Aktuální vydání

celé číslo

04

2024

Průmyslové roboty a automatizace výrobních a montážních linek

celé číslo

Trendy v automatizaci procesního průmyslu podle NAMUR

Valná shromáždění sdružení uživatelů řídicí techniky a automatizace v procesním průmyslu NAMUR jsou vždy příležitostí představit trendy v oboru. A nejen představit: sdružení NAMUR a jeho členové jsou ti, kteří tyto trendy určují.

 

Letos se akce uskuteční 23. a 24. listopadu 2023 v německém Neussu nedaleko Düsseldorfu. Tradiční místo setkání v Bad Neu­nahru totiž postihly v roce 2021 povodně, hotel na břehu řeky Ahry byl silně poškozen a dosud není otevřený.

Valnému shromáždění NAMUR předchází valná hromada sdružení, ale vlastní shromáždění je odborným kongresem, jehož se účastní okolo 650 osob z členských firem NAMUR, hostů ze spolupracujících sdružení, akademické sféry a odborného tisku.

 

Otevřená automatizace

Letos je sponzorem akce firma Schneider Electric. Jak je obvyklé, její zástupci budou mít také úvodní plenární přednášku. Vystoupí na ní Barbara Freiová, výkonná viceprezidentka pro automatizaci, Jessica Bethuneová, viceprezidentka pro průmyslovou a procesní automatizaci regionu DACH, a Caspar Herzberg, výkonný ředitel společnosti AVEVA, jež je od ledna 2023 součástí Schneider Electric. Jejich společná přednáška bude na téma kritického významu otevřenosti automatizace. Zatímco dříve potřebovaly firmy své řídicí systémy k tomu, aby zajistily bezpečný, spolehlivý a ziskový provoz svých vlastních závodů, v moderním průmyslu je jejich novým úkolem také pomáhat operátorům, technikům a manažerům optimalizovat provoz v reálném čase a lépe využívat zdroje surovin a energie v rámci dodavatelských platforem a oběhového hospodářství. Otevřená automatizace s jasně určenými rozhraními je cestou k rychlému zpřístupnění inovací a umožní spolupráci v celém oboru se záměrem dosáhnout náročných cílů udržitelnosti a klimatické neutrality.

Udržitelnost bude i námětem dalších plenárních přednášek. Například Dieter Förtsch a Stefan Krämer z firmy BASF budou hovořit o tom, jak dosáhnout udržitelné a klimaticky neutrální chemické výroby a jak k tomu využít elektrifikaci výrobních systémů – což je i jedno z důležitých témat pro firmu Schnei­der Electric.

Na úvodní plenární přednášku navážou Michael Krauss z firmy BASF a David DeBari s Bertem De Wildem z firmy ExxonMobil, kteří představí OPAF – Open Process Automation Forum, sdružení, jehož cílem je dosáhnout otevřené automatizace. Nejdůležitější společnosti v oboru (mezi nimi ExxonMobil, Shell, Aramco, BASF, Dow, Petronas nebo Reliance) se dohodly na standardech O-PAS, umožňujících realizovat otevřené, bezpečné a interoperabilní řídicí systémy pro chemický průmysl. ExxonMobil představí konkrétní příklad, jak otevřená automatizace přechází ze stadia koncepčního vývoje k přijetí v praxi.

 

Úloha umělé inteligence v procesním průmyslu

Kai Dadhe z firmy Evonik a Sebastian Engell z TU Dortmund budou hovořit o využití umělé inteligence pro řízení a optimalizaci chemické výroby. Jako červená, či spíše zelená nit se i zde objeví téma udržitelnosti, neboť mají v plánu mluvit o využití AI ke snižování emisí, energetické náročnosti i spotřeby surovin. Představí metody a postupy vyvinuté v rámci projektu KEEN, sponzorovaného spolkovým ministerstvem hospodářství a ochrany klimatu. KEEN je zkratka pro Künstliche-Intelligenz Inkubator-Labore in der Prozessindustrie a v tomto projektu jsou vyvíjeny a testovány metody strojového učení a obecně AI pro modelování procesů, vývoj výrobních zařízení, jejich řízení a optimalizaci.

 

Digitalizace provozní analytické techniky a NOA umožňují prediktivní údržbu

Roger Rossmann z firmy Bayer spolu s Marco Wieselem z firmy BASF budou hovořit o dalším zajímavém tématu, digitalizaci provozní analytické techniky (PAT). Při vy­užití NOA (NAMUR Open Architecture) a za předpokladu standardizace rozhraní mohou být provozní analyzátory významnou součástí údržby plánované na základě monitorování stavu strojů a procesů.

 

Jsme připraveni na Ethernet-APL?

Mari Molinová z firmy DOW a Ema­nuel Trunzer z firmy BASF si položí otázku: Ethernet-APL už je připraven, ale co my? O komunikačním standardu Ethernet-APL se v poslední době hodně diskutuje, zvláště mezi koncovými uživateli (a to i na minulých setkáních NAMUR), jenže jeho přijetí trhem je zatím rozpačité. Je málo zařízení, která tento standard podporují, stále zůstávají nevyjasněné některé technické detaily a uživatelé si kladou otázku, zda jim Ethernet-APL opravdu něco přinese ve srovnání s již etablovanými a rozšířenými provozními sběrnicemi. Přednáška Mari Molinové a Emanuela Trunzera bude diskusí nad těmito tématy.

 

Kam kráčí automatizace procesů?

V úvodu jsem uvedl, že na valných shromážděních NAMUR se nejen diskutuje o trendech, ale také se tu trendy vytvářejí. Takovou ambici bude mít plenární přednáška Andrease Schüllera (Yncoris), Igora Stolze (Evonik) a Michaela Pelze (Heubach) s názvem Automatizace 2027: pohled na moderní koncepce automatizace. Ukazuje se, že spoléhat se na lineární dodavatelské řetězce není možné. Pro zachování odolnosti a konkurenceschopnosti německého procesního průmyslu (NAMUR je německé sdružení, ale stejně to platí pro průmysl ve všech vyspělých evropských zemích) je třeba v mnohem větší míře využívat oběhové hospodářství. Jenže to vyžaduje více digitalizace, standardizace, modularizace a flexibility, aby bylo možné sdílet informace nejen uvnitř podniků a jejich dodavatelských ekosystémů, ale i přes hranice firem, a dokonce průmyslových oborů.

Na případové studii bude demonstrováno, jak NOA umožňuje číst data zařízení z prostředí OT a bezpečně je přenášet do datových modelů v IT. Data z provozních přístrojů mohou být přenášena např. jako součást submodelů v digitální obálce AAS (Asset Administration Shell, součást RAMI 4.0) k dodavateli příslušného systému CAE, aby bylo možné systém kdykoliv doplnit o data z provozní úrovně technologie a dokumentace zůstávala vždy aktuální.

Druhá případová studie se bude týkat konceptu MTP (Module Type Package), který lze použít pro efektivní návrh řídicích systémů. Bez ohledu na to, zda jde o modulární nové systémy nebo integraci softwarových balíčků s vlastním řízením, práce na projektu je přehlednější, rychlejší a méně náchylná k chybám. Platí to i pro částečně automatizované vytváření obrazů HMI z diagramů P&ID, dokonce i s konvenčně automatizovanými systémy. Pomocí standardů O-PAS lze neutrální řídicí kód pro moduly snadno integrovat do centrálních řídicích systémů.

Jestliže se v budoucnu pro tyto případy použije místo ekosystému otevřená datová platforma, jako je Manufacturing-X, bude mnohem snazší řídit využití informací napříč různými společnostmi. Velkou výhodou oproti předchozím řešením je obecná použitelnost řešení, a tím lepší návratnost investic do vývoje. V současné době je obvykle nutné zakoupit samostatný systém pro každý případ použití, integrovat jej do stávajících systémů a udržovat po dobu životního cyklu, včetně všech rozhraní. Obálka AAS toto úsilí rozhodujícím způsobem minimalizuje. Informace mohou být vyměňovány a udržovány prostřednictvím submodelů mezi různými partnery nezávisle na dodavatelích. To lze aplikovat nejen na klasické automatizační úlohy, ale také na další aspekty provozu závodu. Například pro budoucí oběhové hospodářství lze uhlíkovou stopu vyrobeného produktu dynamicky počítat na základě informací z AAS a zpřístupnit ji externím obchodním partnerům prostřednictvím platformy Manufacturing-X.

 

Shrnutí

To je zatím jen ochutnávka z programu valného shromáždění NAMUR. K některým uvedeným tématům se v budoucnu ještě vrátíme, další se objeví na programu odpoledních workshopů, který zatím nebyl zveřejněn.

Svět automatizace procesní výroby se mění. Covidová krize, potom zvýšení cen energií, rozpad dodavatelských řetězců a nedostupnost některých surovin loď zvanou procesní průmysl řádně rozhoupaly. Jean-Pascal
 Tricoire, bývalý generální ředitel a současný předseda představenstva společnosti Schneider Electric, ale před časem v jedné přednášce řekl, že mnohem větší vlna nás vzápětí čeká, jen ji dosud nevnímáme a přes současné „vlnky“ nevidíme. Je to změna klimatu. Budeme na ni připraveni?

Petr Bartošík