Digitalizálási kisokos 2. rész

Az nyer, aki mer (mindent mérni)!

2021. április 28., szerda, 06:00

Címkék: adat adatelemzés adatgyűjtő adattárolás automatizálás Beckhoff Beckhoff Automation digitalizálás ipar 4.0 PC

A digitalizációval az adatgyűjtés és -kiértékelés jelentősége is előtérbe került. Sok vállalkozás már az adatgyűjtés részen elvérzik, és nem rendelkezik azokkal az információkkal, amikkel a saját gyártási folyamatait javíthatná. Az érem másik oldalát pedig azok a vállalkozások jelentik, amelyek rengeteg adattal rendelkeznek, de nem képesek a bennük rejlő potenciál kiaknázására, ami a gyakorlatban ugyanazt jelenti, mintha nem is lennének adataik. Az adatgyűjtés és -kiértékelés horizontja ugyanis folyamatosan tágul, és a nyúl ürege egyre csak mélyül. Cserpák Mihály, a Beckhoff Automation Kft. applikációs mérnöke az adatok felhasználásának hasznos módszereiről beszélt a TechMonitor olvasóinak.

Mik az adatgyűjtés legfontosabb céljai?

Cserpák Mihály, a Beckhoff Automation Kft. applikációs mérnöke

Cserpák Mihály: Az adatgyűjtés egyik fő célja az előrejelző karbantartás feltételeinek megteremtése. A ciklikus karbantartások – és az esetleg még meg sem hibásodott alkatrészek cseréjének – elhagyása ugyanis komoly költségmegtakarítással jár. A legtöbb helyen ezzel még csak ismerkednek, de van, ahol már működik a rendszer.

Egy másik fontos cél a gyártás ciklusidejének csökkentése. Ilyenkor azt vizsgálják, hogy mi az a szűk keresztmetszet, ami csökkenti a teljes gyártósor áteresztőképességét, illetve mit lehet optimalizálni ahhoz, hogy tovább növeljük a kapacitást.

Egyre hangsúlyosabb szerepet kap a gépi tanulás is. Ha a gépről származó adatokból egy adatbázist hozunk létre – egyre gyakrabban a felhőben –, akkor olyan gépi tanulási modelleket futtathatunk, amelyek biztonságosabbá tehetik a gyártósorról kikerülő termékeket mind minőségi, mind mennyiségi szempontból.

A legegyszerűbben kezelhető szempont és cél pedig az energiamenedzsment. Az adatok elemzésével csökkenhet a gép energiafelhasználása, vagy a csúcsértékeket laposíthatjuk el, amivel pedig a terheléseloszlást optimalizálhatjuk.

Az adatok alapján létrehozott digitális ikerpárral végzett szimuláció is már a napjaink része, az autóiparban több szereplő előírja a gyártás részeként, de még nem számít elterjedt gyakorlatnak, mert komolyabb befektetést igényel. Ahol bevezették, ott nagymértékben támogatja a döntéshozatalt.

Hogyan határozható meg, hogy milyen adatok gyűjtésére van szükségünk?

Itt általában visszakérdezünk, hogy a fenti felsorolásból az adott esetben mi a cél. Ha a ciklusidőt akarjuk csökkenteni, akkor alapból azt vizsgáljuk, hogy hányszor jelzett az induktív érzékelő, vagy hogyan alakul a jó és rossz termékek aránya. A TwinCAT Analytics szoftvercsomaggal könnyen összeállítható egy olyan logikai hálózat, amivel megmondható, hogy adott időegység alatt mennyi jó és rossz terméket gyártottunk. Az adatokat a felhőbe továbbíthatjuk, egy gyártásfelügyeleti szoftver pedig elemezheti azokat.

Mi jellemző a magyarországi üzemekben, a szigetszerű adatgyűjtés és az esetenkénti elemzés, vagy az automatizált központi adatgyűjtés és akár valós idejű elemzés?

Az első gyakorlat eléggé elterjedt, pedig ennek az a hátránya, hogy az eset már megtörtént, amikor az arra vonatkozó információkat elkezdenék elemezni. Előrejelzés vagy azonnali reakció tehát nem jár együtt ezzel a gyakorlattal. Szerencsére egyre több üzemben találkozni a központi adatgyűjtéssel és a valós idejű elemzéssel, ami sokkal hatékonyabban támogatja a termelékenység növelését.

A TwinCAT 3 szoftverrel az automatizálási szakemberek a már ismerős műszaki környezetben használhatják a gépi tanulás és a mélytanulás nyújtotta új lehetőségeket

Mik a hálózatosítás és a központi adatgyűjtés feltételei?

A géppark ebben az esetben egy elég erős szerverparkot jelent. A Beckhoff PC-alapú automatizálással foglalkozik, tehát elég nagy teljesítményű PC-ket tudunk csatasorba állítani. Elterjedt megoldás, hogy az adatokat az adott gyáregység szerverparkján tárolják. A feltételek közé tartozik még egy hathatós IT-csapat felállítása, ami nem a hagyományos értelemben vett irodai rendszergazdákat jelenti. Itt a gyártóberendezések biztonsága az elsődleges szempont, és emellé kell felépíteni az IT-biztonságot, amit kiberbiztonságnak is nevezünk. A kettő csak együtt működhet hatékonyan, de sokszor nem világos, hogy a gyártóberendezésekkel nem lehet mindent megtenni, ami az irodai PC-ken rutinnak számít.

Milyen eszközei vannak a Beckhoffnak a berendezések hálózatosítására?

Számtalan ipari PC-t kínálunk a formátum és a teljesítmény tekintetében, így a rendszereink könnyen skálázhatók. Egy erős ipari PC akár egy teljes gyár vezérlését képes ellátni, emellett adatokat gyűjt és/vagy továbbít. Az alegységek (IoT-gatewayek) a nyers be- és kimeneti adatokat képesek közvetlenül a felhőbe továbbítani. A szoftverkomponensek pedig a vezérlést okosítják fel, például a felhővel történő kommunikációhoz.

Az IP 65/67-es védettségű, C7015 típusú, ultrakompakt vezérlőeszköz (baloldalt) olyan Edge-eszköz, amely a gépekre vagy egyéb berendezésekre közvetlenül ráhelyezhető, és decentralizált architektúrákban kitűnően alkalmazható. Alkalmazási lehetőségei a hagyományos gépi vezérléstől a fejlett ipar 4.0 koncepcióra épülő decentralizált Edge-számításokig terjednek

Mi a követelmény egy korszerű adatgyűjtő és -elemző rendszer irányába?

A megfelelő fizikai infrastruktúra, a magas rendelkezésre állás, a skálázhatóság, a redundancia és a rugalmasság mind fontos. De fontos megint megemlíteni a személyzetet, amely mindezt működtetni is tudja. A magas rendelkezésre állás sokszor azért nem prioritás, mert a gyártóberendezésnek a hálózat elérésének hiányában is képesnek kell lennie az adatok gyűjtésére. Az információkat akkor is továbbíthatja, ha újra rendelkezésre áll az adatcsere lehetősége.

A redundancia pedig sok esetben a gyártás és a személyzet biztonsága szempontjából számít alapkövetelménynek, de az adatgyűjtés megvalósítható anélkül is.

Miben előnyös egy Big Data környezet, és kiknek lenne ajánlott?

A Big Data kicsit megmaradt a buzzword kategóriában. Lehet, hogy nagyon sok cégnél Big Data elvek alapján gyűjtik és elemzik az adatokat, de nem annak nevezik, hanem saját terminológiát hoznak rá létre cégen belül. A digitalizálásra, adatgyűjtésre, optimalizálásra szinte minden nagyobb cég saját buzzwordöt hoz létre. De ha maradunk a Big Data elnevezésnél, akkor azt tudom mondani, hogy a nagy ipari felhasználók számára mindenféleképpen ajánlott egy ilyen környezet.

Ha az adatokat már képesek vagyunk gyűjteni, akkor érdemes szakértőkkel, „adattudósokkal” konzultálni arról, hogy az adathalmazból milyen adatokat mikor érdemes kivenni. A Beckhoff pedig azt képes megmondani, hogy mindezt hogyan tegyük meg, ezért sokszor a hármas konzultáció a leghasznosabb.

Mik az adatvizualizáció legújabb trendjei?

A trend elég színes ezen a téren. Nagyon kedvelt a kör- és oszlopdiagramos megjelenítés, de van, ahol teljesen egyedileg megírt vizualizációt használnak. A TwinCAT HMI szoftver összeköthető az analitikai szoftverünkkel, és így egyetlen gombnyomással létrehozható a vizualizációs felület.

A megjelenített adatok típusa attól függ, kinek szánjuk azokat. A menedzsment szintjén nincs szükség a motor fordulatszámának vagy hőmérsékletének kijelzésére, sokkal fontosabb a termelékenységre, a készletszintre vagy éppen a minőségre vonatkozó információk megjelenítése.

Fizikailag az adatmegjelenítés már régen túllépett a HMI-ken. A tabletektől az okostelefonokon át az okosórákig mindenhol képesek vagyunk a megfelelő adatcsomag megjelenítésére. A mobilitás már elérte azt a szintet, hogy ha egy szoftver csak HMI-ken képes az adatok kijelzésére, az már egyértelmű versenyhátrányt jelent.

TwinCAT HMI-vel gyorsan és könnyen létrehozható egyéni felhasználói felület a Visual Studio®-ba való integrálás révén. Kijelzőeszköztől és operációs rendszertől függetlenül a HMI közvetlenül, programozás nélkül konfigurálható egy, a felhasználó számára ismerős fejlesztői környezetben

Mekkora igény van a távoli felügyeletre és beavatkozásra?

Növekvő igény van erre a típusú szolgáltatásra. Mind a végfelhasználók, tehát a gépkezelők és a karbantartók, mind pedig a rendszerintegrátorok szeretik és keresik ezt a lehetőséget. Mivel a Beckhoff PC-alapú automatizálást használ, ezt meglehetősen könnyű biztosítani, és egyik technológia sem számít újnak a mi életünkben.

Csökkentette a pandémia és a home office a felhővel kapcsolatos ellenérzéseket?

Néhány évvel ezelőtt azt mondtam volna, hogy lesújtó a helyzet, de ma már szerencsére vegyes a kép. Egyre többen ismerkednek meg a felhőszolgáltatásokkal, és ki is próbálják azokat – kezdetben nem túl érzékeny adatokkal. A végfelhasználók szempontjából a legnagyobb félelem még mindig az, hogy az adatok illetéktelen kezekbe kerülnek. Paradox módon azonban a bankok már elég régóta használják a felhőkörnyezetet, vagyis a pénzügyi adatainkkal már évekkel ezelőtt megtörténhetett volna az, amitől a gyártási adatainkat féltjük.

A mindennapi életünkben azonban egyre nagyobb szerepet kapnak a felhőalkalmazások, ezenkívül a felhőszolgáltatók sem sajnálták a pénzt és az időt arra, hogy az ipari cégeket is meggyőzzék a technológia hatékonyságáról és biztonságáról. E kettő hatás eredőjeként növekszik a felhő elfogadottsága. Nem mindenki tért át a felhőre, van, ahol egyelőre nem is lehet, mert a vállalati architektúra egyelőre nem támogatja, aminek átültetése pénz- és időigényes lenne. A hosszú távú költségcsökkentő hatása azonban vitathatatlan. A felhő nagy előnye, hogy az adatgyűjtéshez szükséges IT-infrastruktúrát nem a cégnek kell beszereznie és fenntartania. Ezzel párhuzamosan az IT-szakember-igény is csökken. Nem elhanyagolható előny, hogy a nagyobb szolgáltatók alkalmazásokat – például adatbázis-kezelést vagy gépi tanulási modulokat – is elérhetővé tesznek a felhőben, ezenkívül a felhőkörnyezet rendkívül könnyen skálázható.

Folytatjuk

Ember-gép kapcsolatok, a digitális ökoszisztéma létrehozása

Molnár László

Kapcsolódó cikkek:

Digitalizálási kisokos 4. rész

Digitalizálási kisokos 3. rész

Digitalizálási kisokos 1. rész

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek