Industry 4.0 - Koncepcja cyfrowej transformacji

GE Intelligent Platforms oraz VIX Automation prezentują
Industry 4.0
Koncepcja cyfrowej transformacji
Thomas Schulz
Channel Manager Central and Eastern Europe
GE Intelligent Platforms
Wyobraźmy sobie świat, w którym maszyny są nie tylko inteligentne, lecz
nawet genialne. Taki świat, w którym turbiny wiatrowe przekazują sobie
informacje, aby automatycznie zwiększyć moc, zespoły napędowe są
dostatecznie mądre, by przepowiadać, kiedy trzeba przeprowadzić ich
konserwację, a środki transportu bezproblemowo się ze sobą komunikują,
aby bezpiecznie przewozić ludzi i towary.
Firma General Electric (GE) projektuje właśnie
taki świat, łącząc w nim potencjał naszej
przeszłości przemysłowej z przyszłościowymi
rozwiązaniami w zakresie oprogramowania [2].
GE postrzega się jako przedsiębiorstwo, które
pozwala wykorzystać rewolucję cyfrową dla
przemysłu i miarodajnie przyczynia się do
tego, aby projekt Industry 4.0 nie pozostał
jedynie wizją, lecz stał się rzeczywistością.
W samym tylko centrum rozwojowym oprogramowania, wspierającego koncepcję Industrial
Internet w kalifornijskim San Ramon zainwestowano od 2012 roku miliard dolarów
i zatrudniono ponad tysiąc inżynierów
informatyki (IT).
Koncepcje Industry 4.0 (zwane
również Industrie 4.0 lub Przemysł
4.0) i Internet of Things (Internet
rzeczy) mają dla GE istotne
znaczenie. Określane są pojęciem
Industrial Internet
[1]
.
Bezpieczeństwo informacji w automatyce
przemysłowej wymaga ścisłej współpracy
i koordynacji producentów komponentów
systemu, konstruktorów maszyn i urządzeń, jak
również
operatorów
i
użytkowników
końcowych. Aby poprawić bezpieczeństwo
cybernetyczne GE oferuje przeprowadzenie
oceny zakładów produkcyjnych i certyfikuje
maszyny i urządzenia z różnych branż (np.
energetycznej, paliwowej, wodno–kanalizacyjnej) zgodnie z najnowszymi normami
międzynarodowymi, jak ISO 27001/27002 czy
IEC 62443. W ten sposób można określić
mocne oraz słabe punkty bezpieczeństwa
informacyjnego i informatycznego oraz
opracować działania na rzecz ochrony
krytycznych
elementów
urządzeń.
Bezpieczeństwo jest procesem, w którym
środki
organizacyjne
i
współdziałanie
wszystkich wewnętrznych i zewnętrznych
podmiotów, odgrywa kluczową rolę.
Na rynku niemieckim najwięcej uwagi
poświęca się zamkniętemu systemowi produkcji. Tutaj firmy pracują nad tym, w jaki
sposób, poprzez jeszcze bardziej inteligentne
sterowanie i połączenie z siecią, można
uzyskać
wyższy
stopień
automatyzacji
i autonomii, aby poprawić możliwości
elastycznego
reagowania
na
rosnące
wymagania w produkcji. Jest to jednak
jedynie cząstka tego, co definiowane jest w
GE jako Industrial Internet.
mówi się o Internet of Services (Internet usług).
W General Electric odchodzi od modelu
„Break-Fix”, czyli naprawy w razie defektu,
skłaniając się ku modelowi „Predict-andPrevent”, aby prognozować ewentualne
zagrożenia i im zapobiegać. Idea Industrial
Internet wspiera te założenia [ilustracja 1].
Ilustracja 1: Mobilne rozwiązania w produkcji
Koncepcje Industry 4.0 i Industrial Internet
skłoniły dużych graczy na rynku do
wkroczenia do akcji. Ale również dla średniej
wielkości firm temat ten staje się coraz
ważniejszy. Jest całkiem jasne, że Industry 4.0
jest tematem strategicznym, gdyż dotyczy
całego przedsiębiorstwa, w tym jego profilu,
procesów, organizacji, kompetencji, a także
definiuje własny łańcuch kreowania wartości
i określa ofertę. W związku z tym, decyzja
o implementacji leży w gestii kierownictwa
przedsiębiorstwa, które powinno określić, czy
chodzi o projekt pilotażowy, czy o całościowe
rozwiązania
dla
wszystkich
obszarów
działalności. Punktem wyjścia dla realizacji
powinien być biznesplan, który przedstawia
i uzasadnia niezbędne inwestycje.
Pojęcie to w GE jest rozumiane szerzej.
Obejmuje ono także tematy produkcyjne, ale
jego zasadniczym celem jest poprawa
i optymalizacja pracy wszelkiego rodzaju
urządzeń. Mogą to być równie dobrze całe
fabryki lub samoloty czy farmy wiatrowe. W
centrum uwagi jest klient, któremu w oparciu
o usługi bazujące o dane, umożliwiamy
wydajniejsze,
bardziej
niezawodne
lub
elastyczne zastosowanie wykorzystywanych
przez niego systemów.
Wszystkie turbiny do samolotów GE, pociągi,
elektrownie
blokowe
czy
elektrownie
wiatrowe,
pracujące na całym świecie,
generują dane i coraz częściej są w stanie
łączyć się z Internetem. Poprzez połączenie
autonomicznych maszyn przez medium, jakim
jest Internet, możemy wykorzystywać istniejące dane w o wiele większym zakresie, niż
dotychczas. Dla GE Industrial Internet jest
zarówno tematem o charakterze produkcyjnym, jak i usługowym i dlatego niekiedy
Jednym
z
merytorycznych
priorytetów
platformy Industry 4.0 jest stworzenie architektury referencyjnej oraz standaryzacja
i normalizacja. Przykładowo w Niemczech,
gdzie koncepcja ta jest mocno rozwijana, na
2
tegorocznych targach Hannover Messe
przekazano
niemieckiemu
ministrowi
gospodarki,
Sigmarowi
Gabrielowi
oraz
minister
ds.
edukacji
i
badań,
prof. dr Johannie Wanka, raport z wyników
zespołu pracującego nad strategią realizacji
projektu Industry 4.0[3]. Dla powodzenia tego
przyszłościowego
projektu,
standaryzacja
i normalizacja mają decydujące znaczenie.
Raport zawiera listę istotnych norm, z których
niektóre już częściowo istnieją, część z nich
wymaga aktualizacji, a część musi zostać na
nowo
stworzona.
Opracowanie
norm
bazujących na porozumieniu w otoczeniu
koncepcji Industry 4.0 jest w Niemczech
wspierane głównie przez organizacje DKE i
DIN, w Europie zaś przez ETSI, CENELEC i CEN,
a na niwie międzynarodowej przez IEC i ISO.
kierownictwu
zakładu
i
personelowi
utrzymania ruchu w postaci konkretnych
instrukcji działania. Co więcej, klasyczna
analiza odnosząca się do przeszłości, zostanie
zastąpiona przez zdigitalizowaną przewidującą analizę, opartą o algorytmy. Skutkiem
tego będzie wyższa wydajność produkcyjna,
energetyczna oraz zwiększona wydajność
w zakresie gospodarowania zasobami, co
stworzy warunki dla obniżenia kosztów. Przy
tym należy mieć na uwadze, że chodzi o
wieloletni proces transformacji, a droga do
niego w żadnym razie nie jest taka sama dla
każdego przedsiębiorstwa.
Industry
4.0 oznacza w dużej części
powiązanie istniejących danych. Łączność
i interoperacyjność poszczególnych komponentów, w tym także pochodzących od
różnych producentów maszyn, kompletnych
urządzeń i całych lokalizacji, tworzą korzyści
i wartość dodaną, o którą chodzi w
przypadku Industry 4.0. Czasy, w których
oprogramowanie było instalowane jedynie na
lokalnych serwerach i używane w zabezpieczonych sieciach firmowych, już minęły.
Choć po niemal dekadzie powstania Cloud
Computing, koncepcja ta znana jest w dużym
Rzeczywisty potencjał wykorzystania idei
Industry 4.0 wykracza daleko poza optymalizację technik produkcji. Podstawą koncepcji
Industry 4.0 jest lepsza dyspozycyjność oraz
wydajna analiza i wykorzystanie wszystkich
istotnych danych. Istniejące dane będą
rejestrowane
w
sposób
wydajniejszy,
analizowane
bardziej
przenikliwie
oraz
udostępniane
w
czasie
rzeczywistym
Ilustracja 2: Platforma oprogramowania przemysłowego
3
[1]
stopniu również w przemyśle, jak dotąd
nieliczne przedsiębiorstwa zebrały w obszarze
produkcji lub procesowych gałęzi przemysłu
rzeczywiste doświadczenia w tym zakresie.
W opracowanej przez GE nowoczesnej
koncepcji Data Lake dla technicznych
urządzeń produkcyjnych, wszystkie dane
potrzebne dla celów analizy udostępniane są
w jednym centralnym miejscu.
Predefiniowane zapytania i raporty mogą być
wykorzystywane
przez
szerszą
bazę
użytkowników. W tym celu firma GE dostarcza
rozwiązań zaprojektowanych i dostosowanych
specjalnie do wykorzystywania na urządzeniach
mobilnych,
takich
jak
tablety
i smartfony.
Koncepcja Industry 4.0 może być skuteczna
tylko wtedy, gdy pracownicy od początku są
włączeni w proces rozwoju i implementacji [4].
Obok trendów technologicznych w koncepcji
Industry 4.0 całkiem ważną rolę odgrywa też
użytkownik ze swoimi oczekiwaniami. Podczas
gdy na początku nowego tysiąclecia
prowadzono wyścig o funkcje i właściwości
tworzonego
oprogramowania,
dzisiaj
obserwujemy zmiany w tym aspekcie.
Obecnie poszukuje się systemów oprogramowania, które są w stanie zredukować
złożoność i zapewnić możliwość łatwej obsługi
dzięki możliwie prostemu i intuicyjnemu
interfejsowi użytkownika i menu o przejrzystej
strukturze.
Głównym
wyzwaniem
w
przypadku
implementacji koncepcji Industry 4.0 jest
kompleksowość przepływów danych oraz
integracja różnych rozwiązań software’owych.
Nie sposób już sprostać coraz krótszym cyklom
pomiędzy kolejnymi wersjami programów w
oparciu o tradycyjną architekturę oprogramowania. Ważne jest, aby wykorzystać zalety
elastycznie i modułowo zbudowanej architektury zorientowanej na usługi (SOA). Dzięki
SOA istnieje możliwość szybkiego i elastycznego dostosowania oprogramowania oraz
błyskawicznego reagowania na zmiany
zachodzące w procesach [ilustracja 2].
Jednocześnie sfera edukacji i szkoleń również
będzie dostosowywała się
do
nowych
wymagań i rozwijała odpowiednie możliwości
dalszego kształcenia. Zmienią się zatem nie
warunki pracy, lecz raczej profile wymagań
i działalności. Maszyny będą z pewnością
w coraz większym stopniu przejmowały
standardowe i powtarzające się zadania.
Dzięki temu jednak, pojawi się większe zapotrzebowanie na wykwalifikowaną kadrę,
potrafiącą
konfigurować i obsługiwać te
maszyny. To, co zniknie z jednej strony,
powstanie z drugiej – a w jakiej skali, to się
dopiero
okaże.
W
każdym
razie
zapotrzebowanie na ludzką siłę roboczą nie
zniknie.
Chcesz wiedzieć więcej?
Skontaktuj się z Autoryzowanym Dystrybutorem
Oprogramowania Przemysłowego GE Intelligent Platforms
VIX Automation
www.vix.com.pl
Źródła:
[1] Annunziata, Marco; Evans, Peter C.: The Industrial Internet@Work, General Electric, 2013.
[2] Owens, Brandon: Digital Resource Productivity, General Electric, 2014.
[3] Strategia realizacji Industrie 4.0 – Raport wynikowy platformy Industrie 4.0, BITKOM, VDMA, ZVEI
[Umsetzungsstrategie Industrie 4.0 - Ergebnisbericht der Plattform Industrie 4.0, BITKOM, VDMA, ZVEI], 2015.
[4] Wartość dodana poprzez łączność i interoperacyjność! [Mehrwert durch Konnektivität und
Interoperabilität!] W: technik report, tom 41, nr 7-8, str. 18-20, 2015.
4