Aktuální vydání

celé číslo

02

2021

Systémy pro řízení vodárenských sítí a ČOV

Hladinoměry

celé číslo

Virtuální ARC Industry Forum Europe 2020

Virtuální semináře, konference, dokonce i veletrhy... Je jich v současné době mnoho a kvalita je velmi proměnlivá. V době omezení osobních kontaktů jsou virtuální akce nutností – ale mnohé firmy otevřeně přiznávají, že je to pro ně i příležitost, jak ušetřit náklady na marketing. Naneštěstí však mnohdy šetří na přípravě prezentací a organizaci akce. Co by si firma nedovolila na reálném firemním dnu, veletrhu nebo odborné konferenci, na virtuálním semináři „projde“. A tak jsou mnohé z těchto akcí pro pořadatele i případné posluchače jen plýtváním časem.

Neplatí to o semináři ARC Industry Forum Europe 2020. Také ten se letos konal jen virtuálně. Ale organizace byla bez chyb a především – prezentace byly na špičkové úrovni. Účastníci se mohli seznámit se současnými trendy v průmyslové automatizaci a alespoň částečně tak nahradit chybějící setkání na veletrzích, např. Hannover Messe.

O čem konference byla?

 

Další vývoj MTP – Modular Type Package

Zajímavá byla přednáška Igora Stolze a Polyany Santosové z Evonik Technology & Infrastructure o modulárních jednotkách a MTP – Modular Type Package. MTP je standard vyvinutý a prosazovaný sdružením NAMUR pro popis neproprietárního rozhraní modulů pro procesní výrobu. V časopise Automa jsme o MTP psali již několikrát; první informace je v článku Adaptivní výrobní procesy: Industry 4.0 v podání firmy WAGO v èísle 5 z roku 2016, viz https://www.automa.cz/Aton/FileRepository/pdf_articles/54801.pdf). Přednášející hovořili o strategické iniciativě Modular Plants 2016–2020 a o prvních pilotních projektech. Jde např. o  odulární pilotní provoz ve firmě Evonik Marl (podílely se na něm firmy Evonik, Orca, Wago a ABB), který je především příkladem orchestrace PLC a dalších řídicích jednotek od různých výrobců a řízení dávkové výroby nezávislé na hardwaru, prostřednictvím virtualizovaných řídicích jednotek. Supervizní řízení zde běží na DCS 800xA od ABB.

Druhým příkladem byla linka šesti modulů s řídicí technikou Phoenix Contact pro laboratorní použití, realizovaná také ve firmě Evonik Marl. Poslední příklad byl z firmy Evonik Singapore. Zde se na projektu kromě firmy Evonik podílely firmy Siemens, Yokogawa a Engie. Také v tomto případě se prokázalo, že MTP zkracují dobu potřebnou pro uvedení nové technologie do provozu, integraci systémů a testování. Koncepce modulární procesní výroby se dále rozvíjí za podpory sdružení NAMUR, ISPE, VDI, ZVEI a ProcessNet.

 

Otevřené standardy v automatizaci

Loni v čísle 8-9 jsem psal o fóru OPAF (Open Process Automation Forum), které prosazuje otevřené standardy v automatizaci procesní výroby (str. 68 až 69; https://www.automa.cz/Aton/FileRepository/pdf_articles/12437.pdf). Ty jsou důležité především pro koncové uživatele, protože umožňují rozbít ekosystémy vytvářené velkými dodavateli automatizační techniky a zajistit interoperabilitu systémů různých dodavatelů. Prvními iniciátory OPAF proto byly firmy ExxonMobile a Lockheed Martin. OPAF se zabývá DCS, PLC, I/O a HMI a vytváří architekturu s distribuovanými řídicími uzly DCN (Distributed Control Nodes), fyzickými i virtuálními, a komunikační platformou OCF (O-PAS Connectivity Framework). V současné době je hotov standard O-PAS (Open Process Automation Standard) a v nejbližší době se budou vytvářet pravidla pro certifikaci a sdružení se soustředí na uvádění standardu O-PAS do praxe. Na konferenci o OPAF hovořil Jac Opmeer ze společnosti Shell, která je jedním z členů OPAF.

Tato část konference byla uzavřena panelovou diskusí na téma architektur pro otevřenou a modulární automatizaci.

 

Řízení výkonnosti výrobních prostředků

Odpolední blok přednášek se věnoval řízení výkonnosti výrobních prostředků. Blok zahájil Corrado Iorizzo z firmy Philip Morris International s přednáškou IIoT a multi-cloud computing. Šlo o případovou studii z oblasti komplexních výrobních systémů: úkolem bylo využít cloudové aplikace k řízení kvality, řízení výkonnosti výrobních prostředků nebo k řízení údržby, přičemž jednotlivé aplikace nejsou součástí jednoho cloudu, ale multicloudového prostředí složeného z převážně privátních cloudů. Firma využívá komunikační platformu OPC UA software od společnosti Kepware.

Velmi zajímavá byla přednáška Andrease Buchdungera z firmy Endress+Hauser InfoServe, kterou připravil společně s Arminem Puehringerem z firmy SAP. Týkala se tématu, jak lépe využívat výrobní prostředky s pomocí umělé inteligence. Umělá inteligence je v poslední době prezentována jako mocný až všemocný nástroj. Ale je ve skutečném výrobním podniku opravdu k něčemu využitelná? Přednáška ukázala, jak metody umělé inteligence využít ke splnění těchto úkolů:

  • maximalizace výkonnosti zařízení (zvyšování OEE, zkracování návratnosti investic do zařízení, zamezení neplánovaným výpadkům),
  • zvýšení bezpečnosti provozu (snížení počtu incidentů spojených s bezpečností a ochranou zdraví při práci),
  • snížení nákladů (možnost snižovat provozní náklady např. lepším plánováním údržby).

Na dvou případových studiích Andreas Buchdunger ilustroval možnosti užití strojového učení: zaprvé k automatickému určení skutečné dodací lhůty pro danou objednávku, kdy je třeba respektovat dostupné výrobní a lidské kapacity a zásoby na skladě, a zadruhé k predikci stavu zařízení na základě jejich historie a vlivu prostředí, v němž pracují.

V uvedených případových studiích bylo zkoumáno využití různých metod strojového učení, ale v každém případě je jasné, že pro podobné účely je třeba mít k dispozici velké množství spolehlivých dat. Jako většinou, také v tomto případě jde o data z heterogenních zdrojů, z databází v závodě, z privátních, hybridních i veřejných cloudů. K tomu, aby bylo možné tato data získat, je třeba vytvořit co nejvíce otevřenou a prostupnou architekturu výrobního a informačního systému.

Poslední přednášku této sekce měl Balaji Kasiram z firmy Mindtree, jež je součástí skupiny Larsen & Toubro Construction. Stavební firma Larsen & Toubro Construction vlastní více než 11 tisíc různých stavebních strojů a zařízení. Stroje zhruba šedesáti typů a více než 400 modelů a provedení pracují na přibližně 500 stavbách. Ve strojovém parku jsou vedle moderních, nedávno zakoupených strojů i stroje dvacet let staré. Jak o takový strojový park pečovat? Lépe řečeno, jak zajistit přehled o aktuálním provozu strojů, jak zlepšit jejich využití, jak zvýšit produktivitu, jak snížit náklady na palivo, jak snížit počet případů, kdy je třeba si pronajmout stroj od cizí firmy, a jak zvýšit dostupnost vlastních strojů? Jako ideální nástroj se tu jeví vhodná platforma průmyslového internetu věcí. Stroje jsou vybaveny množstvím snímačů: počítadly motohodin, snímači polohy, náklonu, zatížení, teploty a tlaku v hydraulice, proudu v elektromotorech. Data jsou sbírána vhodnými jednotkami edge, předzpracována, používána pro lokální displej, ale také odesílána prostřednictvím mobilní sítě nebo WiFi do cloudu. Tam jsou ukládána a analyzována a výsledné informace se zobrazují jednotlivým pracovníkům na obrazovkách přizpůsobených jejich pracovní roli.

I tato sekce byla zakončena panelovou diskusí na téma výkonnost výrobních zařízení.

 

Digitální dvojčata a konvergence OT, IT a ET

Třetí sekce měla název výroba ve 21. století: konvergence OT, IT a ET. Z ní jsem naneštěstí stihl jen dvě případové studie (to je nevýhoda virtuálních konferencí – reálné schůzky mají vždy přednost).

První se věnovala využití digitálních dvojčat turbosoustrojí (Robert Strube a Marc Vollmer, Industrial Analytics). Při uplatnění pokročilých metod diagnostiky rotačních strojů se inženýři často setkávají s tím, že systém generuje falešné poplachy a lze se jen těžko dobrat toho, proč se umělá inteligence rozhodla tak, jak se rozhodla. Místo odborníka, který dokázal dohlížet na stav rotačních strojů pohledem a poslechem, jsou nyní třeba odborníci, kteří dohlížejí na systém, jehož úkolem je dohlížet na stav soustrojí. Jednou z cest, jak tuto situaci zlepšit, mohou být simulace na digitálních dvojčatech. Firma Industrial Analytics pro tyto účely nabízí TurboNode, software, který v zařízení edge na turbosoustrojí sbírá a předzpracovává data, a analytický modul TurboMonitor, který obsahuje digitální dvojče turbosoustrojí s jeho výpočetním modelem.

Druhá případová studie představovala přínosy digitalizace při výrobě stavebních strojů ve firmě Doosan Bobcat. Hiram Sosa z firmy Doosan Bobcat spolu s Uwem Kueppersem z firmy Rockwell Automation hovořil o digitalizaci v typické strojírenské firmě, kde je mnoho strojů, jež mají jen svůj lokání řídicí systém a nejsou připraveny na vzájemné propojení, a kde se spousta informací předává jen na papíře a zkušenosti nejsou sdíleny. To je právě případ, kde může pomoci platforma IoT (v tomto případě Factory Talk od Rock­well Automation).

 

Průmyslové komunikační sítě

První sekce druhého dne se věnovala komunikacím a shrnula vše, co se v této oblasti v současné době odehrává.

Joerg Haehniche z firmy Endress + Hauser Process Solutions informoval o stavu a plánovaném vývoji v oblasti APL, Advanced Phy­sical Layer pro Ethernet, Stefan Hoppe pohovořil za nepřítomného Petra Lutze o tom, co je nového v OPC UA, a Achim Laubenstein, FieldComm Group, hovořil o digitalizaci a informačních modelech (NexGen Information Model, PA-DIM – Process Automation Device Information Model) provozních zařízení. Přednášející dokazovali, že Ethernet APL a OPC UA umožňují překonávat hranice mezi OT a IT v procesní výrobě.

 

Bezpečnost a zabezpečení

Druhá sekce se věnovala funkční bezpečnosti a zabezpečení dat a komunikací. O tom, jak uplatnění opatření v oblasti bezpečnosti a zabezpečení snižuje rizika závažných havárií průmyslových zařízení podle směrnice Seveso, hovořil Piergiacomo Cancelliere z italského Státního sboru hasičů a záchranářů. Nejlepší cestou je podle něj uplatnit při tvorbě modelu managementu bezpečnosti standardy RAGAGEP (Recognized and Generally Accepted Good Engineering Practice).

Jaký je vztah kybernetické bezpečnosti a OEE? Lze u systémů kybernetického zabezpečení počítat návratnost? To bylo téma přednášky Thomase Menzeho a Fabiana Wankeho (oba z ARC), na niž navázal diskusní panel na téma OT Cybersecurity – zabezpečení dat a komunikací v provozní technice.

 

Vývoj trhu automatizační techniky

Odpolední sekce se zabývala analýzami vývoje trhu automatizační techniky, zvláště s ohledem na koronavirovou krizi. První analýzu jsme již v časopise Automa zveřejnili (Scénáře vývoje trhu s automatizační technikou po pandemii covid-19, roč. 2020, č. 4, str. 10 až 11; https://www.automa.cz/Aton/FileRepository/pdf_articles/12851.pdf); prezentace ji doplnila a rozšířila o nové pohledy. Analýzy předchozích krizí ukázaly, že zbrklá rozhodnutí často způsobují větší škody než samotná krize (ať šlo o SARS, finanční krizi z let 2007 až 2009, zemětřesení v Japonsku, záplavy v Thajsku nebo hurikán Kathrina). První doporučení tedy je nepodléhat panice, uvažovat a spoléhat se na fakta. Zvláště nebezpečné mohou být nepřiměřené akce ze strany vlád: snaha zachránit co nejvíce podniků plošnými dotacemi vede ke smrtícímu vývoji inflace. Důležitější je stabilizace poptávky a daňová reforma podporující jak podnikání, tak spotřebu.

Ukazuje se, že v krizích jsou stabilnější podniky s pevnou vlastnickou strukturou. Rodinné firmy mohou krizi překonat svou dlouhodobou vizí, zatímco podniky, jejichž vedení musí reagovat na často chaotický vliv akcionářů, jsou ohroženější.
Firmy na krizi reagují krátkodobými i dlouhodobými opatřeními. Úsporná opatření je třeba volit uvážlivě, protože úspory v oblasti vývoje a inovací nebo marketingu omezí rozvoj firmy a vedou k rychlé ztrátě konkurenceschopnosti. „Režim přežití“ nemůže být trvalý. Výhodu mají firmy, které mají finanční rezervy, jež jim umožní právě v době krize investovat do automatizace a digitalizace. Sem by také měly směřovat státní či evropské dotace. Krize je také šancí na změnu strategického směřování firmy.
Dojde (a již dochází) k nacionalizaci výroby a zkracování dodavatelských řetězců. To, že se výroba přesouvá do zemí s vyšší cenou pracovní síly, s sebou nese zvýšení poptávky po automatizační technice a průmyslových robotech, ale i po softwarových nástrojích pro zvyšování efektivity výroby.
Zvláště pro inženýrské firmy jsou nepříjemná omezení cestování. Lze předpokládat, že některé trendy práce na dálku budou zachovány i po koronavirové krizi a pro zprovoznění, školení a údržbu se budou ještě více využívat nástroje virtuální a rozšířené reality. Přesto mnohé projekty bez fyzické přítomnosti odborníků na místě nejsou realizovatelné a zbytečné prodlužování omezení pohybu osob podnikání v oboru automatizace výrazně poškozuje.
Rozvíjet se podle analytiků ARC bude evropské zemědělství a potravinářství, přičemžcílem bude zajistit v těchto oborech lokální soběstačnost. Hrozbou pro uvedené obory může být snížení poptávky zejména po luxusnějším zboží, budou-li spotřebitelé cítit nejistotu nebo dostanou-li se do finančních problémů způsobených zdražováním či nezaměstnaností. Perspektivní se jeví farmaceutický průmysl a výroba zdravotnické techniky a pomůcek. Analytici ARC však varují, že spotřeba není neomezená a očekávají, že brzy dojde k převisu kapacity.

 

Nové úlohy systémů MES

Poslední den konference byl věnován systémům MES. Bohužel jsem se jej nemohl zúčastnit osobně, proto jen bez komentáře uvedu program: Digitální transformace provozního manažera (Olivier Maho, Somfy Group, Maxime Malhaire, Astrée Software); MES pro autonomní vrtná zařízení u GGC (Eeje van Jaarsveld, Exxaro Resources); optimalizace procesů s využitím strojového učení (Francisco Javier Masip, Air Products). A na závěr byla opět panelová diskuse, jejíž téma bylo tentokrát umělá inteligence a strojové učení.

 

Zmražené konference

Koupil jsem si mraženou paellu, abych si alespoň trochu připomněl Port Sitges, španělské letovisko, kde měla konference původně být. Zmražená paella obsahuje (skoro) všechno, co ta v restauraci, stejně jako virtuál­ní konference obsahuje skoro všechno, co konference skutečná. Ovšem zajít si na paellu do restaurace na pobřeží je něco jiného než si rozmrazit polotovar ze sáčku – stejně jako živá konference má proti té virtuál­ní něco nehmotného, ale důležitého navíc. I přesto, že konference ARC Industry Forum Europe 2020 patřila mezi „zmraženým zbožím“ k tomu nejlepšímu (však také vložné nebylo zrovna levné), stejně se těším, že se příště zúčastním už zase osobně. 

Petr Bartošík