Aktuální vydání

celé číslo

12

2019

Automatizace v energetice a pro efektivní využívání energie

Bezpečnost strojů a zařízení, bezpečnostní PLC moduly

celé číslo

Technika cloudu umožňuje oddělit řídicí software stroje od hardwaru

Podle odborníků se společnost nachází na prahu čtvrté průmyslové revoluce, charakterizované úplnou digitalizací průmyslové výroby s využitím nejmodernějších internetových technik podle konceptu označovaného jako Průmysl 4.0 (Industry 4.0). V rámci přechodu k technicky velmi náročnému konceptu Průmysl 4.0 je třeba vyřešit ještě mnoho důležitých dílčích kroků podporovaných nejrůznějšími rozvojovými projekty.

 
Jako příklad lze uvést potřebu inovovat techniku výroby podporovanou počítačem známou jako CIM (Computer Integrated Manufacturing) – tedy spojení stroje s počítačem, zaváděnou v průmyslu počínaje 80. lety minulého století. Díky tomuto vývoji jsou v současnosti běžné automatizované řídicí systémy jako v podstatě monolitická kombinace elektronického hardwaru se softwarem, které jsou většinou součástí stroje a byly pro daný stroj speciálně vyvinuty (resp. sestaveny s použitím komerčně dostupných komponent).
 
Nový projekt označený pICASSO (Industrielle Cloudbasierte Steuerungsplattform für eine Produktion mit cyberphysischen Systemen, tj. volně interpretováno „průmyslová řídicí platforma na základě cloudu pro výrobu realizovanou v prostředí kyber-fyzických systémů“) si klade za cíl postoupit v této oblasti o krok dále a použitím techniky cloudu úplně oddělit řídicí software stroje od jeho hardwaru a řízení stroje zajistit při použití flexibilních softwarových produktů. Techniku cloudu lze pro daný účel zjednodušeně chápat jako poskytování širokého spektra služeb s využitím techniky internetu. Jako „služby“ zde vystupují zejména datová úložiště, výpočetní kapacity, servery, systémový software, komunikační technika i např. různé aplikační programy.
 

Přednosti podnikového cloudu

„V principu budou specializované řídicí programy, obvykle určené pro určitý stroj, virtualizovány, to znamená, že budou v nové softwarové struktuře odděleny od samotného hardwaru, tedy stroje, a uloženy do privátního podnikového cloudu,“ vysvětluje prof. Dr. Ing. Jörg Krüger, vedoucí odboru průmyslové automatizační techniky na TU Berlin a současně vedoucí úseku automatizační techniky ve Fraunhoferově ústavu IPK (Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik).
 
V důsledku toho postačí jednotlivým strojům nebo robotům jen zcela základní počítačová struktura, využitelná pro nejrůznější úlohy a jejich varianty. Speciální inteligence nutná k individuálnímu řízení strojů nebo robotů se bude zavádět prostřednictvím řídicího softwaru uchovávaného v cloudu, tj. v jakési obdobě počítačové struktury server-klient. V navrhovaném novém uspořádání podnik potřebuje moderní server s mnohojádrovými procesory, které generují vlastní, privátní podnikový cloud. V tomto cloudu jsou uloženy různé programy umožňující realizovat jednotlivé řídicí procesy.
 
Řízení výroby přes vlastní podnikový cloud má mnoho předností. Při větší flexibilitě poskytuje výrazně větší bezpečnost a ochranu dat než různé decentralizované řídicí systémy. Díky rychlému a pružnému mechanismu přidělování kapacit v cloudu mohou jednotlivá počítačová jádra podle potřeby ve zlomcích sekundy přepínat mezi i natolik odlišnými různými řídicími procesy, jako je např. řízení frézovacího stroje nebo řízení složitého pohybu ramena robotu. Není tudíž třeba trvale rezervovat výpočetní výkon potřebný pro každý jednotlivý řídicí proces a instalovaná výpočetní kapacita může být využívána mnohem účinněji, popř. může být menší, než by jinak bylo nutné. Při použití podnikového cloudu lze také všechny procesy probíhající ve výrobě snadno přehledně sledovat z jednoho místa, a to odkudkoliv v podnikové síti (obr. 1).
 
Další předností techniky řízení s využitím cloudu je možnost použít ji i u starších kvalitních a výkonných strojů, jejichž mechanická část je ještě zcela funkční, ale pro jejichž řídicí systémy se však již nedodávají žádné náhradní díly ani nepřipravují žádné aktualizace. Podle Dr. Krügera povede zavedení techniky cloudu do oblasti řízení výroby k zásadní změně struktury informační techniky v továrně budoucnosti. Způsob řízení s využitím cloudu nabízí vhodný základ k realizaci kyber-fyzických systémů v prostředí výroby. Vzhledem k poměrně malým investičním nákladům a velké provozní variabilitě jde o uspořádání velmi zajímavé i pro malé a středně velké podniky.
 

Projekt pICASSO

Na sdruženém projektu pICASSO spolupracují ústav pro obráběcí stroje a tovární výrobu IWF (Institut Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb) TU Berlin, Fraunhoferův ústav IPK a sedm dalších partnerů z výzkumné sféry a z průmyslu. Projekt, podporovaný Spolkovým ministerstvem pro vzdělání a výzkum (BMBF) v rámci programu Forschung für die Produktion von Morgen (Výzkum pro výrobu zítřka), byl zahájen v říjnu 2013 s plánovaným termínem ukončení do konce roku 2016.
 
Podrobnější informace o projektu pICASSO lze nalézt na www.projekt-picasso.de/projekt.
[Industrie 4.0: Die Zukunft liegt in den Wolken. Pressemitteilung TU Berlin, 23. 2. 2016.]
(Kab.)