněny u radarových snímačů polohy hladiny. V dalším textu jsou uvedeny především snímače pracující se zářením ve viditelné a IČ oblasti. Transmisní (absorpční) snímače využívají průchod paprsku viditelného nebo IČ záření skrz průhlednou či průsvitnou nádobu (ze skla či plastu) nebo přes vhodné okénko. Snímač může pracovat jako mezní spínač nebo může monitorovat hladinu spojitě (obr. 2). Konstrukční části snímače sice nejsou v přímém kontaktu s měřeným médiem, to je však v kontaktu s okénky, na nichž by neměly ulpívat nečistoty a usazeniny. Reflexní snímače využívají pro detekci polohy hladiny odraz paprsků viditelného či IČ světla od hladiny měřeného média, kterým může být jak kapalina, tak i sypká látka (obr. 3). Paprsek světla je směrován k povrchu měřeného média a odráží se zpět směrem k detektoru, který je umístěn ve stejném pouzdru jako světelný zdroj. Tento typ snímače pracuje jako bezdotykový a lze jej použít v případech, kdy je parní prostor čistý. Funkci spínače významně ovlivňují změny v charakteru odrazivosti povrchu měřeného média. Refrakční snímače, které využívají lom světla na rozhraní dvou optických prostředí, patří do snímačů dotykových. 3.2 Ultrazvukové hladinoměryUltrazvukové hladinoměry využívají několik principů. Při spojitém měření polohy hladiny se měří doba průchodu ultrazvukové vlny od vysílače přes odraz od hladiny zpět k přijímači a z naměřené doby se při známé rychlosti šíření ultrazvuku v daném prostředí vypočítá vzdálenost. K limitnímu měření polohy hladiny se využívá jednak útlum (absorpce) ultrazvukových vln v závislosti na složení prostředí, kterým ultrazvuk prochází, jednak měření odrazu ultrazvuku přes stěnu nádoby [1]. Na obr. 4 je nakresleno schéma ultrazvukového hladinoměru, který využívá měření doby šíření ultrazvukového impulzu. Měřicí zařízení tvoří generátor a vysílač ultrazvukového signálu, přijímač ultrazvuku a elektronické vyhodnocovací zařízení. Vysílač a přijímač ultrazvukových impulzů tvoří konstrukční celek, obvykle umístěný v horní části nádrže. Funkci celého zařízení řídí generátor pulzů. Na počátku měřicího cyklu je z vysílače vyslán ultrazvukový impulz, který se po odrazu od hladiny vrací k přijímači. Doba t naměřená elektronickým obvodem závisí na rychlosti ultrazvuku c v daném prostředí a na délce dráhy ultrazvuku L, a tím i na poloze hladiny. Poloha hladiny h se stanovuje odečtením naměřené dráhy L od maximální vzdálenosti Lmax (vzdálenost ke dnu nádrže). 3.3 Radarové hladinoměryRadarové hladinoměry pracují analogicky jako ultrazvukové hladinoměry, využívají však mikrovlnné záření. Mikrovlnné záření je elektromagnetické vlnění o frekvencích 1 až 300 GHz. U radarových hladinoměrů se využívají frekvence v rozmezí 5,8 až 26 GHz. Rychlost šíření mikrovln odpovídá rychlosti světla. Ve vakuu je to 3·108 m·s–1, v jiných médiích je rychlost závislá na permitivitě materiálu. Kvalita odrazu mikrovln závisí na permitivitě povrchu. Téměř dokonale se vlnění odrazí od povrchu hladiny dobře vodivé kapaliny. Při dopadu mikrovlnného záření na elektricky vodivý povrch nastane zkrat elektrického pole a vlnění je účinně odraženo. U elektricky nevodivých kapalin (organické látky) účinnost odrazu významně záleží na hodnotě relativní permitivity média [1]. Radarové hladinoměry lze rozdělit na dvě skupiny, a sice na bezkontaktní a kontaktní. U bezkontaktních radarových hladinoměrů se mikrovlny šíří plynným prostředím nad hladinou měřeného média, u kontaktních radarů se mikrovlny šíří vlnovodem, který je ve styku s měřeným médiem. Bezkontaktní pulzní radarový hladinoměr pracuje s krátkými mikrovlnnými impulzy s frekvencí např. 6 GHz a s dobou trvání asi 1 ns, které jsou pomocí antény vysílány směrem k hladině měřeného média (obr. 5). Na hladině se vlna částečně odrazí zpět k vysílači a částečně prochází do druhého prostředí. Měří se čas potřebný k průchodu elektromagnetických vln z vysílače k hladině (t1) a zpět k přijímači (t2). Podle této doby je metoda označována jako TOF (Time Of Flight). Z doby, která uplyne mezi vysláním a přijetím elektromagnetické vlny (t = t1 + t2) se stanoví poloha hladiny h. Další vysílaný impulz následuje po přestávce, která je potřebná pro příjem odražené vlny (tzv. echa). Po dobu přestávky je vysílač přepnut do funkce přijímače. Jedna perioda měření trvá řádově 106 s. Při technické realizaci tohoto principu se objevují problémy měření velmi krátkých úseků času. Při požadavku měřit polohu hladiny s chybou menší než 1 mm je nutné měřit čas s rozlišením 6·1012 s. Vzhledem k velkým požadavkům na přesnost měření času u pulzního radaru je vhodnějším řešením radar s rozmítaným spojitým signálem. Tento radar využívá frekvenční metodu, která je založena na vysílání spojitého signálu s proměnnou frekvencí (FMCW – Frequency Modulated Continuous Wave). Předností frekvenční metody je skutečnost, že se vyhodnocuje rozdíl frekvencí (řádově v kilohertzích), který lze stanovit velmi přesně, což umožňuje stanovit polohu hladiny s přesností až ±1 mm [1]. 3.4 Radioizotopové hladinoměryRadioizotopové hladinoměry využívají skutečnost, že intenzita radioaktivního záření klesá úměrně s tloušťkou vrstvy materiálu mezi zářičem a detektorem. Vyhodnocuje se tedy zeslabení svazku ionizujícího záření při jeho průchodu monitorovaným hmotným prostorem. Měřicí zařízení tvoří radioaktivní zářič a detektor záření s elektronickými obvody. Intenzita záření dopadající na detektor závisí na tloušťce vrstvy měřeného materiálu. Jako radioaktivní zářiče se používají zdroje záření gama, které velmi dobře proniká materiálem, ale nemá schopnost jej aktivovat (vyvolávat jeho radioaktivitu). Lze je proto používat i k měření v potravinářském průmyslu. Aby nebyly nutné časté kalibrace, používají se izotopy s delším poločasem rozpadu, např. Co 60 (poločas 5,5 roku) nebo Cs 137 (poločas 30,5 roku). Zářič musí být opatřen olověným ochranným krytem tloušťky několik desítek centimetrů. K detekci záření se používá buď Geigerův-Müllerův detektor nebo citlivý scintilační detektor s fotonásobičem. Scintilační detektory jsou citlivé na teplotu (neměla by překročit hodnotu přibližně +55 ºC). K dispozici jsou systémy s automatickou kompenzací poločasu rozpadu zářiče, které nevyžadují v podstatě žádnou údržbu, a vybavené chlazením detektoru, které mohou pracovat i při zvýšené teplotě. Na obr. 6 je znázorněno limitní a spojité měření polohy hladiny v nádrži. Při limitním měření se skokově mění absorpce radioaktivního záření, při spojitém měření se s polohou hladiny mění tloušťka vrstvy materiálu. Důležitou předností radioizotopových hladinoměrů je možnost montovat zářič i přijímač na vnější stranu stěn zásobníku. Příklad takového bezkontaktního měření s využitím scintilačního detektoru je na obr. 6c. 4. Bezdotykové snímače průtokuPro měření průtoku a proteklého množství tekutin je k dispozici mnoho přístrojů, které jsou založeny na různých fyzikálních principech. Je to dáno tím, že existují velké rozdíly v chemických i fyzikálních vlastnostech průmyslových tekutin a v podmínkách i účelu měření. Bezdotykové snímače lze nalézt mezi průtokoměry ultrazvukovými a indukčními. 4.1 Ultrazvukové průtokoměryPodle vyhodnocení ultrazvukového (UZ) signálu se ultrazvukové průtokoměry rozdělují do dvou hlavních skupin:průtokoměry s vyhodnocováním doby průchodu signálu (transit-time flowmeters),průtokoměry využívající Dopplerův jev. U každé z těchto skupin lze nalézt další podrobnější způsoby členění. Z hlediska montáže průtokoměru do potrubního systému se rozeznávají:provedení se smáčenými (zásuvnými) snímači (in-line), které jsou pevnou součástí měřicí trubice,provedení s příložnými snímači (clamp-on), kdy snímače jsou přikládány na stěnu potrubí; v tomto případě jde o bezdotykové měření. 4.1.1 Průtokoměry s vyhodnocením doby průchodu signáluUltrazvukový průtokoměr je tvořen měřicí trubicí, ve které je zabudován jeden nebo několik párů vysílače a přijímače ultrazvukového signálu. Průtokoměry jsou velmi často konstruovány v diferenčním zapojení, kdy je ultrazvukový signál vysílán jednak ve směru, jednak proti směru proudění. Schéma takového průtokoměru se dvěma páry vysílače a přijímače ultrazvukových impulzů je na obr. 7. Vysílač V1 vysílá impulzy ve směru proudění, vysílač V2 proti směru proudění. Ultrazvukový impulz vyslaný vysílačem V1 se šíří rychlostí c + v cos α kdec je rychlost šíření ultrazvuku v daném prostředí,v střední rychlost proudícího média. Rychlost šíření impulzu od vysílače V2 je c – v cos α Doby mezi vysláním a přijetím impulzu pro jednotlivé dvojice vysílače a přijímače jsou t1 a t2 a lze je vyčíslit jako podíl vzdálenosti L a příslušné rychlosti. Z naměřeného rozdílu Δt = t2 – t1 lze vypočítat rychlost proudícího média a jeho objemový průtok [1]. 4.1.2 Průtokoměry využívající Dopplerův jevPrůtokoměr založený na Dopplerově jevu lze použít v případě, že proudící médium obsahuje částice odrážející zvuk, tj. např. pevné částice či bubliny plynu v kapalině. Bez přítomnosti těchto částic nemůže průtokoměr tohoto typu pracovat. Průtokoměr se skládá z vysílače a přijímače ultrazvuku, které mohou být připevněny na jedné nebo obou stranách potrubí. Ultrazvukový signál o známé frekvenci přibližně 1,2 MHz je vysílačem vysílán do proudící kapaliny (obr. 8). Vysílaný signál se odráží od pohybující se částice či bubliny a při zachycení odraženého signálu přijímačem je vyhodnocována změna frekvence přijatého signálu. Rozdíl mezi oběma frekvencemi je úměrný rychlosti proudícího média. Vhodným zpracováním signálu lze zjistit střední rychlost průtoku. Elektroakustické měniče ultrazvukového průtokoměru mohou být v těsném bezprostředním styku s měřenou kapalinou – tak tomu je u průtokoměrů se zásuvnými (smáčenými) snímači (obr. 9a). Mohou však být instalovány na potrubí z vnějšku – u průtokoměrů s příložnými snímači (clamp-on; obr. 9b). Příložné průtokoměry měří bezdotykově a neovlivňují měřený průtok, protože nezasahují do proudícího média. Mohou být na potrubí instalovány, aniž by bylo nutné přerušit provoz. S výhodou je lze využít k měření průtoku kalů a znečištěných tekutin, které běžným průtokoměrům způsobují těžkosti. Pro potravinářský a farmaceutický průmysl je důležité, že měření je naprosto hygienické, nehrozí žádná kontaminace média a nemůže ani docházet k usazování kalů v průtokoměru. Při čištění a sanitaci potrubí není třeba brát na průtokoměr žádný ohled – nehrozí nebezpečí jeho poškození nebo zničení. 4.2 Laserový senzor rychlosti proudění využívající Dopplerův jevNovinkou mezi bezdotykovými senzory je senzor LaserFlow, který měří průtok v průtočném profilu bezkontaktním laserovým senzorem na principu Dopplerova jevu a polohu hladiny ultrazvukovým senzorem (obr. 10a). Senzor LaserFlow využívá pokročilý princip měření rychlosti laserovým paprskem v jednom nebo několika bodech pod hladinou (obr. 10b) a s využitím pokročilého softwaru lze zohlednit rozložení rychlostí v průtočném profilu [2], [3]. Senzor LaserFlow je vhodný k měření průtoku mělkých vod ve velkých i malých potrubích, k monitorování různých druhů odpadních vod v kanálech i potrubích, měření průtoku ve výrobním procesu, v zavlažovacích kanálech, k měření průtoku dešťové vody apod. 4.3 Indukční průtokoměryTéměř ve všech publikacích je měřicí princip indukčního průtokoměru vysvětlen na základě Faradayova indukčního zákona, podle kterého vzniká napětí jako důsledek časové změny magnetického toku při pohybu vodiče v magnetickém poli. Jiné vysvětlení principu měření, které je bližší fyzikální podstatě děje, vychází z působení Lorentzova zákona, který určuje magnetické síly působící na náboj q, jenž se pohybuje v magnetickém poli o indukci B rychlostí v, a elektrické síly působící na tento náboj v elektrickém poli o intenzitě E [4]. V proudící vodivé kapalině jsou v dostatečné koncentraci obsaženy nabité částice (ionty), které se pohybují ve směru proudění. Síla Fm vyvolaná magnetickým polem, která působí vychýlení iontu s nábojem q (při rychlostí v a indukci B), je dána vektorovým součinem Fm = q(v×B). (Poznámka: veličiny, které mají charakter vektoru, jsou vyznačeny tučně). Tato síla způsobí vychýlení nábojů směrem k elektrodám umístěným ve stěně potrubí o průměru d. Vychýlené náboje vytvoří na elektrodách rozdíl potenciálů o napětí U. Hodnota intenzity elektrického pole je pak dána napětím na elektrodách U a  jejich vzdáleností d |E| = U/d Síla Fe vyvolaná elektrickým polem je podle Lorentzova zákona dána součinem intenzity elektrického pole a náboje Fe = qE Síly Fm a Fe působí proti sobě a pro rovnováhu platí |q(v×B)| = qU/d Za předpokladu, že spojnice elektrod je kolmá k rovině vektorů B a v, pro vektorový součin platí U = Bdv což je formálně stejný vztah jako vztah odvozený podle Faradayova zákona [4]. Průtokoměr tvoří tři základní komponenty: měřicí trubice, elektromagnet a elektrody (obr. 11). Tyto prvky jsou vestavěny do pouzdra, které musí být v souladu s provozními podmínkami. Měřicí trubice je vyrobena z nemagnetického materiálu (korozivzdorná ocel, keramika, plast). Je-li trubice z vodivého materiálu, musí být opatřena izolační výstelkou (pryž, keramika, teflon či jiné plasty), která izoluje snímací elektrody od vodivých částí měřicí trubice. Snímací elektrody snímají signální indukované napětí a jsou v přímém kontaktu s proudící kapalinou. Soustava elektrod bývá nejčastějším zdrojem závad, které jsou vyvolány korozí či abrazí elektrod, zanášením úsadami anebo porušením jejich těsnosti. Někteří výrobci nabízejí indukční průtokoměry s kapacitními elektrodami, které nejsou v kontaktu s měřeným médiem (obr. 11b). Měřicí elektronika vyhodnocuje náboj vyvolaný pohybující se kapalinou v magnetickém poli, který vzniká na izolovaných plošných elektrodách. Signál z kapacitních elektrod lze použít i pro vyhodnocení zaplnění trubice kapalinou, a proto přístroje vybavené kapacitními elektrodami mohou měřit i při neúplném zaplnění měřicí trubice. Kapacitní elektrody jsou integrovány ve výstelce, nejsou v kontaktu s měřenou kapalinou, a proto nemohou být znečištěny např. tukem plovoucím na hladině měřeného média [5]. (Článek vznikl na základě přednášky přednesené na konferenci ARaP 2016, www.arap.cz.) Literatura:[1] KADLEC, Karel, Miloš KMÍNEK, Pavel KADLEC a kol. Měření a řízení v potravinářských a biotechnologických výrobách. Ostrava: Key Publishing, 2015. ISBN 978-80-7418-232-7.[2] TELEDYNE ISCO. LaserFlow™ Non-contact Velocity Sensor: Advanced laser Doppler technology for non-contacting area velocity flow measurement. [online]. Lincoln, USA: Teledyne Isco [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.isco.com/products/products3.asp?PL=2022720[3] TECHNOAQUA. Isco bezkontaktní rychlostní senzor LaserFlow [online]. Dolní Břežany: Technoaqua, s. r. o., 2006 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: www.technoaqua.cz/underwood/download/files/isco-bezkontaktni-laserflow-rychlostni-senzor.pdf[4] ĎAĎO, Stanislav. Měřicí obvody indukčních průtokoměrů (část 1). Automa. FCC Public, 2005, 11, s. 41–47. ISSN 1210-9592.[5] KROHNE. Optiflux 7300: Magneticko-indukční průtokoměr s kapacitními elektrodami a keramickou výstelkou [online]. Duisburg: Krohne, 2011 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: http://cdn.krohne.com/dlc/TD_OPTIFLUX7300_cs_111031_4001701201_R01.pdf (pokračování příště) doc. Ing. Karel Kadlec, CSc.,Ústav fyziky a měřicí techniky VŠCHT Praha(karel.kadlec@vscht.cz)  Obr. 1. Blokové schéma IČ teploměru a termokameryObr. 2. Transmisní hladinoměry: a) mezní spínač, b) spojité snímání hladinyObr. 3. Reflexní spínač hladinyObr. 4. Princip ultrazvukového hladinoměruObr. 5. Princip radarového hladinoměruObr. 6. Radioizotopové hladinoměryObr. 7. Ultrazvukový průtokoměr s vyhodnocením doby průchodu signálu (transit-time)Obr. 8. Princip Dopplerova průtokoměruObr. 9. Zásuvný a příložný snímač ultrazvukového průtokoměruObr. 10. Laserový senzor rychlosti proudění využívající Dopplerův jev: a) měření rychlosti a polohy hladiny, b) vícebodové měření rychlostního profilu laserem (upraveno podle [3])Obr. 11. Měření s kontaktními a bezkontaktními kapacitními elektrodamiTab. 1. Přednosti a omezení bezdotykových teploměrů Přednosti Omezení a nevýhody – zanedbatelný vliv měřicího zařízení na objekt, – možnost měřit rychlé změny teploty, – možnost měřit rotující a pohybující se objekty, – možnost snímat rozložení teplot na celém povrchu objektu (termokamera) – měří se pouze teplota povrchu objektu, – chyby způsobené nejistotou stanovení emisivity objektu, – chyby způsobené propustností prostředí (absorpce tepelného záření v prostředí mezi objektem a IČ teploměrem – sklo, CO2, vodní pára, dým), – chyby způsobené odraženým zářením z okolí  Tab. 2. Přednosti a omezení ultrazvukových hladinoměrů Přednosti Omezení a nevýhody – absence pohyblivých součástí, – bezkontaktní spojité měření, – možnost instalovat z vnější strany nádrže bez porušení těsnosti, – nezávislost na elektrické vodivosti a dielektrických vlastnostech, – kompaktní provedení snímačů, – rozlišovací schopnost až 1 mm, přesnost měření řádu desetin % měřicího rozsahu – ovlivnění signálu v přítomnosti těžkých par a prachu, – rušivé působení turbulentního povrchu hladiny a přítomnosti pěny, – ve vakuu se zvuk nešíří a ultrazvukové hladinoměry není možné využívat již při tlacích menších než 60 kPa  Tab. 3. Přednosti a omezení bezdotykových radarových hladinoměrů Přednosti Omezení a nevýhody – pracují bez pohyblivých mechanických součástí, – vysoká přesnost (±1 mm) a spolehlivost, – i pro velmi náročné provozní podmínky (vysoká teplota, tlak, agresivní prostředí), – vhodné i pro měření velmi viskózních a lepivých médií, pro pasty a kaly, pro zkapalněné plyny i těkavé a agresivní kapaliny – nevhodné pro kapaliny s nízkou permitivitou, – poměrně vysoká cena zařízení  Tab. 4. Přednosti a omezení radioizotopových hladinoměrů Přednosti Omezení a nevýhody – bezkontaktní měření (montáž vně nádrže), – nezávislost na teplotě a na tlaku, – nezávislost na změnách chemického složení média, – minimální poruchovost i ve ztížených podmínkách, – uplatnění v náročných provozních podmínkách, při kterých jiné metody nevyhovují, – měření látek silně agresivních, viskózních, při extrémních teplotách a tlacích i ve vakuu, v prostředí s nebezpečím výbuchu, při vysoké prašnosti i při vibracích nádoby – nutnost chránit obsluhu před účinky radioaktivního ozáření, – povinnost zajistit pravidelnou kontrolu ve smyslu příslušných zákonných předpisů  Tab. 5. Přednosti a omezení ultrazvukových průtokoměrů Přednosti Omezení a nevýhody – široký rozsah měřených průtoků, – vhodné i pro velké průměry potrubí, – žádné překážky v toku, – žádné pohyblivé části, – nevykazuje tlakové ztráty, – rychlá odezva, – možnost měřit znečištěná média, – možnost instalovat snímač vně potrubí (vlastnosti snímače nejsou ovlivňovány proudící tekutinou), – možnost měřit v obou směrech – s Dopplerovým jevem jen pro zakalená a znečištěná média, – s měřením doby průchodu jen pro relativně čisté tekutiny, – nejistota měření závisí na profilu proudění, – změny teploty a hustoty ovlivňují ultrazvukový signál, – tekutina musí být akusticky transparentní, – potrubí musí být zaplněné, – turbulence, víření a pulzace průtoku mohou ovlivnit ultrazvukový signál, – přímé potrubí 10 až 20D před měřidlem a 5D za ním, – vyšší cena  ab. 6. Přednosti a omezení laserového senzoru rychlosti proudění Přednosti Omezení a nevýhody – jedno- nebo vícebodové měření pod hladinou kapaliny, – bez nutnosti manuálně profilovat rychlost, – obousměrné měření rychlosti – měřené médium by mělo obsahovat rozptýlené pevné částice nebo bubliny plynu  Tab. 7. Přednosti a omezení indukčních průtokoměrů s kapacitními elektrodami Přednosti Omezení a nevýhody – žádné překážky v toku média, dokonalá těsnost měřicí trubice, – nevykazuje tlakové ztráty, – velmi dobrá odolnost proti erozi, – nezávislost na změnách viskozity, hustoty, tlaku a turbulencích, – velmi dobrá dlouhodobá stabilita a přesnost, – možnost měřit v obou směrech, – vhodný pro úlohy s velkými požadavky na hygienu v potravinářství nebo ve farmacii, – vhodné i k měření agresivních médií, znečištěných kapalin a kalů, – značný rozsah měření průtoku pro velké rozpětí průměrů, – na rozdíl od snímačů s klasickými elektrodami nevyžadují zcela zaplněné potrubí, – nevznikají problémy s usazováním nečistot na elektrodách a vytváření nevodivých povlaků nebo vodivých povlaků na trubce měřidla – pouze pro elektricky vodivé kapaliny, – doporučuje se přímé potrubí 5D před měřidlem a 3D za ním, – doporučuje se správné uzemnění snímače, – vyšší cena  

Průmyslový podnik a jeho informační systém

Je dobré si uvědomit, že informační systém v průmyslovém podniku existoval i před érou výpočetní techniky. Jen my považujeme slovní spojení informační systém za synonymum výpočetní techniky a programového vybavení. A ne vždy si uvědomujeme, že informační systém průmyslového podniku je v současnosti tvořen mnoha jednotlivými informačními systémy, které ne vždy spolupracují, natož aby vytvářely synergický efekt. A v tom je kámen úrazu. Jednotlivé systémy jsou vytvářeny v různých časových obdobích a na platformách, které jsou v tomto období prosazovány. Dále tyto informační systémy mají různou prioritu a z různých důvodů i rozdílný přístup autorů k možnosti systém rozšiřovat, tvořit nové funkce a zajišťovat komunikaci s okolím v čase tak, jak se mění potřeby uživatele. Už ze samotné podstaty musí v průmyslovém podniku existovat několikery informační a řídicí systémy na různých hardwarových platformách – se zpětnou vazbou pro řízení technologických procesů, na základě archivačních databází, takzvaných historianů, pro úlohy třídy MES a většinou na relačních databázích pro podnikové informační systémy. Již toto dělení naznačuje nutnou spolupráci těchto odlišných principů při budování celku podnikového informačního systému. Co ovšem často chybí, je ucelený pohled na zdroje dat, toky informací a práva přístupu k informacím a jejich změnám. To, co se skrývá za pojmem datový model podniku. Uvědomění si požadavků jednotlivých hlavních procesů podniku – podnikatelského, inovačního, výrobního a správního – na data a informace a jejich sdílení s ostatními podprocesy a funkcemi v průmyslové společnosti. V podniku tyto procesy fungují paralelně, vzájemně se doplňují a spolupracují. A přesto jsme často svědky dílčích samostatných řešení, která nepodporují výměnu dat s okolím. Koncept Industry 4.0 se snaží představit možný standard pro budování informačních systémů z pohledu jak současných možností řídicí a informační techniky, tak možností technologií a techniky v procesu výroby vůbec. Můžeme ostatně hovořit o revoluci? Diskutuje se i o tom, že v podstatě jde o evoluci. Vždyť mnohé principy se již úspěšně používají v praxi. Podnikové procesy představují poměrně složitou strukturu, která je v každé firmě jedinečná, naproti tomu existují, alespoň v hrubém přiblížení, jednoznačné analogie a postupy. Nejjednodušší zjednodušení představuje řetězec procesu produkt – marketing – obchod – podnikový plán – nákup – operativní plán výroby – obslužný personál – alokace zdrojů – dispečink – výroba – kvalita – trasování a genealogie produktu – analýzy výkonnosti – údržba – expedice – účetnictví – ekonomika a finance – KPI podniku – manažerské informační systémy – správa a zabezpečení majetku. V každém výrobním podniku existuje k tomuto řetězci procesů a funkcí mnoho variant, zjednodušení a naopak rozšíření, které respektují tradici, zkušenosti a dlouhodobě používaná pravidla. A při respektování potřeb všech procesů je nutné se neustále potýkat s aktivitami, které jsou v současnosti nejčastěji nazývány optimalizace a kontinuální zlepšování. Informační systémy všech úrovní jsou zdrojem dat a informací pro potřeby těchto snah, které tady byly vždy, byť byly pojmenovány jinak. Vybudování informačního systému v průmyslovém podniku, který má efektivně pomáhat řešit úlohy ve všech podnikových procesech, vyžaduje nadhled, odvahu, podporu, znalosti technických možností a „selský rozum“ od všech těch, kteří se na budování tohoto konceptu podílejí nebo s jeho výsledkem budou pracovat jako uživatelé.Radim Adam Diskuse na téma průmyslový podnik a jeho informační systém – výzvy současné i budoucíInformační systémy a technologie zpracování informací v průmyslovém podniku, Industry 4.0., komplexní řešení, internet věcí. To jsou slova, která slýcháme při nejrůznějších příležitostech. Ale jak si představují budoucnost informačních systémů v průmyslu odborníci z předních společností, které je nabízejí? O své názory a představy se s námi podělili zástupci třinácti významných dodavatelů informačních systémů a výpočetní techniky, a to (abecedně setříděno podle firem): Jan Vápeník, Business Development Manager, AIMTEC, a. s., Ing. Jiří Flídr, manager obchodu, ASV Náchod, a. s., Ing. Petra Fuchsíková, Ph.D., vedoucí týmu ESA 140, AutoCont CZ, a. s., Ing. Jaroslav Janda, BM Servis, s. r. o., Mgr. Zdeněk Jůzl, obchodní ředitel, dataPartner, s. r. o., Tomáš Hanáček, obchodní ředitel, Dynamica, a. s., Ing. Jana Řešátková, Account Business Executive, Hewlett Packard Enterprise, Jakub Hradil, produktový manažer AMI, HSI, spol. s r. o., Ing. Tomáš Píšek, vedoucí marketingu a obchodu, ITeuro, a. s., Ing. Jiří Melzer, jednatel Melzer, spol. s r. o., a předseda představenstva DC Concept, a. s., Vladimír Bartoš, ředitel podpory prodeje, Minerva Česká republika, a. s., Ing. Martin Veselý, hlavní architekt informačních systémů TESCO SW a. s., Jaroslav Voráček, Senior Consultant, Unicorn Systems, a. s., a Pavel Bartoš, Account Manager, Unicorn Systems, a. s. Jaké jsou z Vašeho pohledu základní cíle informačního systému průmyslového podniku?Jan Vápeník (Aimtec):Poskytovat kompletní informace o společnosti na jednom místě v reálném čase. Podporovat rozhodování managementu a samozřejmě umožnit efektivní využívání zdrojů a dosahování zisku. Jiří Flídr (ASV):Konkrétní firemní proces si můžeme představit jako cestu z bodu A do bodu B. Bod Anapříklad představuje okamžik, kdy do firmy dorazí faktura došlá (dodavatelská). Bod B v rámci procesu likvidace faktury došlé znamená okamžik, kdy je zaplacena. Pro realizaci procesu „likvidace faktury došlé“ musíme vybrat optimální cestu, po které se vydáme. Definujeme tedy požadavky, které budeme na realizaci procesu klást, resp. cíle, kterých chceme realizací procesu dosáhnout. Bezpochyby se shodneme na tom, že proces likvidace faktury došlé by měl proběhnout rychle, co možná nejekonomičtěji, avšak s nezbytně nutnou dokumentací o průběhu likvidace (formální schválení, věcné schválení, zaplacení…). V tomto zjednodušeném příkladu jsme definovali proces (jeho rozsah), požadavky na jeho průběh, a o informačním systému ještě ani slovo! Informační systém je třeba vnímat pouze jako nástroj na realizaci procesů. Sám o sobě tedy nemůže být cílem. Vyspělost a kvalitu informačního systému tedy budeme posuzovat pouze podle toho, s jakou dokonalostí a efektivitou je schopen požadavky na průběh konkrétního procesu splňovat, a podle toho, jak jsou konzultanti, kteří se zákazníkem komunikují, schopni tyto nástroje nabídnout a realizovat. Petra Fuchsíková (AutoCont CZ):Základním cílem informačního systému je udržet konzistentní, smysluplná data a informace v souvislostech tak, aby jejich využití vedlo nejen k efektivnímu manažerskému rozhodování, ale také k pružné zpětné vazbě, ať technické, či informační, směrem do samotné výroby. Dalším cílem by měla být schopnost systému pokrýt požadavky jak na zpracování nebo řízení výrobních a obchodních procesů, tak i operativy. Zároveň by měly být informační systémy dostatečně modulární a flexibilní k adopci budoucích změn podnikových procesů. V dnešní době máme obrovskou příležitost získat z průmyslových podniků velké množství dat, která ovšem často nejsou dostatečně využívána a jejich přínos je mizivý. Dolování dat nám může přinést významné množství výhod a pomůže odhalit mnoho chyb a špatně nastavených procesů. Je ovšem nutné navrhnout vhodný informační systém, který s těmito daty dokáže pracovat, a tyto údaje vhodně využít a reportovat. Jaroslav Janda (BM Servis):Hovoříme-li o průmyslovém podniku, budeme klást důraz především na podporu řízení výroby ve dvou základních aspektech – řízení (a dosažení) kvality výrobku a snížení výrobních a logistických nákladů. Zároveň musí průmyslový podnik hájit své místo na trhu. Z tohoto pohledu by měl informační systém také umožnit co nejrychlejší odezvu na poptávku či objednávku zákazníka a současně její pružné uspokojení možnými variantami výrobku. Zdeněk Jůzl (dataPartner):Kdybych nepsal do seriózního časopisu, jistě bych sdělil, že cílem zavedení informačního systému je poskytnout platformu pro divizi IT, které nikdo nerozumí, nikdo neví, kde a na čem aktuálně pracuje, ale všichni se shodnou na jejím klíčovém postavení a zásadním významu pro celý podnik. Zde je však na místě sdělit, že z mého pohledu jde o poskytnutí informace v konkrétním čase, místě a souvislosti tak, aby mohlo dojít k zodpovědnému rozhodnutí. Tomáš Hanáček (Dynamica):Základní cíl informačního systému je jeden – přispívat k tomu, aby podnik naplňoval smysl své existence a vydělával peníze prostřednictvím prodeje svých výrobků. Takto to definoval Eliyahu Goldratt a já s tím souhlasím. Pro dosažení svého cíle informační systém plní v průmyslovém podniku různé úkoly. Tou nejdůležitější funkcí je přetlumočení primárních podnikových dat na srozumitelné informace, které je možné využít pro úspěšné řízení na všech úrovních. S tím souvisí i dostupnost a včasnost těchto informací a také forma jejich prezentace uživatelům. Dalším úkolem je automatizace zpracování dat, jejich uchování a prezentace v podobě vyžadované státní správou. Jana Řešátková (Hewlett Packard Enterprise):Ze samé podstaty podniku plyne, že cílem informačního systému průmyslového podniku musí být podpora fungování podniku, jinak by nedávalo smysl informační systém zavádět. Mezi jeho základní cíle patří vyrábět plynule, efektivně, kvalitně a minimalizovat přímé i nepřímé náklady při výpadku komponent či neočekávaném nestandardním průběhu procesů. V širším slova smyslu podnik zavádí informační systémy z důvodu legislativních: plnění požadavků zákona o účetnictví a daních či regulatorních orgánů. Významnou roli hraje rovněž jako nástroj pro komunikaci se zákazníky, pomáhá zjišťovat potřeby trhu a reagovat na ně či čelit tlaku konkurence. Jakub Hradil (HSI):Myslím si, že průmyslové společnosti potřebují mít co nejlepší přehled o využití investovaných finančních prostředků a jejich plánování, především s velkým důrazem na dosledovatelnost procesů spojených s výrobou vlastních produktů a údržbou výrobních zařízení. Tomáš Píšek (ITeuro):V obecnější rovině má informační systém především poskytovat relevantní informace. Je třeba, aby informační systém uživateli informace poskytoval sám, tj. aktivně je předával, nestačí, aby uživatel informace „jen“ našel. Dat je v klasickém systému ERP spousta, ale ne všechna jsou použitelná. Podmínkou schopného systému je existence nástrojů, jež umožní definovat, která data jsou relevantní a kdy a jak se mají uživateli předat. Teprve relevantní data předaná uživateli ve správné podobě ve správný čas a správným způsobem jsou hodnotnou informací. Cílem každého informačního systému by mělo být, aby umožnil podniku generovat vyšší zisk. K tomu je třeba splnit několik předpokladů. Především samotný průmyslový podnik musí mít jasnou vizi a strategii (jaké produkty a služby poskytuje, jaké má konkurenční výhody, jak komunikuje se zákazníky…). K tomu je třeba vybrat vhodný informační systém s nástroji, jež dosažení vize podle vytčené strategie umožní (od systémů PLM po systémy pro pokročilé plánování a rozvrhování APS). Poslední nutnou podmínkou jsou aktivní lidé a správně nastavené podnikové procesy, opět v souladu s celkovou strategií. Jiří Melzer (Melzer):Informační systém musí podporovat všechny důležité procesy probíhající v podniku. Vladimír Bartoš (Minerva Česká republika):Informační systém je jeden z klíčových nástrojů v průmyslovém podniku, který výrazně ovlivňuje zisk a prosperitu firmy. V odvětvích s výraznou standardizací, například v automobilovém průmyslu, zajišťuje splnění podmínek, bez nichž by zákazník nebyl ochoten od firmy vůbec nakupovat zboží. Pro takového dodavatele je snížené hodnocení zákazníkem otázkou existence. Ve všech odvětvích pak podnikový informační systém pomáhá dodat zákazníkům objednané zboží rychleji a vyrobit je za nižších nákladů než konkurence. Dobře implementovaný podnikový informační systém koordinuje aktivity jednotlivých oddělení se směřováním k uvedeným cílům. Zrovna nyní pracujeme na analýze v jednom podniku, který nemá dobrý podnikový informační systém, respektive používá patnáct systémů různě vzájemně integrovaných. Tato firma má dvakrát více středních manažerů, než je běžné, a ti denně absolvují v průměru pět porad, což je vysoce neefektivní. Martin Veselý (Tesco SW):Informační systémy by měly být ve shodě s celkovými cíli podniku. Pro jakýkoliv podnik, nejen průmyslový, je klíčovým faktorem konkurenceschopnost v současném tržním prostředí. A správně implementovaný informační systém je jedním z klíčů k úspěchu. Realizace podnikových vizí a strategií vyžaduje zpracování enormního množství dat a vytěžení podstatných informací nejen o vlastním podniku, ale i o konkurenci a tržním prostředí. Jedním z výsledků procesu integrace podnikové a informační strategie je analýza, vývoj, implementace, podpora a rozvoj informačního systému. Komplexní podnikový informační systém by měl mít, stejně jako podnik, tři úrovně: strategickou, taktickou a operativní (například systém pro údržbu, pro energetický management či správu majetku). Je však nutné zmínit, že informačním systémem není jen software a hardware. Je potřeba připočítat i skupinu lidí, která o zavedení a podporu informačního systému pečuje, a to na straně jak samotného podniku, tak i dodavatele řešení. Právě dialog těchto dvou stran o požadavcích, cílech a rozsahu informací vede k tomu, že informační systém je přínosem, a nikoliv zátěží. Nelze jej totiž pořídit jako „krabicové řešení“. Základní cíl informačního systému průmyslového podniku je tedy podpora a zefektivnění administrativních i výrobních procesů a dosažení konkurenceschopnosti. Podporou a zefektivněním procesů se myslí zejména elektronizace a automatizace vybraných částí procesů. Již dnes dokážeme realizovat taková řešení, jež zajistí automatickou on-line rekonfiguraci v případě poruchy. Produkt a služby s ním spojené představují základní zdroj úspěchu podniku. Jak podle Vás mohou pomoci zvyšovat přidanou hodnotu produktu v současnosti i v budoucnosti systémy třídy PLM?Jiří Flídr (ASV):Podle mého názoru je tato problematika principiálně podobná předchozí otázce. Systémy třídy PLM, jak je vnímám já, jsou pouhými (bezpochyby velmi silnými) nástroji. Hlavní uplatnění nacházejí ve větších společnostech a ve větších konstrukčních kancelářích. Sám produkt také vznikl v přímé návaznosti na rozrůstající se uplatňování systémů CAD pro konstrukční práce. Hlavní oblasti, jejichž efektivitu a kvalitu tyto produkty pomáhají zajistit, jsou:dokonalý pořádek v dokumentaci,produktivní tvorba dokumentů,systém nastavení revizí a životního cyklu,schvalovací proces a změnové řízení,průhledné číslování a názvy souborů,zapracování standardů systémů jakosti ISO,podpora projektů. Hlavní přínosy tedy lze spatřovat v celé oblasti vzniku a změn samotné dokumentace výrobku, produktivitě práce konstruktéra a „čistotě“ dokumentace výrobku s využitím všech efektů, které z toho plynou. Opět je třeba zdůraznit, že je to pouze nástroj. Skutečnou míru inovace výrobků, zvýšení užitné hodnoty výrobku, efektivitu výroby atd. sám systém PLM, i sebelépe implementovaný, nezajistí. Petra Fuchsíková (Autocont CZ):Informační systém může řídit životní cyklus výrobků z hlediska toho, co produkt obecně přestavuje, konkretizovat a zpřehlednit celý proces výroby produktu v podniku a taktéž zobrazit jednotlivé vazby k okolí apod. Právě informační systém v průmyslovém podniku umožní efektivně spravovat výrobu a sortiment produktů tak, aby s nimi spojené služby na ně správně navazovaly. Jaroslav Janda (BM Servis):Systémy PLM by měly především umožnit řízení variability výrobků v dostatečné kvalitě včetně zdokumentování všech změn oproti výchozí verzi pro účely srovnávání a hodnoticích analýz. Zajímavá je rovněž možnost za rozumnou dobu simulovat průchod výrobou či simulovat náklady a ceny – kalkulovat pozměněné varianty. Díky tomu může zákazník rychle a včas obdržet nabídku s co nejbližším, a přitom reálným termínem a ekonomicky podloženou cenou. To nepochybně podpoří konkurenční pozici dodavatelského podniku, což je jedním z cílů informačního systému, jak už jsem uvedl v předešlé odpovědi. Tomáš Hanáček (Dynamica):Osobně si myslím, že přidanou hodnotu produktu mohou zvyšovat především konstruktéři, designéři a obecně ti, kdo přicházejí s novými myšlenkami a nápady. Systém PLM pro ně může být dobrým nástrojem, který dokáže udržet pořádek a zrychlit mnoho podnikových procesů. Sám o sobě hodnotu produktu nezvýší. Jana Řešátková (Hewlett Packard Enterprise):Jeden z mnoha popisů procesu kompletního životního cyklu produktu (PLM) uvádí, že je to cesta produktu od jeho prvotního konceptu přes detailní návrh, výrobu a poprodejní servis až po jeho likvidaci. Praxe ukazuje, že mnoho podniků má implementovány dílčí informační systémy pro řešení etap životního cyklu produktu. Tvoří často izolovaná „informační sila“. Data uložená v silech jsou minimálně sdílena, a pokud vůbec ano, tak jsou přenášena manuálně, a nikoliv v reálném čase. Zavedení systémů PLM přinese zlepšený tok informací, jednotnou datovou základnu a urychlení procesů při návrhu výrobku. To má přímý dopad na podnikání v podobě snížení nákladů a zlepšení toku informací. Tyto výhody představují přidanou hodnotu. Umožňují podniku realizovat klíčové obchodní strategie, které mají vliv na dobu potřebnou k uvedení produktu na trh a inovace produktů. Často opomíjenou hodnotou je výrazný přínos z hlediska kybernetické bezpečnosti a ochrany duševního vlastnictví. Jakub Hradil (HSI):Systémy PLM mohou pomoci s lepší výstupní kvalitou produktů a jejich inovací. Jiří Melzer (Melzer):Systémy PLM mohou pomoci velmi významně, neboť mimo jiné podporují využití zpětné vazby od uživatelů produktu k jeho zdokonalování, což je v současné době, kdy je trh řízen potřebami zákazníků, zásadní. Vladimír Bartoš (Minerva Česká republika):Výrobní podniky jsou v silné konkurenci nuceny často inovovat své výrobky. Inovace a zavádění nových výrobků jsou náročné procesy realizované za součinnosti mnoha lidí a oddělení. Systémy PLM se specializují na koordinaci zúčastněných v čase a na řízení dokumentů a dat vznikajících v těchto procesech. Dobře implementovaný systém PLM zrychlí zavádění a změny výrobků a uspoří náklady, které běžně chybami a opomenutími vznikají. Důležitá je vazba systému PLM na systémy CAD a na podnikový systém ERP. Systém PLM, popř. PDM by měl sjednocovat datovou základnu konstruktérů používajících různé specializované systémy CAD a měl by plnit systém ERP kusovníky a postupy, aby mohl realizovat kalkulace nákladů a návazné plánování a řízení výroby. Informační systémy výroby jsou v mnoha průmyslových odvětvích realizovány pouze částečnými řešeními. Kde vidíte konkurenční výhodu při použití systematicky budovaného informačního systému typu MES?Jan Vápeník (Aimtec):Z mého pohledu i postupná implementace částečných řešení může vést k velkým změnám ve výrobě, protože management semůže dívat na detailní data, která dříve neměl k dispozici. V rámci systematicky budovaného MES je důležité se nejdříve zaměřit na oblasti nejvíce ovlivňující výrobní proces. Díky detailnímu sledování je možné zabránit vzniku neshodných výrobků, určovat příčiny jejich vzniku a odstraňovat neefektivitu ve výrobě. Cíl je opět vyšší zisk firmy díky efektivnímu využití zdrojů a splnění náročných požadavků zákazníků. Jiří Flídr (ASV):Můj názor na systémy typu MES, ale především na jejich podobu, jak jsou v současné době na trhu nabízeny a implementovány, je poněkud skeptický, nebo přesněji: tyto systémy najdou uplatnění jen u některých typů výrob. Pokusím se tento pohled zdůvodnit. Nebudu se zabývat historickými důvody vzniku těchto systémů a okomentuji současný stav. Většina z těchto systémů je zcela autonomních, zejména pokud jde o sběr dat z výrobních technologií. MES obvykle disponují i vlastními plánovacími moduly. Co však tyto systémy (logicky) neřeší, je tvorba a správa kusovníků a technologických postupů, objednávání materiálů pro výrobu. A neřeší ani komunikaci se zákazníkem, tedy objednávky zákazníků. Všechny tyto oblasti MES přebírají obvykle ze systémů ERP. A mnoho dat zase naopak do systému ERP předávají. Pro stručnost se budu věnovat jenom jedné oblasti, kde MES musí ze systémů ERP přebírat data. Vynechám komentář a komplikace s importy číselníků pracovníků, pracovišť, nářadí, přípravků, stavu skladů, nákupních objednávek, objednávek zákazníkůatd., přestože jsou – zcela nezpochybnitelně – důležité. Chci zmínit oblast importu kusovníků. Jestliže má MES pracovat ve firmě, která má složitý (víceúrovňový) kusovník, musí být nutně do MES importován. Na první pohled snadná úloha. Ale jeho součástí mohou být takzvané fiktivní položky, které v kusovníku jsou, ale výrobní příkazy na výrobu této položky se negenerují. Na kterékoliv pozici mohou být položky alternativní, a to jak vyráběné, tak nakupované. Alternativa může být kdykoliv zaměnitelná nebo záměna může být podmíněná (například existencí jiné návazné položky nebo provedení výrobku), a nemusí tedy platit vždy. Nad kusovníkem běží standardní změnové řízení (změny v kusovníku), často datované ke konkrétnímu termínu, atd. V reálné výrobě pak mohou být paralelně vyráběny výrobky, které jsou velmi podobné, ale nejsou identické: například finální výrobek a náhradní díl k němu, avšak vyráběný podle původní dokumentace (i několik let staré), atd. Kusovníky bývají u firem velmi početné a různorodé. Snad stačí jako dokumentace obrovského množství dat, která musí být ze systému ERP do MES v reálném čase přenesena a opět do ERP vrácena. Tak, jak narůstají funkce systémů ERP, roste objem dat, která musí být mezi oběma systémy přenesena, a tato skutečnost se podle mého názoru stává limitní pro správnou funkci obou systémů. O efektivním použití MES lze podle mého názoru uvažovat jen u typů výrob s jednoduchým stabilním kusovníkem, stabilizovanou materiálovou základnou pro výrobu atd. U těch výrob, u kterých to neplatí, je efektivnější integrovat systémy sběru dat z výrobních zařízení přímo do systému ERP. Petra Fuchsíková (Autocont CZ):Výhody MES vidím jednoznačně v koncentraci výrobních dat, jejich konsolidaci a publikaci směrem k ostatním (informačním) systémům. Ta publikace musí být otevřená a standardizovaná i pro ostatní systémy podniku. Musí podporovat orientované funkce v rámci cloudu a poskytovaných služeb. Další konkurenční výhodu systematicky budovaného informačního systému typu MES vidím v kompletnosti uceleného řešení, do kterého je možné zahrnout veškeré oblasti, potažmo činnosti výrobního podniku v rámci průmyslového odvětví. Jaroslav Janda (BM Servis): To se zase trochu vracíme k první otázce. Cílem pořízení informačního systému obecněby mělo být dosažení konkurenční výhody na trhu. Té lze dosáhnout v zásadě dvěma způsoby – nízkými náklady nebo co nejlepším uspokojením potřeb zákazníků (nejlépe kombinací obojího), samozřejmě při dodržení stanovené kvality. Rozumný MES, zvláště je-li napojen na systém ERP, umožní on-line řízení výroby ve vazbě na tyto požadavky, on-line rozhodování s využitím relevantních dat a zpětné analytické vyhodnocování s cílem odhalit další možnosti – ať už ve snižování nákladů, nebo v potenciálu výroby pro další rozšíření nabídky. Zdeněk Jůzl (dataPartner):Každá oblast, která je budována systematicky a komplexně, využívá sdílení nákladů, jednotné řízení a standardy. To přináší efektivně vynaložené prostředky. Úhelným kamenem je ohraničení relevantní oblasti, ve které se komplexnost nestává megalomanstvím. Výroba je často dobrou, jasně ohraničenou oblastí. Zavedení MES tak může poskytnout ostatním složkám firmy informace, které jsou potřebné, a zároveň nezatíží vedoucí výroby nutností sloužit jako „vyplňovač“ excelových tabulek. Tomáš Hanáček (Dynamica):Hodně to souvisí i se zaměřením daného podniku a řízením výrobního procesu. Je nepochybné, že postupující modernizace výrobních firem by se neměla týkat jen strojního vybavení, ale také způsobu řízení a zpracování výrobních dat. Nemyslím, že MES sám o sobě je významnou konkurenční výhodou. Je-li však dobře začleněn do celopodnikového informačního systému, pak jí být může. Jana Řešátková (Hewlett Packard Enterprise):Vysoce flexibilní, funkční, spolehlivý a komplexní MES je dnes opravdu zapotřebí. Poskytuje plnou kontrolu nad výrobním procesem a umožňuje integraci se systémy řízení podniku. Vytváří agilní a odpovídající výrobní prostředí. Výrobní a řídicí systémy jako celek zajišťují synchronizaci vytvářené poptávky s jejím naplněním tak, že produkty jsou vyráběny na zakázku, a ne na sklad, dodávány včas, ve správném pořadí (včetně možnosti zavedení systému priorit zakázek ve výrobě), požadovaném množství a na správném místě. Jakub Hradil (HSI):Zefektivnění procesů výroby je při dnešním velkém tlaku na výslednou cenu a kvalitu vyráběného produktu důležitým faktorem. Systematickým budováním informačního systému typu MES je především možné upravovat vybrané procesy systému podle vlastních potřeb a nastavit si tak ideální prostředí výsledného MES. Každý průmyslový podnik má své specifické prostředí výroby a MES by měl budovat podle něj, nikoliv opačně. Dobře vybudovaný MES je v dnešní doběpáteří konkurenceschopného podniku. Tomáš Píšek (ITeuro):Informační systémy typu MES v současnosti skutečně obsahují mnoho funkcí přesahujících základní rozsah „sběru dat ze strojů“, ať jde o oblast rozvržení operací, či hlášení a evidenci údržby apod. Vytváří tak využitelnou platformu v oblastech, které bývají doménou systémů ERP. Konkurenční výhodu uplatnění MES do budoucna vidíme právě ve vhodném propojení se systémy ERP. Podle charakteru systému ERP je nutné rozhodnout o tom, kde se která oblast MES bude využívat. Jestliže například systém ERP obsahuje kvalitní integrovaný nástroj pro pokročilé plánování a rozvrhování, je dobré jej využít a poskytnout výstupy z něj do MES. Jestliže systém ERP neobsahuje modul údržby, je výhodou jej využít v MES. Jestliže je však tento modul součástí systému ERP a navíc je propojen s plánováním, aby při plánování bylo možné vzít v potaz nedostupnost výrobního zařízení například z důvodu opravy, pak je výhodnější využít modul systému ERP. Naproti tomu je MES schopen mnohdy poskytnout přesnější data pro systém ERP a zobrazovat trendy sledovaných veličin či přehledyo využití strojů apod. Stručně řečeno, výhody před konkurencí může firma dosáhnout účelným propojením a využitím obou systémů. Jiří Melzer (Melzer):Pro řízení výrobního podniku v současnosti existuje mnoho dílčích softwarových nástrojů skrývajících se pod zkratkami CRM, ERP, MRP, CAD, CAM, PLM, MES, APS, CAFM nebo HRM. Dále existují systémy pro zpracování mezd, softwarové nástroje pro modelování procesů, pro podporu projektového řízení, BI, DMS a další. Aby vznikl fungující informační systém podniku, je třeba, aby všechny softwarové nástroje spolupracovaly a sdílely mezi sebou data.Existují dva způsoby, jak tento problém řešit: – Najmout si integrátora systémů, který se snaží to všechno propojit pomocí vazebních můstků přenášejících data mezi jednotlivými aplikacemi při udržení jejich konzistence. Nevýhodou tohoto řešení je mj. složitost takto vytvářeného informačního systému, která roste téměř se čtvercem množství dílčích softwarových nástrojů, což zákonitě vede i ke zvýšení chybovosti. Dalšími nevýhodami jsou nejednotné uživatelské rozhraní, složitost nastavování přístupových práv, vysoká cena, nutnost jednání a vytváření smluvních vztahů s mnoha dodavateli atd. – Nákupem komplexního informačního systému, který obsahuje uvedené softwarové nástroje, jež pracují s jedněmi společnými daty. Toto řešení odstraňuje většinu nevýhod předchozího řešení. Jeho handicapem je zatím většinou to, že jednotlivé softwarové nástroje v něm obsažené zpravidla nedosahují kvality specializovaných softwarových nástrojů pro danou oblast. Navíc ani ten nejlepší informační systém v současnosti neobsahuje úplně všechno, a proto je dobré vybrat takový produkt, který zároveň slouží jako integrační platforma umožňující jeho propojení s produkty třetích stran. Vladimír Bartoš (Minerva Česká republika):Částečné a nedotažené implementace podnikových systémů ERP jsou největší slabinou výrobních podniků. Systém ERP je jádrem kompletního podnikového informačního systému a kolem něj potom lze doplňovat a na něj navazovat specializované aplikace, jako například PLM, HRM, CRM a MES. MES se specializuje na komunikaci se stroji a pracovníky na detailní úrovni, zpravidla sbírá data o výrobě. Systém ERP musí vypočítat, co a kde je třeba dělat, a tyto cíle pak předat MES. Některé systémy ERP mají dokonce komponenty pro MES přímo v sobě obsažené. Pak jsou náklady na implementaci až o třetinu nižší než v případě implementace systému ERP a MES od různých dodavatelů a současně jsou jednoduše k dispozici data pro integrované analýzy. Martin Veselý (Tesco SW):Nejen v průmyslu lze narazit na částečně budovaná řešení, často složená z různorodých systémů. Sami pak narážíme na problematiku dodatečné integrace, a to jak v úrovni provozní, tak i datové. Systematicky budovaným systémem předejde zákazník problémům, s nimiž se jako integrátoři běžně setkáváme. Jelikož námi řešené integrační vazby monitorujeme, jejich výpadek často zjistíme dříve než zákazník. Při analýze výpadku často zjišťujeme, že třetí strana, dodavatel integrovaného systému, provedl upgrade v takovém rozsahu, že způsobil rozpad integrační vazby (často stačí „jen“ změnit i přihlašovací jméno a heslo). My jako integrátoři se pochopitelně o všem dozvídáme, ale už je pozdě. Dále často narážíme na systémy různorodé z pohledu platforem, které je technicky nemožné propojit napřímo. Potom je třeba přidat integrační prvek, tedy jakéhosi „tlumočníka“. Je nasnadě, že pro řešení složené z různorodých systémů, které je za běhu integrováno a upravováno, je náročnější zajistit odpovídající funkční bezpečnost, než když je řešení zapouzdřeno v jednom systému. Podnikové informační systémy byly mezi prvními implementovány právě v průmyslu a v současnosti tvoří nedílnou součást jejich správy a řízení. Jak se do budoucna změní pozice těchto systémů v rámci řešení správy a řízení podniku, manažerských informací, ekonomiky a dalších funkcí podnikové úrovně?Petra Fuchsíková (AutoCont CZ):Informační systémy jsou stále důležitější a jejich výstupy zasahují právě do zmíněné správy a řízení podniku. Data, která mohou vedoucí pracovníci výrobních podniků nyní díky informačním systémům získávat, je možné efektivně využít v plánování strategie a dalšího směřování podniků, s pevnými základy v získaných datech, o která se mohou při rozhodování opřít. Pozice informačních systémů se výrazně nezmění: nadále budou potřebnou, nedílnou součástí fungování podniků. Musí být a budou plně integrovány do procesů řízení podniku. Poskytují data a informace a také je přijímají a reagují na ně. To všechno budou v budoucnu plnit s větší pružností, než je tomu v současnosti. Systémy budou muset umět reagovat na změny požadavků v kratších časových intervalech, než jsou dny, týdny, měsíce. Jaroslav Janda (BM Servis):My nahlížíme na podnikovou informatiku jako na prostředí pro podporu přirozených firemních procesů. Z pohledu procesního řízení jsou podnikové procesy iniciovány zákazníkem, procházejí všemi oblastmi podniku od obchodu přes výrobu, sklad do expedice a generují další podpůrné procesy, například ekonomické, mzdové, marketingové atd. Toto se děje bez ohledu na systémy ERP, MES či technologické systémy ve výrobě. Zásadní je respektovat procesní podstatu podnikání – podnikové informační systémy, které řeší izolovaně jednotlivé funkce (výroba, sklad, mzdy) bez ohledu na počátek a konec (a tedy účel) procesu, zůstávají v roli pouhých evidenčních nástrojů bez možnosti naplnit již zmiňované cíle a konkurenčnívýhody. Zdeněk Jůzl (dataPartner):Změny, které očekávám, jsou v oblasti prezentace dat. Platformy informačních systémů jsou budovány nad robustními databázemi a jejich aplikační logika je na vysoké úrovni. Umí pracovat v cloudech či ve smartphonech. Vhodná a často na pohled velmi triviální prezentace stavu výroby (například v podobě barevného majáku) poskytuje svému uživateli srozumitelnou informaci. Konstrukce takovéto vizualizace může však sahat do několika systémů. Tomáš Hanáček (Dynamica):Změny podnikových systémů probíhají rychle a kontinuálně. Velmi se také rozšiřuje počet jejich uživatelů, informace jsou dostupné kdykoliv, kdekoliv a na jakémkoliv zařízení. Tak se uživatelem stává téměř každý zaměstnanec podniku a široký okruh dalších spolupracovníků – dodavatelů, odběratelů, kooperujících firem atd. Data do informačního systému vstupují průběžně z mnoha zdrojů, a informace tak mohou být přesnější a rychleji dostupné. Jana Řešátková (Hewlett Packard Enterprise):Pozice systémů se výrazně nezmění, změní se způsob jejich využití, zejména co se týče vzájemné integrace, sdílení a ukládání dat. K používaným komponentám kompletního informačního systému vstoupí nová generace ultravýkonných platforem, které nahradí tradiční relační databáze a budou tvořit epochální milník zejména ve vazbě na systémyBusiness Intelligence, predikci a obecně zhodnocení informací rozptýlených v různých úložištích a datových skladech. Jakub Hradil (HSI):Především se zefektivní veškeré procesy spojené s výrobou produktů, odpadne nepříjemný proces s prokazatelnou dosledovatelností procesů od nákupu materiálů až po výsledný výrobek, případně meziprodukt. Výrazně se zefektivní i spousta procesů spojených s údržbou výrobních strojů nebo výrobních prostor. Jiří Melzer (Melzer):Informační systémy budou mít v sobě zabudované nástroje pro pokročilou personalistiku, nástroje pro modelování procesů, řízení workflow, APS a BI. Jinými slovy, pozice informačních systémů se bude významně posilovat. Vladimír Bartoš (Minerva Česká republika):Podnikové systémy se rozrůstají ve svých funkcích a zlepšují se ve způsobech komunikace. Systémy ERP stále zlepšují svou podporu v prodeji, plánování a řízení výroby, nákupu a v ekonomice. Jsou schopné komunikovat mezi sebou a předávat si objednávky, dodací listy a faktury; jsou schopné komunikovat se stroji, úkolovat je a sbírat informace o jejich provozu a realizaci zadaných úkolů a jsou schopné komunikovat s ostatními specializovanými systémy ve firmě. Systémy ERP se stále zlepšují v komunikaci s lidmi. Používají jednodušší tabulkové výstupy s intuitivními odkazy drill-down na související informace, metriky a grafy. Směřují k podpoře specializovaných koncových zařízení, jako jsou tablety a chytré telefony, využívají hlasovou navigaci a hlasové ovládání. Pozice systémů ERP v hierarchii CIM – počítačového integrovaného řízení výroby – spočívá a bude i nadále spočívat v roli „dirigenta“. Systém ERP musí vždy určovat, co je třeba dělat, kdy a jakým způsobem. Možná, že detaily realizace v budoucnosti převezmou inteligentní stroje, ale hlavní plánování bude vždy doménou systémů ERP. Jaroslav Voráček (Unicorn Systems):Z pohledu funkcí podnikového systému nelze očekávat zásadní změny. Bude docházet ke změnám, které se budou primárně týkat technické platformy. Prostor pro inovace spatřujeme zejména v přesunu celé podnikové infrastruktury do cloudu a dále v řešeních, která doplní celkový podnikový systém o pokročilé nástroje pro manažerské rozhodování, bezpapírovou firmu a nástroje pro plánování výroby. Celkově bude velký důraz kladen na integraci všech komponent podnikového systému s cílem minimalizovat duplicitní činnosti a automatizovat běžné firemní procesy. Snahy o celkové řešení úlohy implementace informačních systémů a výpočetní techniky v průmyslu budou přinášet nové příležitosti i výzvy. Jakým směrem se podle Vás budou informační systémy v budoucnu ubírat?Jan Vápeník (Aimtec):Budoucnost informačních systémů a výpočetní techniky směřuje ke zvýšené integraci, to znamená propojování koncových zařízení, výrobků, strojů a aplikací ve smyslu myšlenek Industry 4.0 a principů Internet of Everything. Cílem je dát podnikům nástroj, který umožní vývoj a výrobu produktů na míru cílové skupině, jež může obsahovat jednoho jediného zákazníka. Sledujeme dva základní směry. Prvním z nich je využití mobilních zařízení nejen pro sběr dat, ale i pro práci s nimi. Druhým je vzrůstající význam softwaru jako služby. Jiří Flídr (ASV):Lze velmi snadno dokladovat stále rostoucí šíři záběru systémů ERP a stále se prohlubující detailnost s komplexností nástrojů těchto systémů pro všechny oblasti podniku, kde jsou tyto systémy používány. Společně s tímto vývojem se do práce se systémy ERP v rámci firmy zapojuje stále větší počet zaměstnanců. Každý z nich zde řeší množství úloh. Důsledkem je mimo jiné ohromný každodenní nárůst dat a informací, které se v systémech ERP ukládají. Zcela zásadní oblastí, která je již v současnosti „na stole“ a která v čase bude nabývat na významu, je oblast zpracování těchto dat tak, aby je uživatel mohl pro svoji práci efektivně využít. Toto zpracování by mělo představovat především nástroje pro upozorňování a varování před jakýmkoliv nestandardním nebo neočekávaným stavem, který by mohl narušit předpokládaný hladký průběh konkrétních procesů ve firmě. S tím souvisí potřeba vyspělých nástrojů pro analýzy historie ve všech oblastech systémů ERP. Příležitosti a výzvy vidím tedy především v této oblasti. Petra Fuchsíková (AutoCont CZ):Do budoucna rozhodně bude nabývat na důležitosti internet věcí, který s sebou přinese další datové vstupy a širší míru automatizace. Dále bude stále častěji využívána cloudová platforma, která je nyní na rapidním vzestupu. Je nutné klást důraz na integraci daného systému do okolních systémů nebo do cloudových systémů obecně. Veškerá data získaná z jednotlivých systémů je nutné správně vyhodnotit a zpracovat, aby z nich byl užitek, a ne plná úložiště informací, které jsou nám v daném okamžiku k ničemu. V současnosti jsou například informace ze systému CRM a informace ze snímače teploty stroje významově od sebe na hony vzdálené. Budoucnost informačních systémů a výpočetní techniky v průmyslu bude znamenat přibližování dnes zdánlivě nesourodých informací k sobě ve smyslu vzájemného ovlivňování. Jaroslav Janda (BM Servis):Výpočetní technika přináší spoustu novinek a mnoho z nich skutečně otevírá pro informační systémy úplně nové dimenze. Ve finále ale platí, že informační systém je tu proto, aby podpořil podnikové procesy. Mnoho novinek z oblasti výpočetní techniky však nemá ani ambici, ani možnost ovlivnit prostřednictvím informačního systému podnikové procesy nebo jsou jejich ambice a možnosti v tomto směru tak nepatrné, že je zbytečné o nich v souvislosti s podnikovými informačními systémy mluvit. Nahlédneme-li tedy na výpočetní techniku optikou podnikových procesů, pak budoucnost vidím předevšímv technice pro vzdálený přístup z různých zařízení a v metodách pro integraci různých informačních systémů. Zdeněk Jůzl (dataPartner):Automatizace, výrobní technologie a mobilita zařízení postupují velmi rychle kupředu. Byl bych rád, kdybychom očekávali směřování vývoje systémů k uvedenému serióznímu cíli. A to ve všech dotčených částech podnikových systémů, a v MES především. Gregory Bateson definoval informaci jako rozdíl, který se při pozdější události jako rozdíl projeví (the difference that makes difference). Bylo by tedy nanejvýš dobré, kdyby systémy poskytovaly svým uživatelům prostřednictvím vhodných nástrojů právě tyto „rozdíly“. Zahlcení daty, roztříštěnost a komplikovanost tomu nepomohou. Aktuálně můžeme z výroby dostat i desítky gigabajtů dat o výrobku, produkci či stavu technologických zařízení. Je-li v těchto datech „rozdíl“ potřebný pro dobré rozhodnutí, to je otázka, na kterou není jednoduché odpovědět. Tomáš Hanáček (Dynamica):Jestliže v minulosti byl podnikový informační systém v podstatě izolovaný a hlavním zdrojem dat byli uživatelé, pak v budoucnu budou komplexní systémy velmi silně propojené s okolní informační infrastrukturou a data budou získávána automaticky takřka bez zásahu lidské ruky. Velkou výzvou pro současnost i budoucnost je zajištění vysoké bezpečnosti dat při současném zachování otevřenosti informačních systémů. Jana Řešátková (Hewlett Packard Enterprise):Jednoznačný směr je pracovat v „reálném čase“. Samozřejmostí se stane operační analytika, resp. integrace prediktivní analýzy do obchodních operací, práce s lidskými zdroji, používaných aplikací a provozu a údržby výrobních zařízení. Půjde o změnu, kterou můžeme odvážně označit jako vznik digitálního ekosystému. Umožní podniku flexibilně reagovat na podněty zevnitř i zvenčí, lépe plánovat a optimalizovat. Pro spotřebitele to bude dobrá změna z modelu „produkt ve středu zájmu“ na model „zákazník ve středu zájmu“. Podnik, který tento trend podcení, podlehne konkurenci. Jakub Hradil (HSI):V současnosti se hojně diskutuje o plně automatizované výrobě a větším využitím IoT – internetu věcí. Tak doufejme, že se bude komplexní řešení informačních systémů v průmyslu ubírat jen tím dobrým směrem. Tomáš Píšek (ITeuro):Jednoduše řečeno – těsnější nebo úplnou integrací v současnosti samostatných aplikací. Každý informační systém pracuje jen v kontextu podnikových procesů a ty jsou vzájemně propojené. Z toho vyplývá nutnost propojení jednotlivých informačních systémů. Oddělení IT tedy budou hledat a používat platformy, které toto propojení umožňují, nejlépe bez nutnosti úprav softwaru a nezávisle na propojovaných systémech. Někdy technické propojení nestačí, nutná je plná integrace nezávislých systémů, respektive nahrazení některých neintegrovaných systémů jedním řešením. Jako příklad uvedu systém pokročilého plánování a rozvrhování APS – není-li základní systém ERP nastavený tak, aby vedl a nutil uživatele ke správnému chování a tím i k vytváření „správných dat“ použitelných v procesu plánování, pak se ze systému APS stává jen drahá nevyužívaná hračka. Dalším aspektem je uživatelské rozhraní a poskytování informací. Některé systémy z principu zůstanou oddělené (BI, ERP, PLM atd.), lze ale integrovat uživatelská rozhraní samostatných aplikací. Pro uživatele je přece jednodušší a efektivnější pracovat v jednom prostředí (okně), ve kterém má základní informace ze systému ERP, k tomu kontextově relevantní informace z BI a veškerou komunikaci s kolegy k danému tématu z interní podnikové komunikační sítě. Jiří Melzer (Melzer):Jednoznačným trendem je rozšiřování a zdokonalování komplexních informačních systémů pracujících nad jedněmi daty. Dalším trendem je jejich propojování s výrobními procesy. Vladimír Bartoš (Minerva Česká republika):Jednotlivé prvky ve výrobním podniku budou zvyšovat svou inteligenci a stávající systémy se ji budou pokoušet využít. Zboží ve skladu opatřené čipy již dnes na výzvu odpoví, co je zač. Obráběcí centra mají zásobu programů a nástrojů a mohou se rozhodovat, co a jak budou dělat například podle zásob materiálu, které mají k dispozici. Manipulátory a bezobslužné vozíky dovezou materiál a polotovary a posunou rozpracovanost tam, kde je potřeba. To vše povede k tomu, že systém ERP nebude muset detailně určovat pro každé pracoviště, co a kdy je třeba realizovat. Zadá pouze rámcové cíle a jednotlivá pracoviště se budou o pořadí práce rozhodovat sama. Martin Veselý (Tesco SW):Směr bude v souladu s vizí Industry 4.0, tedy s vizí pokroku v automatizaci a vzniku takzvaných kyberneticko-fyzických systémů. Snahou bude v průmyslu, ale i v domácnostech vytvořit inteligentní distribuovanou síť různorodých entit podél celého řetězce vytvářejícího hodnotu. Každá entita bude fungovat samostatně a v případě potřeby si vyžádá komunikaci s jiným prvkem. Vznikne tak Internet věcí (IoT) a služeb (IoS), v nichž se budou odrážet základní principy Industry 4.0, tedy interoperabilita, virtualizace, decentralizace, schopnost pracovat v reálném čase, orientace na služby, modulárnost a schopnost rekonfigurace. Sami jsme v této věci pokročili v případě energetického managementu, kde již nyní dokážeme odběratelům poskytnout platformu pro dálkové odpočty, dálkovou konfiguraci měřidel, sběr dat z těchto systémů a poskytnutí výstupu pro plánování, sledování a predikci souvisejících ekonomických aspektů. V systému pro řízení údržby je vize taková, že zařízení sama budou predikovat a ohlašovat svoje poruchy a v rámci prevence poruchy budou automaticky naplánovány jejich kontroly a revize, zkrátka opakované činnosti. Na rozvoji těchto systémů nadále pracujeme a mohu prozradit, že jde o další funkce, o kterých můžeme prohlásit, že spadají do rámce IoT a IoS. Pavel Bartoš (Unicorn Systems):Postupně se rozbíjejí monolity velkých, samostatně stojících systémů (propojených jen pravidelnou výměnou dávkových souborů) a systémy začínají výrazně více spolupracovat, a to on-line. Každý systém neslouží jen lidským uživatelům, ale poskytuje sadu funkcí pro ostatní systémy. Tím vzniká velký důraz na zajištění efektivní integrace, na API, registry služeb, řízení dostupnosti služeb a minimalizaci redundance při vývoji. Další oblastí je určitě sběr, analýza a využívání velkého množství dat ze zdrojů, jako jsou senzory výrobních zařízení a inteligentních produktů či vozidla připojená k internetu, ale také práce s daty o chování zákazníka. ZávěrVelké díky všem účastníkům této diskuse za jejich čas, který odpovědím věnovali. Je zřejmé, že téma zaujalo. Prezentované názory a myšlenky vypovídají o situaci na trhu informačních systémů u nás. Jsme si plně vědomi toho, že téma je značně obšírné, ale právě nutnost nahlížet na problematiku informačních systémů v průmyslu celkovým pohledem, a především s nadhledem může vést k uspokojivému řešení. Pak teprve můžeme hovořit o tom, že navrhované a realizované řešení je na úrovni doby a umožňuje optimalizaci podnikových procesů během jejich rozvoje i v budoucnosti. A spokojený musí být především zákazník. Diskusi vedl Radim Adam. Jan Vápeník, Business Development Manager, AIMTEC, a. s.Z mého pohledu i postupná implementace částečných řešení může vést k velkým změnám ve výrobě, protože management se může dívat na detailní data, která dříve neměl k dispozici. V rámci systematicky budovaného MES je důležité se nejdříve zaměřit na oblasti nejvíce ovlivňující výrobní proces. Ing. Jiří Flídr, manager obchodu, ASV Náchod, a. s.Zpracování dat a informací by mělo představovat především nástroje pro upozorňování a varování před jakýmkoliv nestandardním nebo neočekávaným stavem, který by mohl narušit předpokládaný hladký průběh konkrétních procesů ve firmě. S tím souvisí potřeba vyspělých nástrojů pro analýzy historie ve všech oblastech systémů ERP. Příležitosti a výzvy vidím tedy především v této oblasti. Ing. Petra Fuchsíková, Ph.D., Paed IGIP, vedoucí týmu ESA 140, AutoCont CZ, a. s.V současné době jsou například informace ze systému CRM a informace ze snímače teploty stroje od sebe významově na hony vzdálené. Budoucnost informačních systémů a výpočetní techniky v průmyslu bude znamenat přibližování dnes zdánlivě nesourodých informací k sobě ve smyslu jejich vzájemného ovlivňování. Ing. Jaroslav Janda, BM Servis, s. r. o.My nahlížíme na podnikovou informatiku jako na prostředí pro podporu přirozených firemních procesů. Mgr. Zdeněk Jůzl, obchodní ředitel, dataPartner, s. r. o.Gregory Bateson definoval informaci jako rozdíl, který se při pozdější události jako rozdíl projeví. Bylo by tedy nanejvýš dobré, kdyby systémy poskytovaly svým uživatelům prostřednictvím vhodných nástrojů právě tyto „rozdíly“. Tomáš Hanáček, obchodní ředitel, Dynamica, a. s.Základní cíl informačního systému je jeden – přispívat k tomu, aby podnik naplňoval smysl své existence a vydělával peníze prostřednictvím prodeje svých výrobků. Takto to definoval Eliyahu Goldratt a já s tím souhlasím. Vladimír Bartoš, ředitel podpory prodeje, Minerva Česká republika, a. s.Zrovna nyní pracujeme na analýze v jednom podniku, který nemá dobrý podnikový informační systém, respektive používá patnáct systémů různě vzájemně integrovaných. Tato firma má dvakrát více středních manažerů, než je běžné, a ti denně absolvují v průměru pět porad, což je vysoce neefektivní. Ing. Jana Řešátková, Account Business Executive, Hewlett Packard EnterprisePůjde o změnu, kterou můžeme odvážně označit jako vznik digitálního ekosystému. Pro spotřebitele to bude dobrá změna z modelu „produkt ve středu zájmu“ na model „zákazník ve středu zájmu“. Jakub Hradil, produktový manažer AMI, HSI, spol. s r. o.Každý průmyslový podnik má své specifické prostředí výroby a měl by MES budovat podle toho, nikoliv opačně. Ing. Tomáš Píšek, vedoucí marketingu a obchodu, ITeuro, a. s.Není-li základní systém ERP nastaven tak, aby vedl a nutil uživatele ke správnému chování a tím i k tvorbě „správných dat“ použitelných v procesu plánování, pak se ze systému APS stává jen drahá nevyužívaná hračka. Ing. Martin Veselý, hlavní architekt informačních systémů, TESCO SW a. s.Směr bude v souladu s vizí Industry 4.0, tedy s vizí pokroku v automatizaci a vzniku takzvaných kyberneticko-fyzických systémů. Snahou bude v průmyslu, ale i v domácnostech vytvořit inteligentní distribuovanou síť různorodých entit podél celého řetězce vytvářejícího hodnotu. Každá entita bude fungovat samostatně a v případě potřeby si vyžádá komunikaci s jiným prvkem. Ing. Jiří Melzer, jednatel, Melzer, spol. s r. o., a předseda představenstva DC Concept, a. s.Jednoznačným trendem je rozšiřování a zdokonalování komplexních informačních systémů pracujících s jedněmi daty. Jaroslav Voráček, Senior Consultant, Unicorn Systems, a. s.Celkově bude velký důraz kladen na integraci všech komponent podnikového systému s cílem minimalizovat duplicitní činnosti a automatizovat běžné firemní procesy. Pavel Bartoš, Account Manager, Unicorn Systems, a. s.Postupně se rozbíjejí monolity velkých, samostatně stojících systémů a systémy začínají výrazně více spolupracovat, a to on-line. Tím vzniká velký důraz na zajištění efektivní integrace, na API, registry služeb, řízení dostupnosti služeb a minimalizaci redundance při vývoji. Ing. Radim Adam, CSc., speciální projekty, Automa – časopis pro automatizační techniku, s. r. o.Co ovšem často chybí, je ucelený pohled na zdroje dat, toky informací a práva přístupu k informacím a jejich změnám. To, co se skrývá za pojmem datový model podniku.

Informační a elektronické systémy vlaku zaměřené na cestující

Tomáš Tichý, Dobromil Nenutil   Moderní vlak obsahuje vedle elektronických systémů nezbytných pro vlastní jízdu také množství systémů, které jsou orientované na podporu provozu a údržby a na zlepšení komfortu a bezpečnosti cestujících. Mnohé z těchto systémů jsou dále integrovány do informačního a dispečerského systému dopravce a správce infrastruktury. Článek je zaměřen na systémy orientované na cestující. Uvádí funkční i jiné požadavky, které by měly tyto systémy splňovat, a představuje jedno konkrétní řešení – multimediální informační systém UniTrack PIREDI firmy UniControls. Besides electronic systems inevitable for its own operation, a modern train contains also numerous systems which support the train operators, and the service engineers and which strive to increase passengers comfort and security. Many of those systems are integrated into information systems of train operator and infrastructure manager. The article is aimed at the passenger oriented systems. It mentions functional and other requirements which should be met by those systems and it presents one specific solution – multimedia information system UniTrack PIREDI developed by the company UniControls.   1. Úvod Moderní vlak obsahuje vedle elektronických systémů nezbytných pro vlastní jízdu také množství systémů, které jsou orientovány na podporu provozu a údržby a na zlepšení pohodlí a bezpečnosti cestujících. Společnost UniControls se dlouhodobě zabývá vývojem, výrobou a integrací vlakových palubních řídicích a informačních systémů včetně jejich využití v praxi. V oboru informačních systémů zaměřených na cestující postupně získala detailní znalosti potřeb a požadavků cestujících i provozovatelů a objednavatelů dopravy a dalších veřejných institucí, jako jsou koordinátoři integrovaných dopravních systémů, a také konstruktérů vozidel a integrátorů vozidlových systémů. Tyto potřeby a požadavky jsou implicitně vyjádřeny v popisu hypotetického systému, přesněji souboru systémů, který je uveden v kapitole 2 tohoto článku. Většinu z nich splňuje multimediální systém (MMIS) vyvinutý firmou UniControls pod obchodní značkou UniTrack PIREDI (Passenger Information, Reservation, Entertainment and vehicle DIagnostics), který je stručně popsán v kapitole 3.   2. Požadavky na systémy zaměřené na cestující Cestující přijde poprvé do styku s vozidlovými PIS (Passenger Information System) již během čekání na vlak, kdy se potřebuje ujistit o nástupu do správného vlaku a také nalézt dveře vozu poskytujícího jím zakoupené služby. Orientaci mu usnadní dobře viditelné informační tabule sestavené z vysoce svítivých LED, které zobrazují cíl a trasu jízdy vlaku, čísla linek a rezervační čísla vozů. Po nástupu do vozidla získá podrobnější informace o řazení a obsazení vlaku na LCD v nástupních prostorech. Hledání místa k sezení mu usnadní rezervační displeje umístěné přímo nad místy k sezení nebo na stěnách vozových oddílů. Během cesty je průběžně informován o jízdním řádu vlaku, následující stanici a palubních službách, ve své cílové stanici např. o směru výstupu a přípojích, a to jak akusticky prostřednictvím systému vlakového rozhlasu (PAS – Public Address System), tak i na interiérových LCD, popř. LED informačních tabulích. V případě plánovaných výluk, nepředvídaných zpoždění a mimořádných událostí je cestujícímu poskytnuta jasná a srozumitelná informace v podobě předem připravených scénářů mimořádných a nouzových oznámení v akustické i vizuální formě.     Vnímání subjektivní bezpečnosti je posíleno systémem interkomu, který umožňuje obousměrné komunikační spojení cestujícího s vlakovým personálem. Řešení mimořádných situací i prevenci kriminality napomáhá možnost integrace s kamerovým systémem. Cestujícím s omezenou schopností pohybu nebo orientace je poskytována informovanost na stejné úrovni s ohledem na jejich specifické potřeby – tj. akustické informace vně vlaku pro nevidomé, systém přivolání pomoci pro hendikepované, zaručená velikost a čitelnost písma; vše podle požadavků zákonné normy TSI-PRM (Technical Specification for Interoperability – Persons with Reduced Mobility).   Na palubních displejích je možné zobrazovat multimediální obsah, jako např. videosekvence, animace, obrazové prezentace a živé mapy, vše doplněné také volitelným zvukovým doprovodem. Obsah je možné cílit na konkrétní komerční kategorii vlaku, trasu vlaku, geografickou polohu, denní dobu apod. Díky tomu je možné cestujícím poskytnout nové služby, jako např. lokální turistické informace, živý pohled z kabiny strojvedoucího, nabídky služeb dopravce a neobtěžující lokálně cílené reklamy zaměřené přímo na určité cílové skupiny cestujících podle vozové třídy. Stejnou úroveň informovanosti, vylepšenou o interaktivní obsah, lze poskytnout také prostřednictvím vlakového portálu přímo na osobních zařízeních cestujících (chytré telefony, notebooky, tablety). Přístup je zajištěn s použitím vnitřní vozidlové sítě, včetně volitelného rozšíření o službu přístupu k internetu.   Zajištění provozu moderních informačních systémů pro cestující představuje komplexní úlohu i pro dopravce a klade zvýšené požadavky na kvalifikaci personálu a vlastní informační infrastrukturu. Systémy musí umožňovat maximálně bezobslužný provoz, přitom ale zajistit kompletní kontrolu nad poskytovanými informacemi a možnost osobní intervence obsluhy v kterékoliv fázi jízdy vlaku. Běžný provoz systémů je tedy plně automatický, založený na geografické lokaci polohy vlaku prostřednictvím modulu GPS. Pro tratě s významnými tunelovými úseky je možné doplnit odometrický modul. Vlakový personál může kdykoliv provádět manuální korekce, spouštět scénáře pro mimořádné události a vkládat doplňkové informace. Systém lze řídit z kteréhokoliv vozu vlaku, nebo dokonce dálkově z dispečerského centra. Přechod mezi jednotlivými ovládacími stanovišti je zcela plynulý, bez ztráty kontinuity poskytovaných informací. Informace všech subsystémů lze podávat v několika jazykových mutacích, včetně podpory různých znakových sad. Jazyky je možné automaticky přepínat v závislosti na poloze vlaku.   Palubní systémy jsou doplněny systémem kompletního dálkového managementu mobilních aplikací, který umožňuje dálkovou kontrolu a ovládání vozidlových systémů a správu palubních datových zdrojů. Systém využívá všechny dostupné IP bezdrátové sítě, tj. veřejné a privátní GSM – GPRS, EDGE, UMTS, LTE, GSM-R a WiFi. Transparentně přizpůsobuje datové toky podle jejich aktuální kvality a dostupnosti, stanovuje priority dat podle jejich důležitosti, poskytuje transparentní úložiště dat určených pro dočasně nedostupná vozidla a upozorňuje obsluhu na případnou nedoručitelnost dat. Přístup vozidel je autorizován a veškerá komunikace je plně zabezpečena podle aktuálních bezpečnostních standardů pro provoz v otevřených datových sítích (internet). Služby tohoto systému jsou poskytovány prostřednictvím otevřeného rozhraní webových služeb – web services.   Datový obsah pro jednotlivé systémy je pořizován ve formátu XML, který umožňuje import z dalších informačních systémů dopravce nebo správce infrastruktury. K dispozici jsou softwarové nástroje pro přípravu dat a simulaci vozidlových systémů na PC. Firmware všech zařízení ve vozidle je možné bezpečně na dálku aktualizovat (upgradovat), takže nové vlastnosti realizované softwarem lze přidávat v průběhu celého životního cyklu systému. Systémy používají nejmodernější komunikační prostředky, jako jsou IP drátové i bezdrátové sítě, jazyk HTML5 a webové služby pro vizualizaci, hardwarově akcelerované přehrávání streamovaného videa, architektonický styl SOA (Service Oriented Architecture) a rozhraní API (Application Programming Interface) pro soudobé informační systémy. Zároveň však nabízejí tradiční průmyslová komunikační rozhraní, dlouhodobě používaná v drážní technice, jako např. CAN, MVB (Multifunction Vehicle Bus), sériové komunikace a přímé I/O. Pro zjednodušení zálohování a snížení nákladů na kabeláž jsou zařízení s rozhraním Ethernet přednostně vybavena integrovaným switchem (přepojovačem) s možností připojení do sítě kruhové topologie.   Pro komunikaci mezi jednotlivými vozidly v soupravách s provozně měnitelným řazením využívají systémy vysokorychlostní sběrnici ETB (Ethernet Train Backbone) podle normy IEC 61375. To umožňuje jejich použití v širokém spektru provozních scénářů od samostatných vozidel přes spřahované jednotky až po soupravy sestavované z jednotlivých osobních vozů a řídicích a hnacích vozidel. Informování cestujících je vždy zajištěno podle skutečného směrování konkrétní části vlaku a přímých vozů včetně automatické rekonfigurace po rozpojení a spojení vlaku, úvrati a obratu soupravy podle plánovaného oběhu.   Všechny přístroje, které jsou součástí systémů, jsou navrženy pro vozidlové prostředí a napájení z palubní sítě. Testovány jsou v celém rozsahu provozních teplot, ověřeny na elektromagnetickou kompatibilitu a odolnost proti rázům a vibracím a certifikovány podle normy EN 50155. Vzhledem k často omezeným zástavbovým možnostem jak v modernizovaných vozidlech (kde se s instalací dalších zařízení nepočítalo), tak v moderních nízkopodlažních vozidlech (kde je třeba co největší užitná plocha pro cestující) jsou komponenty systémů navrženy jako kompaktní přístroje. Z funkčního hlediska lze jeden přístroj využít pro běh několika softwarových komponent, např. ovládací panel s displejem řídí PIS, PAS, multimediální i kamerový systém, poskytuje datové úložiště a služby ukládání, archivace a distribuce videozáznamů (content server). Systémy jsou vybaveny funkcí vnitřní diagnostiky, urychlující identifikaci a odstranění závady, a to i na dálku.   3. Multimediální informační systém UniTrack PIREDI Multimediální informační systém MMIS, který byl vyvinut ve společnosti UniControls pod obchodním názvem UniTrack PIREDI, se skládá ze šesti relativně funkčně samostatných subsystémů. Lze jej považovat za platformu, obsahující hardwarové a snadno rozšiřitelné softwarové komponenty, která umožní realizaci kompletního systému MMIS nebo jeho vybraných subsystémů a částí podle požadavků zákazníka. Jednotlivé subsystémy mohou být vzájemně propojeny pomocí otevřených komunikačních rozhraní a softwarových služeb a kooperují ve finální sestavě PIREDI. Jednotlivá zařízení PIREDI mohou být sdílena několika jeho subsystémy. Na obr. 1 jsou znázorněna zařízení systému PIREDI v moderním osobním voze.   3.1 Informační systém pro cestující (PIS) Informační systém pro cestující poskytuje audiovizuální informace související přímo s vlastní přepravou cestujícího. Cestující je informován o: směru a trase jízdy vlaku i jednotlivého vozu a o dělení vlaku na trase, následující stanici, směru výstupu a o přestupních vazbách, zastávkách na znamení (včetně signalizace zastávek), čísle vlaku, jeho komerční kategorii, jméně vlaku, čísle linky IDS, pásmech integrovaných dopravních systémů a tarifech, řazení vlaku (včetně např. směru k jídelnímu vozu), plánovaných i neočekávaných mimořádných situacích.   Systém je řízen zcela automaticky v závislosti na poloze vlaku a jeho řazení poskytovaném vlakovým komunikačním systémem. Jsou možné korekce obsluhou nebo kompletní manuální řízení.   Funkce systému jsou realizovány těmito zařízeními: řídicí jednotka s ovládacím displejem DIS-210: je jádrem systému, obsahuje databáze, realizuje grafické uživatelské rozhraní (GUI), umožňuje připojení do bezdrátových sítí a sledování polohy vlaků pomocí systémů GNSS, informační tabule LED EIB a ITLU (obr. 2, obr 3): zobrazují základní informace o trase vně a uvnitř vlaku, umožňují automatické řízení jasu podle okolního osvětlení, informační LCD DIS-218 a DIS-318: zobrazují podrobné informace o trase, typicky v interiéru vlaku. Dodávány jsou v jednostranném i oboustranném provedení.   3.2 Rezervační systém (RES) Rezervační systém poskytuje informace související s rezervací míst ve vlaku. Jsou jimi: rezervační čísla vozů, označení volných a obsazených míst včetně trasy rezervace, označení míst se zvláštní vlastností (např. pro rodiče s dětmi, tichý oddíl, dámský oddíl).   Systém je řízen zcela automaticky v závislosti na poloze vlaku a jeho řazení poskytovaném vlakovým komunikačním systémem. Jsou možné korekce obsluhou. Data jsou distribuována v režimu on-line z centrálního rezervačního systému prostřednictvím subsystému správy mobilních aplikací MOMA. Funkce systému jsou realizovány těmito zařízeními: řídicí jednotka s ovládacím displejem DIS-210: tvoří jádro systému, obsahuje databáze a GUI, rezervační displeje („místenkovače“) SRD-02 a SRD-08: zobrazují informace o místech; dodávány jsou v provedení na těnu, do stěny nebo integrované do nosiče zavazadel, informační LCD DIS-218 a DIS-318: zobrazují rezervační plánky vozu s vyznačením obsazených míst.   3.3 Multimediální systém (MMS) Multimediální systém poskytuje další doplňkové informace pro cestující a zábavní obsah, popř. reklamy v audiovizuální formě. Dále zprostředkovává zobrazení informací jiných subsystémů a externích aplikací pro cestující. Informace jsou připraveny v podobě tzv. playlistů. Jsou to předem dané multimediální sekvence, které mohou zahrnovat audiosoubory, ideosoubory, obrázky, animace, stránky v HTML a aplikace. Provedení sekvencí může být vázáno různými kombinacemi podmínek, vztahujícími se např. k druhu vlaku nebo konkrétnímu vlaku, poloze vlaku, času, státu a jazyku, zobrazení v určité části vlaku apod. Informace o zobrazení každé položky playlistu může být volitelně zaznamenána, a to včetně informace o vlaku, čase a geografickém místě přehrání, popř. o poruše zařízení, která znemožnila přehrání. To umožňuje prokázat dodržení kontraktu s poskytovatelem obsahu.   Vzhled jednotlivých obrazovek pro cestující, sekvence zobrazování jednotlivých informačních kanálů včetně integrace informací z ostatních subsystémů MMIS jsou určeny tzv. timesheety, implementovanými jako šablony stránek HTML 5 s formátováním definovaným CSS3. Obsah videosouborů je streamován po IP síti s využitím hromadné adresace (multicast), takže lze synchronně obsloužit velké množství displejů bez zvláštních požadavků na šíři přenosového pásma. Funkce systému jsou realizovány zařízeními: content server s ovládacím displejem DIS-210: jádro systému, databáze playlistů a timesheetů, server pro webové aplikace multimediálních displejů, streamovací server pro videosoubory, ovládací GUI, multimediální displeje DIS-218 a DIS-318: zobrazují obsah distribuovaný tzv. content serverem.   3.4 Systém hlasové komunikace (PAS) Systém hlasové komunikace zajišťuje hlasovou komunikaci v reálném čase formou hromadného hlášení, adresného hlášení nebo rozhovoru bod-bod. Zprostředkovává také hlasové služby ostatním subsystémům. Systém PAS zajišťuje: hromadná hlášení cestujícím do celého vlaku nebo do vybraného vozu (popř. skupiny vozů) nebo do oddílu, hlasovou komunikaci (telefonii) vlakového personálu, audiokanály pro ostatní subsystémy, např. automatická hlášení PIS, ozvučení informací MMS, koncový bod nouzových volání bezpečnostního systému u vlakového personálu.   Zvuk je přenášen prostřednictvím digitálního streamu v IP síti (VoIP) nebo volitelně prostřednictvím existujících analogových vlakových linek podle vyhlášky UIC 568. Oba způsoby komunikace lze kombinovat a mohou se vzájemně zálohovat. Takto je hlasový výstup realizován jako bezpečná funkce. Funkce systému PAS jsou realizovány zařízeními: rozhlasová ústředna RUV: směrování hovorů, ozvučení vnějších a vnitřních prostor vlaku, telefonní přístroj TEL: základní ovládání systému vlakovým personálem, mikrotelefon pro hlášení a hovory, signalizace příchozích hovorů, ovládací displej DIS-210: pokročilé ovládání a diagnostika – podrobné směrování hlášení a hovorů, zobrazení identifikace a lokace příchozích volání a probíhajících streamů.   3.5 Bezpečnostní systém (CAM) Bezpečnostní systém CAM realizuje funkce dohledu, související s bezpečností cestujících ve vlaku (ve smyslu prevence a ochrany před kriminalitou), funkci komunikace při mimořádných událostech a funkce podpory cestujícím se sníženou schopností pohybu a orientace. Data z kamer, které monitorují vnitřní i vnější prostory, jsou zobrazována na displeji vyhrazeném pro tento účel nebo na ovládacím displeji a jsou ukládána pro další zpracování. Nouzová komunikace umožňuje přivolat pomoc cestujícím. Při aktivaci nouzového komunikátoru se automaticky zobrazí obraz z kamery monitorující přidružený prostor. Nevidomý může prostřednictvím slepecké vysílačky spustit automatickou akustickou informaci o vlaku a signalizovat úmysl nastoupit. Funkce systému jsou realizovány zařízeními: nouzový komunikátor HJT: signalizace nouze a obousměrná komunikace cestujícího s vlakovým personálem, řídicí a ovládací displej DIS-210: informace o příchozí signalizaci, monitorování obrazu kamer, úložiště snímků z kamer, volání služeb dalších subsystémů v závislosti na signalizaci (např. automatická hlášení prostřednictvím PIS a PAS), IP kamera v různých provedeních podle designu interiéru a exteriéru vozidla: monitoruje sledovaný prostor a streamuje video do IP sítě, přijímač pro nevidomé: přijímá signály ze slepecké vysílačky a předává je řízení PAS.   3.6 Diagnostický systém (TELEDIAG) Diagnostický systém monitoruje a vyhodnocuje činnost ostatních zařízení a subsystémů MMIS, ukládá a zobrazuje diagnostické záznamy, využitelné jak pro okamžité odstranění závady na voze, tak pro plánování údržby vozidel, dlouhodobé vyhodnocování spolehlivosti systémů a predikci potřeb prostředků servisu. Diagnostické záznamy jsou ukládány v palubním systému ve formě: časových řad průběhu veličiny (trace record) s konfigurovatelnou periodou vzorkování, okamžitých hodnot (snap record), využívaných zejména pro záznam kumulativních veličin (např. motohodiny), diagnostických událostí (event record), které jsou charakteristické časem vzniku a zániku. Každá diagnostická událost může mít mimo vlastní popis přiřazenou prioritu, závažnost a další průvodní texty, napomáhající pracovníkům údržby v odstranění závady, a to i vícejazyčně pro vozidla v mezinárodním provozu. Vznik i zánik diagnostické události mohou být dále provázeny údajem o poloze vozidla, souborem okamžitých hodnot sledovaných veličin ve volitelném časovém úseku a volitelné vzorkovací frekvenci před vznikem nebo zánikem události a nich. Diagnostickou databázi systému TELEDIAG lze s výhodou využít i k ukládání diagnostiky ostatních subsystémů vozidla, jako jsou např. systém nadřazeného řízení TCMS, pohonné a brzdové systémy, centrální zásobování energií, vodní hospodářství a toalety, řízení dveří, osvětlení či klimatizace. K tomuto účelu je systém vybaven širokým spektrem externích průmyslových rozhraní od prostých digitálních a analogových vstupů přes tradiční sběrnice RS-232, RS-422, RS-485, MVB a CAN až po nově zavedená rozhraní USB a Ethernet. Data diagnostiky jsou dálkově replikována prostřednictvím systému MOMA na pozemní server, kde mohou být využita pro plánování oprav a případné odstavení či náhradu vozidla ještě před jeho příjezdem do depa. Diagnostické informace lze také lokálně vyčítat ze všech vozidel vlaku do jednoho místa prostřednictvím vlakové sítě, a to jak k přímému zobrazení na ovládacím displeji DIS-210, tak prostřednictvím servisního notebooku. 3.7 Systém managementu mobilních aplikací (MOMA) Systém MOMA slouží dopravci jako prostředek správy flotily vozidel vybavených palubními informačními systémy. Zajišťuje dálkovou správu dat aplikací, správu firmwaru a přenos stavových informací. Jednotně zprostředkovává další služby mezi pozemní a vozidlovou částí aplikace pro všechny subsystémy MMIS, popř. i pro další subsystémy vozidel. Systém MOMA jako celek zprostředkovává transparentní komunikační spojení mezi pozemní a vozidlovou částí distribuovaných vlakových aplikací včetně dalších návazných služeb pro snazší implementaci datových přenosů do aplikací s respektováním specifik drážního provozu. Je aplikačně neutrální, obsah přenášených dat je záležitost konkrétní aplikace. Umožňuje sdílení úzkého a málo kvalitního přenosového kanálu (typicky GPRS) několika aplikacemi se zaručením priorit a ochrany pásma před zahlcením (QoS – Quality of Service). Systém MOMA poskytuje aplikacím tyto služby: zabezpečení přenosu: autentizace a šifrování, identifikace vozidla a zařízení, informace o stavu spojení s vozidlem (on-line, off-line, poslední čas připojení), periodický přenos stavové informace z vozidla: základní stavová informace vždy obsahuje identifikaci vozidla a jeho polohu a lze ji rozšířit o stavové informace aplikace (např. navolené číslo vlaku, aktivní playlist), přenos datového balíku do vozidla nebo z vozidla: je zajištěno automatické navazování přerušených přenosů včetně dokončení rozpracovaných transakcí, aplikace je informována o všech změnách stavu přenosu včetně akceptování balíku protistranou, překročení časového limitu apod., oboustranná rozdílová synchronizace dat mezi pozemní a vozidlovou částí aplikace, zajišťující minimalizaci datových přenosů při přírůstkové aktualizaci velkých datových balíků, včetně uvědomění o stavu přenosu, přenos instantních zpráv mezi vozidlovou a pozemní částí aplikace, včetně potvrzení doručení a uvědomění o stavech přenosu.   Systém MOMA se skládá z pozemního serveru MOMA-S a vozidlových klientů MOMA-C. Vozidlový klient MOMA-C lze umístit v různých vozidlových zařízeních a využít několik přenosových kanálů (např. GSM, LTE, WiFi) s automatickou volbou nejlepšího dostupného kanálu. Klient je možné realizovat též jako distribuovaný klient s přenosem dat i do vozů, které nejsou vybaveny bezdrátovou komunikací, prostřednictvím vlakové páteřní sítě WTB nebo ETB. Spojení MOMA-S a MOMA-C a autorizace klientů jsou zabezpečeny šifrovanou virtuální sítí OpenVPN, a umožňují tedy provoz i v otevřených sítích (sítě veřejných operátorů GSM, WiFi, internet).   Server MOMA-S je implementován jako dvoustupňový. První stupeň tvoří server OpenVPN, zajišťující autorizaci vozidlových klientů a volitelně i certifikační autoritu pro vydávání vozidlových certifikátů. Součástí serveru OpenVPN je unikátní nadstavba QoS, umožňující řídit datové toky i v sítích, ve kterých nejsou pod kontrolou nižší vrstvy IP protokolů využívané klasickým QoS – typicky jde o sítě veřejných operátorů GSM, kde vinou velké latence a frontování u operátora tradiční QoS selhává. Druhý stupeň je aplikační server implementující interní webové služby (Web Services) systému MOMA a externí webové služby pro přístup pozemních aplikací. Interní i externí rozhraní MOMA-S dovolují připojit aplikace třetích stran (včetně klientů MOMA-C implementovaných třetími stranami). MOMA-S dále obsahuje úložiště pro uložení přenesených dat. Je vybaven webovým administrátorským rozhraním, které podle nastavených uživatelských přístupových práv umožňuje: sledování stavů vozidel včetně jejich polohy na mapě, monitorování stavů jednotlivých datových přenosů, statistiky přenosů, prohlížení přenesených datových balíků, zakládání nových datových balíků pro přenos, zahájení a rušení datových přenosů, posílání komunikačních zpráv.   Pozici systému UniTrack PIREDI v kontextu integrovaného železničního informačního systému znázorňuje obr. 4.   4. Závěr Aby železnice obstála v konkurenci ostatních druhů dopravy, musí nabídnout nové služby všem subjektům železničního systému – dopravcům, správcům infrastruktury, a především cestujícím. Tyto služby vesměs vyžadují výměnu značného množství informací mezi subsystémy vlaku a mezi vlakem a pozemními systémy. Vybavení vozidel vysokokapacitní komunikační infrastrukturou je tedy podmínkou jejich realizace. Vlaková komunikační síť potřebných vlastností založená na komunikaci Ethernet a protokolu IP je již standardizována (IEC 61575). Standardizace jejího propojení s pozemními systémy bude dokončena v roce 2016. Norma IEC 61375 byla firmou UniControls implementována a tvoří základ systémů skupiny UniTrack, tj. i systému Uni- Track PIREDI.   Standardizační úsilí se nyní zaměřuje na multimediální a telematické systémy ve vlacích, konkrétně na specifikace funkcí a rozhraní subsystému kamerového dohledu, subsystémů poskytujících služby orientované na cestující, strojvedoucího, osádku vlaku, údržbu a dopravce. Firma UniControls je členem příslušné standardizační pracovní skupiny, což jí umožňuje promítnout průběžné výsledky práce na standardech do svých řešení.   Literatura: [1] ČSN EN 61375-1 Elektronická drážní zařízení – Vlaková komunikační síť (TCN) – Část 1: Obecná architektura. Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2013. [2] IEC 62580-1 Electronic railway equipment – On-board multimedia and telematic subsystems for railways – Part 1: General architecture. International Electrotechnical Commission, 2015.   Ing. Tomáš Tichý (tichy@unicontrols.cz), Ing. Dobromil Nenutil (nenutil@unicontrols.cz), UniControls a. s. Praha   Obr. 1. Zařízení systému UniTrack PIREDI v osobním voze Obr. 2. Informační LED tabule EIB Obr. 3. Informační LED tabule ITLU Obr. 4. Systém UniTrack PIREDI v kontextu integrovaného železničního informačního systému   Tab. 1. Zkratky spojené s informačními a elektronickými systémy vlaku (a systémem PIREDI firmy Unicontrols) Zkratka Význam Poznámka ATS Automatic Train Supervision   CAM   bezpečnostní kamerový systém (UniControls) DIS    ovládací nebo informační displej (UniControls) EIB   vnější informační panel s LED (UniControls)  EPNEV    přijímač systému pro nevidomé (UniControls)  ETB  Ethernet Train Backbone vlaková páteřní síť podle IEC 61375  HJT    nouzový komunikátor (UniControls)  ITLU    informační panel s LED (UniControls)  MMIS MultiMedia Information System  multimediální informační systém  MMS  MultiMedia System  multimediální systém  MOMA    systém správy mobilních aplikací (UniControls)  MOMA-C    vozový klient systému MOMA (UniControls)  MOMA-S    pozemní server systému MOMA (UniControls)  PAS  Public Address System  systém hlasové komunikace  PIREDI  Passenger Information, Reservation, Entertainment and vehicle DIagnostics  informační, rezervační a diagnostický systém (UniControls)  PIS  Passenger Information System  informační systém pro cestující  RES  Reservation System  rezervační systém  RUV    rozhlasová ústředna vlaku (UniControls)  SIG SJV    směrovka k jídelnímu vozu (UniControls)  SIG WC    signalizace stavu WC (UniControls)  SRD    rezervační displej/místenkovač (Unicontrols)  TCMS  Train Control and Monitoring System  systém nadřazeného řízení  TEL    telefonní přístroj (UniControls)  TELEDIAG    diagnostický systém (UniControls)  TSI-PRM  Technical Specification for Interoperability – Persons with Reduced Mobility  technická specifikace pro interoperabilitu – osoby s omezenou schopností pohybu a orientace 

Společnost Omron představila nové průmyslové mobilní roboty

Společnost Omron představila svou první produktovou řadu průmyslových mobilních robotů – LD Platform. Mobilní roboty LD jsou efektivní a cenově výhodný prostředek pro manipulaci se zbožím v rozlehlých výrobních provozech. Jedinečné mobilní roboty této řady jsou navrženy tak, aby nepřetržitě a spolehlivě přepravovaly materiál, a rovněž se umí samy navigovat i ve velmi dynamicky se měnícím prostředí.  Mobilní robotické platformy LD (obr. 1), ideální pro manipulaci se zbožím ve skladištích, distribučních centrech a výrobních závodech, zvládnou přepravu kusů o hmotnosti až 130 kg. V porovnání s tradičními automaticky naváděnými vozidly se mobilní roboty Omron umí samy navigovat v přirozeném prostředí podniku. Nejsou nutné žádné cenově a časově náročné úpravy infrastruktury, nejsou třeba podlahové magnety, naváděcí pásy nebo laserové závory, které se vyskytují u klasických automaticky naváděných vozidel. Body doručení lze u mobilních robotů LD snadno měnit a dosáhnout tím flexibilního rozvržení závodu. Mobilní roboty LD od firmy Omron tak doplňují tradiční automatizaci, např. dopravníkové pásy, a umožňují dosáhnout podstatně větší flexibility. Mobilní roboty LD jsou opatřeny systémem samočinné navigace, který spolehlivě pracuje i v prostředích, kde se nepřetržitě pohybují lidé, palety, vozíky či vysokozdvižné vozíky a jsou stále vyprazdňovány a přemisťovány regály. Platforma robotu je vybavena senzory a vestavěným řídicím systémem, které jí dovolují vyhnout se překážkám a zvolit si nejlepší cestu. To také umožňuje bezpečný provoz mezi lidmi, popř. i spolupráci s nimi. Z robotů lze vytvářet skupiny (až sto robotů na jednu skupinu), které jsou centrálně řízeny softwarem Enterprise Manager 1100, jenž spolupracuje se systémy pro správu závodu nebo skladu (např. MES nebo WMS). Součástí nové řady je LD Cart Transporter (obr. 2), autonomní tahač vozíků. Cart Transporter obsahuje zařízení pro automatické zapojení vozíku a dokáže přizpůsobit svou příjezdovou cestu tak, aby se vozík automaticky připojil k tahači. Díky tomu je Cart Transporter ideálním řešením pro doplňování zásob u výrobních a montážních linek nebo pro vyřizování objednávek e-shopů v distribučních centrech. Další informace: https://industrial.omron.cz/cs/products/mobile-robot. [Tisková zpráva Omron Electronics spol. s r. o. Leden 2017.] (Bk) Slovníček Platforma LD: základní část mobilního robotu. Skládá se z podvozku s koly, pohonů, nosných prvků pro upevnění nástavby, baterie, laserových a ultrazvukových snímačů, gyroskopu a řídicího systému LD Core, který obsahuje veškerý software potřebný k navigaci a konektory pro připojení signálů i napájení nástavby. Nástavba: cokoliv, co je neseno platformou. Může to být krabice nebo paleta, zařízení pro automatické připojení transportního vozíku (u zařízení LD Cart Transporter) nebo robotické rameno určené k manipulaci s transportovaným materiálem. Nástavba často zahrnuje také operátorský panel. Transportní vozík: mechanický čtyřkolový vozík (cart) určený k přepravě krabic a palet s materiálem. LD Core: průmyslový počítač vestavěný do platformy LD. Běží na něm software ARAM (Advanced Robotics Automation Management), který zpracovává údaje ze všech snímačů platformy, SetNetGo, který komunikuje s aplikací řídící celou flotilu robotů (Enterprise Manager), a MARC (Mobile Adept Robot Controller), který zpracovává údaje z gyroskopu a snímačů polohy v pohonech, komunikuje se systémem ARAM, určuje polohu robotu a řídí pohony, včetně bezpečnostního zastavení před překážkou. Autonomní inteligentní vozidlo: (AIV – Autonomous Intelligent Vehicle); v tomto případě platforma s nástavbou, tedy kompletní mobilní robot, který může přemisťovat materiál, polotovary, zboží apod. Enterprise Manager 1100: software, který řídí provoz celé flotily (až stovky) mobilních robotů. Obr. 1. Platforma mobilního robotu LD od firmy Omron Obr. 2. LD Cart Transporter, autonomní tahač manipulačních vozíků  

Nejrychlejší značení na světě pomocí JET3up RAPID

Vysoký stupeň automatizace má za následek zvýšenou produktivitu výroby. Avšak značicí systémy někdy nedokážou s touto rychlostí držet krok a celý proces zpomalují. Proto firma Leonardo technology uvedla na trh tiskárnu Leibinger JET3up RAPID (obr. 1). Je to jediná průmyslová inkoustová vysokorychlostní tiskárna na světě pracující na hranici fyzických možností: rychlost značení je až 1 000 m/min (60 km/h). To je víc, než kdybyste jeli v obci autem a tiskli přitom na obrubník souvislý text. Značení mimořádnou rychlostí 1 000 m/min Tato mimořádná rychlost je důležitá především při značení kabelů, hadiček, trubek apod. Tisk je přitom jasně čitelný na různých površích materiálů (obr. 2). JET3up RAPID dokáže zvýšit efektivitu produkce o až 40 % ve srovnání s jinými vysokorychlostními inkoustovými tiskárnami dostupnými na světovém trhu a zvýšit tak zisky výrobním společnostem – o to přece jde.        Proč je tisk s JET3up RAPID na hranici fyzických možností Tisk s JET3up RAPID je na hranici fyzických možností jak v oblasti mechaniky tekutin, tak v oblasti elektroniky. Musí se vypořádat s vlivem elektrostatického pole i turbulencí vzduchu. Nabíjecí matrice pro kapičky inkoustu totiž nejenže generuje napětí odpovídající poloze kapičky, ale za pomoci vysokorychlostní kamery snímající průlet kapičky vzduchem toto napětí ještě i dolaďuje. Kompenzuje totiž turbulence vznikající průletem kapičky vzduchem, které ovlivňují pohyb kapičky letící za ní. Je to, jako když jede cyklista z kopce za druhým cyklistou: vzhledem k menšímu odporu vzduchu ve vzduchovém úplavu jej dojíždí, až jej předjede. Proto se kompenzuje let kapiček správným načasováním a nabíjením. JET3up RAPID pracuje na limitu ne technických možností, ale fyzických vlastností omezujících maximální rychlost tisku, proto je tak výjimečná a světově jedinečná. Zájemci se o tom mohou přesvědčit na vlastní oči. Tiskárna bude značit na veletrhu Amper 2017 ve stánku firmy Leonardo technology č. 7.12 v hale V. Kontakt na firmu je v inzerátu na str. 1. (Leonardo technology s. r. o.)www.LT.cz Obr. 1. Vysokorychlostní inkoustová tiskárna Leibinger JET3up RAPID Obr. 2. Ukázky značení tiskárnou Leibinger JET3up RAPID 

Mico Pro – maximálně modulární kontrola proudu

Mico Pro je nový systém od společnosti Murrelektronik pro sledování elektrického proudu. Modulární konstrukce umožňuje přizpůsobit systémy přesně konkrétním požadavkům, což poskytuje příznivý poměr nákladů a užitných funkcí při maximální úspoře prostoru k instalaci. Patentované vypínací chování zajišťuje co největší možnou disponibilitu stroje. Další výhodou je integrovaná distribuce potenciálů, která výrazně omezuje požadavky na instalaci v rozváděči.  Napájecí systémy jsou jádrem strojů a zařízení. Zajišťují potřebnou energii, a proto nesmí být snadno ochromeny přetížením nebo zkratem – jinak hrozí zastavení strojů, výpadky výroby a vysoké náklady. Spolehlivost systémů elektrického napájení musí být vždy maximální. Mico Pro od společnosti Murrelektronik (obr. 1 Modulární systém Mico Pro pro sledování proudu v napájecích obvodech) zvyšuje spolehlivosti napájení. Inteligentní systém monitorování proudu důsledně sleduje všechny zátěžové a řídicí proudy a včas rozpozná kritické momenty. Mico Pro signalizuje mezní zátěže a cíleně vypíná chybové kanály, aby se zabránilo úplnému výpadku a zajistila se vysoká disponibilita stroje. Jeho vypínací chování je patentované a řídí se zásadou: „co nejpozději, jak je to možné, co nejdříve, když je to zapotřebí“. Mico Pro také rozpoznává přechodné chyby; např. když k přerušení vedení ve vlečném řetězu dochází pouze v určitých úhlech dráhy. Rozeznává kapacitní spotřebiče a spouští je kontrolovaně. Modulární konstrukce s úsporou prostoru Mico Pro je modulární systém pro provozní napětí 12 nebo 24 V DC. Z mnoha jeho modulů lze pro každý případ vybrat vhodné komponenty a zkompletovat je bez nářadí spolu s napájecím modulem do uceleného systému. Vybírat je přitom možné mezi moduly s jedním, dvěma nebo čtyřmi výstupními kanály. Jejich šířka je pouhých 8, 12 nebo 24 mm, a proto výrazně spoří místo. Jestliže uživatel použije např. systém s osmi kanály, je zapotřebí až o 65 % méně místa než při použití běžných jističů. Se zvětšujícím se počtem kanálů poměrná úspora místa dále roste. U fixních modulů jsou vypínací proudy (2, 4, 6, 8, 10 a 16 A) pevně nastavené, takže jde o řešení odolné proti nedovolené manipulaci. U flexibilních modulů lze nastavit vypínací proud stisknutím tlačítka od 1 do 10 A, popř. od 11 do 20 A. To je výhodné např. pro výrobce strojů a zařízení s přídavnými rozšířeními; současně se tak zmenšuje počet potřebných variant. Pro každou úlohu lze Mico Pro nakonfigurovat přesně na míru, systém je neustále flexibilní. Je-li třeba vyměnit jen jeden modul, např. protože po úpravě stroje je zapotřebí jiný proud, lze výměnu provést rychle a bez nástrojů. Díky tomu se dosahuje příznivého poměru nákladů a užitných vlastností.  Výrazné zjednodušení elektroinstalace v rozváděči Mico Pro má integrovanou distribuci potenciálů pro +24 V (popř. +12 V) a 0 V, čímž se výrazně zjednodušuje instalace kabelů v rozváděči. Na každém kanálu jsou možnosti připojení pro +24 a 0 V. Externí svorky 0 V tím mají „odslouženo“, protože nulový potenciál je možné připojit přímo přes Mico Pro. To zjednodušuje instalaci, výrazně omezuje počet kabelových propojení, šetří prostor v rozváděči a v konečném důsledku snižuje náklady. S rozšiřujícím potenciálovým modulem lze na každý kanál Mico připojit až dvakrát dvanáct potenciálů. Praktická manipulace Inovovaný systém můstků, kterým se jednotlivé komponenty propojí do jednoho celku, je charakteristický snadnou instalací. Dvě lišty se běžnými „štípačkami“ zkrátí přesně na správnou délku, jedním pohybem se zepředu zasunou do připravených úchytů (obr. 2 Systém Mico Pro v rozváděči https://www.youtube.com/watch?v=ay3kW69iPxo ) – a systém dimenzovaný na celkový proud až 40 A je hotov. Diagnostické a řídicí signály se připojí pomocí pružinových kontaktů po straně modulu. Jednotlivé vodiče lze připojit bez použití nástrojů, neboť všechny vstupy a výstupy systému jsou vybaveny pružinovými svorkami push-in. Montáž tak trvá jen krátce a v běžícím provozu není nutná odstávka na údržbu. Přední strana modulů Mico Pro není nikdy zakryta kabely nebo vodiči; operátor tak vždy vidí popisky a stavové LED. Diagnostika na místě nebo prostřednictvím řídicí jednotky Diagnostické funkce jsou v Mico Pro velmi důležité. Každý kanál je vybaven LED pro zobrazení stavu na přístroji a dále je možné předávat diagnostické signály do řídicí jednotky. Napájecí modul Mico Pro poskytuje hromadnou diagnostiku pro celý systém, nastavitelné flexibilní moduly navíc dodávají diagnostické signály k jednotlivým kanálům. Pro stavové LED platí: dokud je vše v pořádku, svítí zeleně. Dostane-li se hodnota na 90 % nastaveného vypínacího proudu, signalizuje LED blikáním v zelené barvě dosažení mezní oblasti. Taková situace může nastat, připojí-li se další spotřebiče nebo vzroste-li spotřeba energie již připojených spotřebičů, např. v důsledku opotřebení. Při uvádění do provozu může toto včasné varování pomoci okamžitě identifikovat nesprávně dimenzované proudové obvody. Mico Pro v takovém případě vyšle navíc diagnostický signál. Je-li překročen vypínací proud, Mico Pro vypne obratem a cíleně postižený kanál. LED bude blikat červeně a bude vyslán diagnostický signál. Operátor může kanál znovu aktivovat buď stisknutím tlačítka na místě, nebo signálem z řídicí jednotky. Pro účely údržby lze kanály vypnout také ručně. LED potom trvale svítí červeně a možnost dálkového zapnutí je během této doby deaktivována. Integrovaná spínací funkce Spínací funkce umožňuje cíleně pro konkrétní kanál prostřednictvím signálu z řídicí jednotky (PLC) u flexibilních modulů zapínat a vypínat části zařízení. Je možné realizovat jak vysoké spínací frekvence (až 10 Hz), tak i dlouhé doby spínání; např. pro vypnutí určitých úseků stroje během neprodukční doby. LED příslušného kanálu v průběhu této doby svítí oranžově. Mico Pro lze instalovat kaskádovitě, tzn. že na jeden kanál Mico s vypínacím proudem více než 10 A lze připojit další stanici Mico Pro. Je-li na jejích kanálech vypínací proud výhradně do 10 A, je zajištěna plná selektivita a nadále jsou vypínány pouze kanály postižené zkratem nebo přetížením. Zejména pro úlohy s decentralizovanou koncepcí rozváděče jde o významnou výhodu, která snižuje poměrné náklady na instalaci – už jen z toho důvodu, že není zapotřebí žádný dodatečný napájecí zdroj.  (Murrelektronik CZ spol. s r. o.)www.murrelektronik.cz Přehled výhod systému Mico Pro: -         sledování proudu v kanálech až do 20 A v modulárním systému – to je inovace v modulárních systémech pro sledování proudu, -         optimální možnosti značení pro přehledný rozváděč, -         integrovaný měřící bod pro pohodlné měření, -         napěťově nezávislá paměť závad: ideální pro hledání závad po obnovení napájení, -         zapínací kapacity až 30 mF na kanál, a to i při plném zatížení, -         provoz i s napájecími zdroji 5 A – dosud byly nutné zdroje 10 A, -         minimální vnitřní odpor, téměř žádný ztrátový výkon, -         nezávislost na teplotě, -         časově zpožděné zapnutí jednotlivých kanálů u vícekanálových modulů pro omezení proudových špiček. 

Strategické partnerství Comau a B&R dalo vzniknout unikátnímu konceptu openRobotics

Roboty Comau (www.comau.com/cz) s řídicími systémy B&R (www.br-automation.com) otevírají cestu do nové éry v používání robotů v průmyslové výrobě. OpenRobotics (http://bit.ly/2m13iq7) je koncept od společností B&R a Comau, který umožňuje zákazníkům získat všechny výhody celistvého přístupu k provozu, diagnostice a údržbě díky plné integraci řídicího systému robotu s řídicím systémem stroje.  Obr. 1. Walter Burgstaller, obchodní ředitel B&R pro Evropu (vlevo), a Tobias Daniel, vedoucí prodeje a marketingu společnosti Comau Robotics, představili openRobotics na veletrhu SPS IPC Drives v Norimberku v roce 2015 (foto: B&R)  „S openRobotics je možné použít stejný řídicí systém jak pro stroje, tak pro roboty automatizované linky,“ říká Walter Burgstaller, obchodní ředitel B&R pro Evropu. „Tímto způsobem se výrazně zvyšuje výkon závodů, protože stroje a roboty jsou dokonale integrovány a řízeny jediným řídicím systémem. V integrovaném systému jsou obsaženy i bezpečnostní funkce – systém SafeMotion řídí pohybové osy zařízení i robotu. V důsledku toho je možné zmenšit bezpečnostní zóny, což má značné výhody, co se týče zástavbové plochy. OpenRobotics je výhodný jak pro výrobce, tak pro obsluhu automatizovaných strojů.“ V této konfiguraci již není třeba rozváděč s řídicím systémem robotu, který je běžně součástí jeho dodávky. Řídicí systém robotu je totiž umístěn ve stejném rozváděči jako řídicí systém stroje. Toto spojení zjednodušuje kabeláž a sdílené napájení celý systém zlevňuje. Další výhodou použití jednoho řídicího systému je zmenšení počtu náhradních dílů potřebných pro údržbu, čímž se zjednodušuje řízení zásob náhradních dílů. O konceptu openRobotics si mohou zájemci pohovořit s odborníky z firmy Comau ve stánku B&R na veletrhu Amper ve dnech 21. až 24. března 2017.  (Comau Czech s.r.o.)  

Sběrnicový systém Cube – diagnostika hračkou

Sběrnicový systém Cube od společnosti Murrelektronik (www.murrelektronik.cz) nabízí rozsáhlé diagnostické možnosti. Nová diagnostická brána (gateway) Cube67 nyní ještě více usnadňuje přístup k diagnostickým datům. Tato brána se snadno implementuje, zajišťuje jasná hlášení při poruše a díky rychlejšímu odstranění poruch pomáhá zajistit vysokou disponibilitu strojů a zařízení. Systém Cube společnosti Murrelektronik je výkonný decentralizovaný sběrnicový systém, který se používá v mnoha strojích a zařízeních. Má modulární strukturu a díky množství vstupních, výstupních a multifunkčních modulů a široké škále komunikačních modulů (např. IO-Link, RS-485 atd.) mohou být instalace přizpůsobeny přesně na míru konkrétním požadavkům daného projektu. Systémovým kabelem jsou přenášena komunikační data i napájecí napětí, přičemž ke čtyřem větvím každého sběrnicového uzlu lze připojit až 32 modulů. Rozhodující výhody systému Cube jsou konektorové připojení, kompletně zalitý plášť modulů, charakteristické multifunkční kanály a rozsáhlé diagnostické možnosti.  Diagnostická data Vyhodnocení diagnostických dat a jejich využití pro programátora dosud znamenalo spoustu práce. Tuto práci bylo často nutné vykonávat pro každé zařízení zvlášť, protože různé řídicí systémy vyžadují různé diagnostické koncepce. U některých řídicích systémů nemohl být doposud dokonale využit kompletní rozsah diagnostických možností. Důsledek: chyby nebylo možné dostatečně rychle lokalizovat, v nejhorším případě vznikaly dlouhé provozní výpadky. S novou diagnostickou bránou Cube67 (obr. 1) má zákazník k dispozici nástroj, který ze systému Cube velmi jednoduše a rychle získá diagnostická data a poskytne je dále. Díky své robustní konstrukci a osvědčenému pouzdru je tato diagnostická brána předurčena pro použití v drsném průmyslovém prostředí. Zapojuje se do vedení mezi sběrnicovým uzlem Cube a až čtyřmi větvemi. Prostřednictvím běžného ethernetového rozhraní je diagnostická brána propojena s nadřazenou komunikační rovinou. Kompletní schéma topologie Když se spustí systém Cube, načte diagnostická brána celou topologii a následně celou provozní komunikaci a všechna diagnostická hlášení. Modul tato data vizuálně upraví a znázorní všechny informace – bez ohledu na systém řízení a platformu a bez jakéhokoliv dalšího softwaru, v libovolném prohlížeči a vždy stejným způsobem. Každý, kdo má přístup ke komunikační síti, může přistupovat k těmto datům, např. z terminálu HMI, tabletu nebo počítače v kanceláři (obr. 2). Na obrazovce se automaticky zobrazí uspořádání modulů jako přehledné schéma topologie a rovněž v podobě tabulky. Jsou zde vidět veškerá provozní data, např. stavy jednotlivých vstupů a výstupů. Diagnostická hlášení systému se zobrazí jak graficky ve schématu topologie, tak i v přehledné tabulkové podobě. Velkou výhodou tohoto nástroje je paměť diagnostických hlášení. V ní se zaznamenávají přechodné chyby, tj. chyby, které se vyskytují pouze dočasně, např. dochází-li při porušení kabelu v určitém úhlu na dráze vlečného řetězu k přerušení kontaktu nebo přehřívá-li se některý senzor vždy v určitou denní dobu, protože na něj svítí slunce. „Přechodná chyba“, která již není akutní, se v řídicím systému již nezobrazuje. Je v podstatě „odstraněna“. To je však špatně, protože taková chyba je často předzvěstí počínajícího většího problému. Označení modulů a chybová hlášení ve formátu prostého textu Nástroj poskytuje ke stažení přehlednou tabulku ve formátu CSV, která obsahuje přehled modulů, komponent a také všech vstupů a výstupů daného systému. V této tabulce je možné přiřadit jednotlivým komponentám název a spravovat označení pro všechny možné chyby ve formátu prostého textu. Zmíněná tabulka se zpětně importuje a nástroj potom používá uživatelem přiřazené názvy a označení. Uživatel tak neuvidí – ani ve schématu topologie, ani v tabulkovém seznamu – žádná „zakódovaná“ chybová hlášení, ale jasná oznámení jako „zkrat na hydraulickém agregátu“ nebo „přerušení vodiče na analogovém snímači, port dva čerpací jednotky“. S takovými informacemi se závady najdou rychle. Aby je bylo možné také rychle odstranit, lze prostřednictvím souboru CSV do systému importovat dokonce i pokyny pro postup opravy s konkrétními návrhy řešení, např. „zavřít ventil“ nebo „vyměnit kabel“. Do tabulky je možné uložit i identifikační číslo dílu, který je třeba vyměnit, a tím se odstranění závad ještě více urychlí. Data diagnostické brány Cube67 je možné uložit pro export nebo pro statistické průzkumy. Nabízí se tak např. možnost počítat cykly spínání vstupů a výstupů a tyto informace využít pro prediktivní údržbu v nepravidelných intervalech podle potřeby. Prostřednictvím vhodného formátu výměny dat lze data použít i pro jiné systémy a integrovat je přímo do různých aplikací, např. do systémů ERP a cloudových systémů. Nejrůznější možnosti využití Výhody diagnostické brány Cube67 využijí nejrůznější osoby podílející se na životním cyklu strojů a zařízení. Technik uvádějící zařízení do provozu může pomocí diagnostické brány prohlížet topologii a včas odhalit slabá místa, jako jsou zkraty nebo chyby zapojení (tj. rozdíly mezi požadovanou a skutečnou konfigurací). Cube67 mu také pomůže při testování vstupů a výstupů. Servisní technik výrobce stroje nebo zařízení může dočasnou integrací diagnostické brány lokalizovat chyby a rychle je opravit, aby byla zajištěna vysoká disponibilita stroje. Také dlouhodobá integrace je zajímavá, protože prostřednictvím vzdáleného přístupu poskytuje pohled na stroj nebo zařízení a umožňuje např. na dálku instruovat elektrikáře při opravě na místě. Operátor stroje nebo zařízení může včas díky Cube67 reagovat na hrozící problémové situace. Do systému je rovněž možné začlenit pokyny pro konkrétní závady, a je-li součástí pokynů i číslo položky náhradního dílu, může jej servisní pracovník vyzvednout ve skladu již po cestě do provozu.  (Murrelektronik CZ spol. s r. o.)  Obr. 1. Diagnostická brána Cube67 Obr. 2. Diagnostické informace je možné zobrazovat v libovolném webovém prohlížeči, např. na tabletu