Istraživanja Najave II

Kako IIoT poboljšava produktivnost pametnih fabrika

Zahvaljujući industrijskom internetu stvari (IIoT), proizvodni sektor je produktivniji i efikasniji nego ikada. Ovo se dešava u trenutku kada rast kapaciteta globalne proizvodnje usporava. Organizacija Ujedinjenih nacija za industrijski razvoj (UNIDO) ovo usporavanje pripisuje povećanim rizicima i nesigurnostima, uključujući tarife i trgovinske tenzije koje su utjecale na svjetske industrijalizirane ekonomije
Izvor: a&s International
E-mail: redakcija@asadria.com

Uprkos usporavanju rasta proizvodnje, došlo je do uspona pametnih fabrika i širenja primjene tehnologije industrijskog interneta stvari i oblaka (cloud). Koristeći ogromnu količinu podataka dobivenih pomoću tehnologija industrijskog i “običnog” interneta stvari i oblaka, proizvođači sada mogu predvidjeti kvarove na opremi, spriječiti neplanirane obustave rada i smanjiti troškove. Zbog toga je jako važno ispravno razumjeti proces odabira tehnologije, način njene instalacije i prednosti koje donose IIoT i cloud tehnologija.

Više podataka, više prednosti
Primjena tehnoloških inovacija svodi se na prikupljanje, integraciju, obradu i analizu podataka s platformi industrijskog interneta stvari, smatra Richard Howells, zamjenik direktora marketinga u kompaniji SAP. “To je razlog zašto fabrike ulažu u industrijski internet stvari, jer imaju koristi na nivou cijele kompanije. Mnogi faktori, načini primjene i tehnološki trendovi čine temelj poslovnih prednosti i svi oni podrazumijevaju primjenu industrijskog interneta stvari”, kaže on.

Danas fabrike usvajaju strategije digitalizacije koje se oslanjaju na IIoT tehnologije kako bi došle do dodatnih podataka sa senzora (npr. onih o vibracijama, ambijentalnim parametrima itd.) i tako ojačale postojeće izvore proizvodnih podataka i proširile svoje uvide. “Ovakav dodatni uvid u stanje omogućava prepoznavanje mogućnosti za poboljšanje operativne efikasnosti resursa i procesa, kao i njihovog kvaliteta. Vidimo i da se tehnologije interneta stvari koriste za prikupljanje podataka pomoću starije proizvodne opreme, koja može biti stara i 20 do 30 godina”, kaže Enrique Herrera, direktor sektora proizvodnje u kompaniji OSIsoft. Međutim, proizvođači ne znaju uvijek precizno koju vrstu podataka treba prikupljati ako se želi početi s tom aktivnošću. Patrick Smits, stručnjak za marketing u kompaniji Ixon, objašnjava da “ciljevi nisu uvijek jasni od samog početka, nego se razvijaju tokom procesa. Rad s etabliranim dobavljačem IIoT rješenja koji dobro poznaje proizvodnju olakšava ulazak u svijet tzv. Industrije 4.0”.

Industrijski internet stvari u praksi
Cijeli životni ciklus u proizvodnji može se okoristiti prednostima brojnih svojstava i funkcija koje nude IIoT rješenja. Te prednosti se kreću u rasponu od dizajna proizvoda do praćenja stanja inventara u lancu opskrbe. Howells smatra da podaci o prediktivnom održavanju opreme dobiveni pomoću industrijskog interneta stvari mogu pomoći u smanjenju učestalosti prekida proizvodnje, koji proizvođače mogu koštati više desetaka hiljada američkih dolara po minuti, ovisno o industriji. Primjena prediktivnog održavanja ne samo da skraćuje vrijeme zastoja nego i povećava produktivnost tako što upozorava operatere na potrebu za servisiranjem opreme i prije nego što se problemi pojave. Daljinski pristup koji fabričkim operaterima omogućava povezivanje s mašinama radi pružanja podrške i pomoći na daljinu još je jedan način na koji IIoT može pomoći u optimizaciji proizvodnih procesa. Smits tu naglašava mogućnosti otklanjanja problema i nadzora rada mašina, kao i instalacije novog softvera za programabilni logički kontroler (PLC) preko VPN-a. Sve navedeno se odvija znatno jednostavnije i omogućava uštedu na višku nepotrebnih troškova, koji se mogu spriječiti kontrolom na daljinu.
Napredniji slučajevi daljinskog pristupa uključuju praćenje mašinske ili fabričke proizvodnje i primjene metrike i ključnih pokazatelja performansi radi poboljšanja ukupne učinkovitosti opreme (OEE), dodaje Smits. Da bi se to postiglo, fabrike moraju početi voditi evidenciju podataka koje šalju strojevi, a zatim ih kombinirati i analizirati kako bi se optimizirao proces proizvodnje.
Korištenje rješenja za industrijski internet stvari može pomoći proizvođačima i da prepoznaju osnovne uzročnike problema s kvalitetom u proizvodnji koji škode produktivnosti i smanjuju nivo zadovoljstva kupaca. Howells tu naglašava važnost mašinskog učenja zatvorenog kruga u rasponu od ruba mreže do oblaka, kao i naprednih sistema za proizvodnju (MES) koji mogu ublažiti probleme s kvalitetom. “Kompanija može iskoristiti IoT podatke o upotrebi i performansama kako bi kontinuirano unapređivala svoje proizvode. U ovom trenutku to podrazumijeva da sami inžinjeri moraju analizirati podatke. Međutim, kako se mnoštvo proizvoda umrežava, a kompanije primjenjuju sve više tehnologija vještačke inteligencije, softver za generativni dizajn uskoro bi mogao automatski kreirati naprednija dizajnerska rješenja na osnovu IoT podataka”, objašnjava Howells.

Budućnost IIoT-a u proizvodnji
Dok se primjena projekata industrijskog interneta stvari širi, IHS Markit navodi da danas polovina svih implementacija ove tehnologije na kraju propadne. Neuspjeh projekta definiše se kao neispunjavanje očekivanja kupca u pogledu povrata uloženih sredstava. Visoke stope neuspjeha često se pripisuju nerealnim očekivanjima i nemogućnosti da se osigura podrška i saradnja ključnog osoblja u kompaniji. Polovina kompanija koje implementiraju IIoT projekte očekuju povrat novca u roku jedne godine i tu se njihova očekivanja često iznevjere, jer bi mnogim od tih projekata trebalo mnogo više vremena da ponude pravi povrat uloženog, navode u IHS Markitu. Ipak, očekuje se da će godišnje isporuke IIoT rješenja dostići cifru od 224 miliona jedinica do 2023, što je rast od 100 miliona u odnosu na 2018. godinu, navodi IHS Markit. Ipak, kako bi se osigurala uspješnija izvedba IIoT projekata, dobavljači ovih rješenja moraju sarađivati s proizvođačima i operaterima pametnih fabrika. Na taj način oni bi mogli adekvatno upravljati njihovim očekivanjima i razvijati projekte koji se mogu uspješno realizovati.

Odabir tehnologije oblaka za IIoT
Sve više proizvođača želi koristiti tzv. računarstvo u oblaku, ali odabir između javnog ili privatnog rješenja zavisi od konkretnih potreba. Proizvođači sve češće koriste rješenja koja se temelje na industrijskom internetu stvari (IIoT). Zbog toga i operateri fabrika sve češće gledaju u pravcu tehnologije računarstva u oblaku. Mnogo je prednosti primjene računarstva u oblaku za IIoT, a jedna od njih je činjenica da pružaoci usluga u oblaku mogu rješavati sva pitanja vezana za IT, poput sigurnosti, skalabilnosti, upravljanja korisnicima, pohrane, hardvera i umrežavanja. Tako se, smatra Smits, fabrikama daje sloboda da se fokusiraju na ono što im najbolje ide – samu proizvodnju. Proizvođači se uzdaju u tehnologiju oblaka kako bi iskoristili prednosti intenzivne i napredne analitike i mašinskog učenja. “Koristeći tehnologiju oblaka, proizvođači mogu dobiti dodatne uvide koji se prepoznaju pomoću napredne analitike i zatim primjenjuju u operativnom okruženju. Ovakvu ekspertizu mogu ponuditi i proizvođači industrijske opreme, koji proizvođačima mogu ponuditi i digitalne usluge drugih provajdera”, kaže Herrera.

Mnogi proizvođači već su počeli prihvatati modele mašinskog učenja i primjenjuju ih na podatke o tzv. pametnoj proizvodnji, kaže Howells. To im omogućava da minimiziraju zadatke koji se ponavljaju i izvode ih pomoću softvera, poboljšaju preciznost i predvidljivost rasporeda održavanja opreme i na nivou cijele organizacije ostvare rezultate kojima ne trebaju korekcije. Nadalje, budući da okruženje oblaka nudi gotovo neograničenu računarsku i procesorsku snagu, ono može ponuditi i sličan radni interfejs za zaposlenike na različitim pozicijama, inžinjere i menadžment.

Mreže povezanih resursa u oblaku omogućavaju proizvođačima i da reorganizuju svoje poslovne modele kako bi oni bili više preskriptivni nego reaktivni. Uspostavom centralnog mjesta za pohranu i prikupljanje i praćenje ključnih informacija, tehnologija oblaka omogućava proizvođačima da razviju “pametnije” proizvode za prikupljanje veće količine informacija o tome kako se odvijaju radni procesi na globalnom nivou, dodaje Howells. Uz to, postoje i ekonomske i ekološke prednosti primjene tehnologije oblaka za potrebe industrijskog interneta stvari. Naprimjer, primjena IIoT cloud platforme sa zajedničkom infrastrukturom može smanjiti troškove i ukupnu potrošnju energije.

Privatni ili javni oblak?
Više je ključnih faktora koje treba razmotriti pri odabiru javnog ili privatnog oblaka za industrijski internet stvari. Oni uključuju ekonomiju razmjera, brzinu pružanja usluge i integraciju za potrebu kreiranja poslovnih rješenja. Važno je razumjeti i krajnji cilj korisnika koji želi koristiti cloud tehnologiju. Privatni oblak mogao bi biti idealan za korisnike koji traže vlastitu namjensku platformu s izoliranim podacima i okruženjima za pohranu i umrežavanje. Budući da privatni oblak podrazumijeva da se proizvođač sam brine o osnovnim stvarima kao što su sigurnost, skalabilnost, fleksibilnost, integritet podataka i izrada sigurnosnih kopija, on je dobro rješenje za one koji žele sami brinuti o svojim potrebama za sigurnošću i zaštitom podataka i njihovoj privatnosti. S druge strane, rješenje u vidu javnog oblaka znači da će se o ključnim stavkama (npr. sigurnosti, fleksibilnosti itd.) brinuti provajder cloud platforme. To može biti poželjnija opcija za neke proizvođače.

Sveukupno gledano, očekuje se da će se ulaganja u usluge u javnom oblaku na globalnom nivou udvostručiti do 2023. godine, prema izvještaju kompanije International Data Corporation (IDC). Veliki segment ovog rasta odnosi se na diskretnu proizvodnju, odnosno proizvodnju zasebnih artikala. Howells ukazuje na još jednu mogućnost koja objedinjuje prednosti privatnog i javnog oblaka – tzv. multioblak. “Riječ je o strategiji po kojoj kompanije mogu vršiti pohranu i upravljati softverom u oblaku koji najviše odgovara njihovom odabranom okruženju i softveru, kao što su AWS, OpenStack, Microsoft Azure, Google Cloud ili druge platforme. Tako se pomaže kompanijama da ostvare uštede i povećaju efikasnost”, objašnjava on. Bez obzira na to koji se model oblaka odabere za pametnu fabriku, glavni prioritet trebalo bi biti razumijevanje individualnih poslovnih potreba i njihovo usklađivanje s ključnim prednostima obje vrste oblaka.

Edukacija korisnika potpomaže rast
Za sada je jedan od glavnih izazova uvjeravanje proizvođača da su rješenja u oblaku sigurnija od većine privatnih ili lokalnih rješenja kod kojih su lokalni IT odjeli odgovorni za sigurnost i upravljanje podacima. Pružaoci usluga u oblaku zapravo postižu znatno bolje rezultate u pogledu zaštite podataka i mogućnosti umrežavanja od većine lokalnih IT odjela, kaže Smits. U konačnici, ambicioznija obuka i edukacija o prednostima oblaka mogla bi olakšati posao proizvođačima i potaknuti širu primjenu ove tehnologije.

Od fieldbusa i etherneta do bežične mreže
Moderne fabrike najčešće koriste industrijske ethernet i fieldbus protokole za povezivanje s proizvodnom opremom.
Industrijski sektor tradicionalno koristi fieldbus, grupu protokola industrijske računarske mreže koja je posebno dizajnirana za komunikaciju između industrijskih kontrolera i senzora. Oni se koriste i za povezivanje s industrijskom mrežom. Međutim, industrijski ethernet će po važnosti preteći fieldbus kao primarni mrežni medij u 2020. godini, smatraju u IHS Markitu.
Fieldbus tehnologije nude različite prednosti kao što su determinizam i fizički robusniji konektori i komponente, ali one nisu optimizirane za povezivanje s postavkama široke mreže ili interneta, smatraju u IHS Markitu. U njihovom izvještaju stoji da je prelazak s fieldbusa na industrijski ethernet ključan za dugoročnu održivost i iskorištavanje prednosti rješenja za industrijski internet stvari. Industrijski ethernet ne samo da je brži od fieldbusa već podržava i IP adresabilnost koja je potrebna za IIoT.
Očekuje se da će šire prihvatanje industrijskog etherneta podržati i prijenos veće količine podataka zbog veće propusnosti u odnosu na fieldbus. U IHS Markitu vjeruju da će ovo u konačnici donijeti još više tehnologija, poput oblaka, koje će “nadopunjavati” posao koji obavlja IIoT. I bežične tehnologije bi mogle pomoći unapređenju umrežavanja u fabrikama, mada njihovo usvajanje ide ponešto sporo. Herrera to objašnjava na sljedeći način: “Telekomunikacijske kompanije ulažu mnogo u promociju tehnologija kao što su 5G i privatni LTE u fabrikama, ali njihova je primjena još na početku.” Ipak, ove telekomunikacijske tehnologije mogle bi se lakše primjenjivati u slučaju postojanja udaljenih ili geografski raštrkanih resursa.

Infrastrukturni i hardverski zahtjevi
Da bi se osigurao uspjeh IIoT sistema utemeljenog na oblaku u pametnoj fabrici, potrebni su vam kvalitetna mrežna infrastruktura i odgovarajuće sigurnosne mjere. Procjenjuje se da se u fabrikama širom svijeta trenutno koristi više od milijardu umreženih uređaja industrijskog interneta stvari. Iako tržište IIoT rješenja eksponencijalno raste, postoji nekoliko prepreka za postizanje još boljih rezultata. Odabir adekvatne mrežne infrastrukture za umrežena rješenja za industrijski internet stvari u oblaku i zaštita takve mreže ključni su za budući rast tržišta.

Zaštita infrastrukture oblaka i mreže
Brže umrežavanje omogućava proizvođačima da iskoriste rješenja u oblaku, ali njihova sigurnost i dalje je izvor briga. U idealnoj situaciji hardver za umrežavanje putem interneta stvari ne bi trebao biti direktno dostupan preko interneta. Softver na tim uređajima često se ne ažurira redovno, zbog čega njihovo direktno izlaganje internetu nije poželjno. Ovo se posebno odnosi na skenere ranjivosti poput Shodan.io, koji su dostupni svima.

Danas je više nego ikada ranije važno provjeriti je li svaki fabrički ruter siguran ili nije. Da bi to postigli, strategija kompanije Ixon, naprimjer, uključuje blokiranje cjelokupnog dolaznog saobraćaja na ruteru. “Ixonov IXrouter prilikom pokretanja uspostavlja sigurnu VPN vezu s našom cloud platformom kako bi se omogućilo da cjelokupna komunikacija s platforme i prema njoj ostane dobro zaštićena. Sve ostale opcije pristupa onemogućene su prema zadanim postavkama, tako da ne postoje portovi unutar poslovne mreže ili interneta koje hakeri mogu zloupotrijebiti za ostvarivanje pristupa”, kaže Smits.

Iz perspektive tehnologije oblaka, pružaoci usluga u oblaku mogu zaštititi prateću infrastrukturu i lokalni hardver i pomoću kvalitetno obučenih zaposlenika koji će tokom radnog vremena nadgledati i otklanjati sigurnosne probleme i tako štititi cjelokupnu infrastrukturu od svih mogućih napada. Prema Smitsu, ove vrste cjelovitih rješenja mogu se kvalitetno zaštititi jer cijeli ekosistem industrijskog interneta stvari, uključujući hardver, umrežavanje i infrastrukturu oblaka, kontroliše sam pružalac usluga u oblaku.

Pametne fabrike i novi modeli pružanja usluga
Primjena industrijskog interneta stvari omogućila je operaterima pametnih fabrika da iskoriste širok spektar novih modela usluga kako bi povećali produktivnost. Sve više kompanija počinje nuditi novi poslovni model “kao usluga” (engl. as-a-service) za proizvodni sektor. Širenje industrijskog interneta stvari (IIoT) i clouda proizvođačima nudi mogućnost da se izbore s izazovima poput neplaniranih obustava rada i tereta početnih troškova. Gubici zbog neplaniranog zastoja proizvođače mogu koštati više miliona dolara. Korištenje novih aplikacija koje podržavaju IIoT može pomoći u savladavanju ovakvih izazova. IHS Markit procjenjuje da IIoT rješenja mogu smanjiti neplanirane zastoje za oko 30 posto. Mnoge kompanije počele su razvijati ili nuditi nove modele usluga, poput održavanja kao usluge ili proizvoda kao usluge. Ovi poslovni modeli koriste prednosti IIoT platforme jer pomoću nje dobijaju upozorenja u slučaju da proizvodu, naprimjer, treba servisiranje ili intervencija.

Održavanje kao usluga
Prikupljanje velikih količina podataka o održavanju opreme omogućeno je primjenom interneta stvari (IoT) i industrijskog interneta stvari (IIoT). Prikupljanje i analiza ovih podataka doveli su do razvoja novog poslovnog modela održavanja kao usluge (MaaS). Ovaj model usluge operaterima pametnih fabrika i proizvođačima nudi mogućnost daljinskog praćenja rada mašina, obuke “pametnije” radne snage i stjecanja dodatnih uvida u životni ciklus opreme. Primjena ovog modela može pomoći pametnim fabrikama da izađu na kraj s problemima koji se javljaju zbog neplaniranih prekida rada. Osim toga, informacije se mogu koristiti za utvrđivanje rasporeda za održavanje opreme i prije nego što dođe do kvara. Na taj način operateri pametnih fabrika mogu se prebaciti s preventivnog održavanja opreme na prediktivni pristup.

Proizvod kao usluga
Cijene opreme su jedan od faktora koji sprečavaju rast segmenta pametnih fabrika i rješenja za industrijski internet stvari. Poslovni model proizvoda kao usluge (PaaS) omogućava operaterima pametnih fabrika da plaćaju izvođenje procesa i operacija umjesto da odmah kupuju opremu. To kod proizvođača otklanja brige povezane s troškovima održavanja i kvarovima i predstavlja garanciju zamjene zastarjele opreme jednom kada dođe vrijeme za nadogradnju. Danas je tržište bazirano na PaaS modelu još u povojima, ali daljnje širenje IIoT rješenja i pametnih fabrika trebalo bi potaknuti njegov razvoj. Za sada neki ponuđači PaaS usluga nude usluge s dodanom vrijednošću za uređaje koji su već u vlasništvu proizvođača i tako im olakšavaju prelazak na novu tehnologiju. U ovom slučaju PaaS provajderi na postojeću opremu dodaju sisteme za praćenje performansi, poput senzora i kontrolera. Prikupljeni podaci se nakon toga mogu iskoristiti za poboljšanje učinkovitosti, pa čak i načina upotrebe samog proizvoda.

Automatizacija kao usluga
Očekuje se da će globalno tržište automatizacije kao usluge (AaaS) dostići vrijednost od 6,2 milijarde američkih dolara do 2022. godine, navodi se u izvještaju MarketsandMarketsa, a rast se pripisuje sve većoj potražnji za automatizacijom i širenjem primjene tehnologije oblaka. U proizvodnom sektoru AaaS model omogućava proizvođačima da pređu sa sporih i ručno izvođenih procesa na brže i automatizirane. On se sve više primjenjuje za različite tokove rada, kao što su upravljanje dobavljačima i narudžbama, zahtjevi za ponude i upravljanje inventarom, navode u MarketsandMarketsu. Korištenje AaaS modela povećava produktivnost i smanjuje operativne troškove jer reducira rutinske, ručne i administrativne zadatke i minimizira vrijeme proizvodnje.

Budućnost modela “kao usluga” u proizvodnji
Sigurno je da će se javljati sve više modela koji se nude kao usluga jer postoji trajna potreba za efikasnošću, produktivnošću i uštedama. Već postoje modeli za internet stvari kao uslugu i industrijski internet stvari kao uslugu i oni će zasigurno nastaviti s rastom. Istovremeno, svi ovi modeli podrazumijevaju prikupljanje, dijeljenje i obradu podataka. Zabrinutost zbog sigurnosti podataka i vlasništva nad njima mogla bi predstavljati izazov za dalje širenje ove tehnologije. Međutim, adekvatna edukacija, obuka i saradnja svih aktera u oblasti rukovanja i zaštite podataka ići će isključivo u korist proizvodnje, a ne na njenu štetu.

Related Posts

Komentariši

Vaša email adresa neće biti objavljivana. Neophodna polja su označena sa *