Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Industry 4.0 z pohledu společnosti B&R

Společnost B&R je – díky svému neustálému pohledu vpřed historicky, v současnosti i do budoucna – dobře připravena na požadavky kladené na obor automatizační techniky při uplatňování konceptu Industry 4.0 v průmyslové praxi.

 
Trendy rozvoje automatizační techniky koncentrované ve všeobecně akceptovaných principech konceptu Industry 4.0 (popř. Industrie 4.0) jsou v naprosté shodě s dlouhodobými vizemi sledovanými společností B&R, jednoho ze světovým lídrů v inovacích oboru průmyslové automatizace. Budoucnost průmyslu a zejména rozhodující roli nových požadavků na automatizační techniku v jeho dalším rozvoji společnost B&R sleduje ve čtyřech základních rovinách, které jsou z jejího pohledu pro realizaci konceptu Industry 4.0 zvlášť důležité. Těmito čtyřmi rovinami jsou:
  1. Individualizace výrobních strojů a zařízení při zachování parametrů sériové výroby.
  2. Integrace strojů a výrobních linek.
  3. Aktivní účast při návrhu koncepcí a norem.
  4. Výroba ve společnosti B&R podle principů Industry 4.0.
Společnost B&R nabízí řešení ve všech čtyřech uvedených rovinách. V následujících odstavcích jsou stručně přiblíženy nástroje, které při tom používá.
 

Individualizace výrobních strojů a zařízení při zachování parametrů sériové výroby – B&R Scalability+

Požadavky na vysokou míru specializace a individualizace, rozsáhlou nabídku volitelné výbavy, velkou produktivitu a úsporný provoz, rychlou přestavitelnost a snadné přizpůsobení novým výrobním technologiím stále více převažují nad poptávkou po málo variabilních výrobních strojích vyráběných ve velkých sériích. Stejně tak je již u výrobních strojů standardně požadováno flexibilní a otevřené připojení do továrních linek a komunikačních sítí spolu s možností stroje snadno přizpůsobit zvláštnostem globálně rozmístěných cílových destinací jejich konečného použití při současném zajišťování servisu na dálku.
 
Individualizované výrobní stroje pro takovouto budoucnost průmyslu je však třeba produkovat v podmínkách a za ceny dosavadní sériové výroby strojů podstatně méně variabilních. V odpovědi na tyto výzvy je nutné přejít na co možná nejdůsledněji modulární stavebnicové koncepce výrobních strojů s respektováním možných budoucích potřeb během celého jejich plánovaného životního cyklu. Uvedené stoprocentně platí pro obor automatizace i pro veškerou používanou výrobní techniku a technologie. Jako nezbytné se jeví dosáhnout zcela nové úrovně integrace dosavadní techniky s různou historií vývoje, jako jsou programovatelné automaty (PLC), průmyslová PC, CNC, robotika, RFID, strojové vidění, a také neodmyslitelného začlenění člověka do výroby.
 
Aby umožnila dosáhnout uvedeného integračního cíle z pohledu automatizační techniky, společnost B&R sleduje u svých automatizačních produktů koncepce s označením B&R Scalability+. Jde o nové pojetí sahající daleko za hranice integrované automatizace. Vedle dokonale stupňovatelného hardwaru pro řízení, vizualizaci, pohony, funkční bezpečnost i komunikaci bez jakýchkoliv vzájemných nekompatibilit dílčích částí (obr. 1) je v rámci koncepce Scalability+, v jeho druhé vrstvě, nabízen bezpočet softwarových modulů pro nejrůznější technologické funkce. Třetí vrstvu tvoří prostředky pro zavedení a ochranu technologického know-how výrobce stroje. Nedílnou součástí koncepce Scalability+ je technika Mapp Technology, přímo obsažená v univerzálním vývojovém prostředí B&R Automation Studio. Tato nová technika umožňuje modulárně sestavovat aplikační programy, čímž výrazně usnadňuje a zrychluje programování. Nejde o pouhou knihovnu funkčních bloků, ale o platformu, kde jsou jednotlivé funkce navzájem propojeny při využití principů struktury orientované na služby. Koncepce Scalability+ zahrnuje celý životní cyklus stroje od návrhu, simulace přes oživení, diagnostiku až po servis na dálku – je to koncepce předznamenávající budoucnost oboru automatizace, koncepce pro éru Industry 4.0.
 

Integrace strojů a výrobních linek – B&R Smart Factory Solutions

Koncept Industry 4.0 je založen především na vzájemném propojení strojů, linek i produktů při mnohosměrném toku technologických, diagnostických, energetických a dalších údajů. Společnost B&R nabízí pod souhrnným označením B&R Smart Factory Solutions nástroje umožňující integrovat do nadřazených systémů výrobní a jiná zařízení uváděná do provozu v různých etapách výstavby závodu. Vedle výkonných integračních nástrojů nabízí propracované samostatné moduly pro sledování a hodnocení technologických údajů, stavu zařízení, spotřeby energie a požadavků na údržbu s možností přesahu do oboru řízení spojitých technologických procesů zabezpečovaného systémem B&R APROL charakteru DCS.
 
Mimořádnou předností sady nástrojů B&R Smart Factory Solutions je jednoduchost, s jakou umožňuje po etapách budovat inteligentní továrnu při postupné integraci dat z jednotlivých jejích subsystémů. Pro snadnou a efektivní analýzu dat a tvorbu zpráv jsou v sadě obsaženy také nástroje pro analýzu shromažďovaných dat typu business inteligence.
 

Aktivní účast při návrhu koncepcí a norem

Pro úspěšnou realizaci konceptu Industry 4.0 nejenom v jeho virtuální, digitální, ale i fyzické, výrobní podobě je podstatná existence otevřených standardů a norem. Jestliže je komerční „internet věcí“ (IoT) tvořen jednotnou sítí na bázi protokolů skupiny TCP/IP, průmyslový „internet věcí, objektů a služeb“, kladoucí výraznější požadavky na práci v reálném čas, zatím jednotu nevykazuje. Společnost B&R je tvůrcem několika otevřených standardů průmyslového Ethernetu, např. již dlouhodobě zavedených protokolů Powerlink a Opensafety. Při úvahách o budoucích topologiích sítí v rámci konceptu Industry 4.0 je za stěžejní považován standard OPC UA. Společnost B&R patří k zakládajícím členům nové pracovní skupiny organizace OPC Foundation, jejímž cílem je doplnit do standardu OPC UA schopnosti komunikace v reálném čase. Hlavními doplňky mají být zavedení modelu publisher-subscriber a použití standardu IEEE 802.1 pro časově krtitické ustavování síťových spojení (Time-Sensitive Networking – TSN).
 

Výroba ve společnosti B&R podle principů Industry 4.0

Různorodost výroby ve společnosti B&R je charakterizována spoluprací robotických pracovišť a automatických linek při nezanedbatelném podílu manuálních operací. Materiál je dodáván prostřednictvím zcela automatizovaného skladu. Pružná a ekonomická výroba je nepředstavitelná bez vysokého stupně digitalizace a propojení automatizační a výpočetní (IT) techniky.
 
Jako příklad lze uvést průmyslové počítače sestavené u výrobce a konfigurované přesně podle požadavků zákazníka, které společnost B&R vyrábí v počtech desítek tisíc kusů ročně s možností individuální dávky o velikosti jeden kus, včetně nahrání zákaznického systémového i aplikačního softwaru a funkčních testů. Možných variant konfigurace je téměř nekonečně mnoho. Ve společnosti B&R je dokonale propojen informační a výrobní systém. Objednávkový portál disponuje on-line konfigurátorem s podporou správné volby sestavy a zamezením chybných kombinací. Informační proces zahrnuje všechny fáze životního cyklu výrobku. V informačním systému společnosti jsou uloženy údaje o vývoji, výrobních postupech a zkouškách i data určená pro následnou technickou podporu a servis.
 
Obdobně je výsledkem kontinuálního vývoje také neustále zdokonalovaný proces výroby produktů společnosti. Nezbytná je při tom nepřetržitá intenzivní komunikace a spolupráce odborníků z vývoje, IT, výroby, logistiky a prodeje. Toto je praxe podle konceptu Industry 4.0 již nyní.
 

Obr. 1. Uplatnění koncepce B&R Scalability+ v oboru průmyslových PC