Digitalizálási kisokos 3. rész

Hogyan viszonyul az ember az automatizáláshoz, a számítógépek hogyan viszonyulnak hozzánk, és milyen irányba tart az ember-gép kapcsolat?

2021. május 18., kedd, 06:00

Címkék: automatizálás Beckhoff Beckhoff Automation digitalizálás ember-robot együttműködés HMI ipar 4.0 TwinCAT TwinCAT HMI

Globális vállalatok vezetői sem tudják előre jelezni iparáguk következő 5-10 évét, így a jelen vállalatainak már most el kell gondolkozniuk, hogy infrastruktúrájuk és munkaerejük mennyire „jövőbiztos”. A digitális diszrupció (digitális teremtő rombolás) talán nem okoz majd technológiai munkanélküliséget és társadalmi-környezeti bajainkra sem jelent gyógyírt, de nem elkerülhető, hogy fejlesszük az ember-gép kapcsolatokat. Ennek lehetőségeiről Cserpák Mihály, a Beckhoff Automation Kft. applikációs mérnöke beszélt a TechMonitor olvasóinak.

Hogyan fejlődtek az ember-gép kapcsolatok? Mikor jelentek meg a szöveges, mikor a grafikus és mikor a hangalapú interfészek?

Cserpák Mihály, a Beckhoff Automation Kft. applikációs mérnöke

Cserpák Mihály: A mindennapi életben megjelenő technikák előbb-utóbb az ipari automatizálásban is teret hódítottak. A 80-as években jelentek meg a szöveges, a 2000-es években a grafikus interfészek, a hangalapú interfészek pedig elsőként az épületautomatizálásban kaptak szerepet, az ipari automatizálásban még csak a szárnyaikat bontogatják. A hangfelismerést és gépi beszédet lehetővé tevő TwinCAT Speech funkciót például 2019-ben mutattuk be, és idén vált valódi termékké. Az ipari automatizálásban egyelőre nem látni a tömeges igényt a hangalapú interfészekre.

Amikor megjelentek a Beckhoff Multi-touch kijelzők, akkor kihangsúlyoztuk, hogy egyidejűleg öt ponton tudunk a képernyővel kapcsolatba lépni, vagyis a panel egyszerre öt érintést képes érzékelni. Ezzel kapcsolatban felmerült a kérdés, hogy ennek mi a jelentősége. Ám az okostelefonok, tabletek elterjedésével beigazolódott ennek jelentősége. A mindennapi életünkben használt kezelési eljárások átültetése és az iparban történő használata nagymértékben leegyszerűsítette a gépek kezelését.

 

A jövő a többmódú (multimodális) interfészeké?

Az iparban jelenleg nagyon elterjedtnek számítanak az RFID-alapú rendszerek, vagyis a gépkezelő egy kártya érintésével is bejelentkezhet. Az okostelefonokban teret hódító arcfelismerés még igényként sem merül fel az iparban. Az ujjlenyomat-felismerésre már van kereslet, de leginkább az épületautomatizálásban. A kijelzés terén pedig továbbra is a vizuális megjelenítés az uralkodó. A virtuális valóság alkalmazása már létező eljárás, de ezek a termékek még jórészt kísérleti fázisban vannak, az ipar szemmel láthatóan nem követeli meg ezek gyors piacra kerülését. Ha lenne rá tömeges igény, akkor a kiterjesztett valóság már ott lenne az ipari interfészekben, mert a műszaki feltételek adottak.

A TwinCAT HMI egyszerű konfigurálást és könnyű kezelhetőséget tesz lehetővé

Milyen tényezők formálják az ember-gép kapcsolatot? Hogyan hatnak ezek a rendszer hatékonyságára, a beavatkozási képességre?

Nagyobbak a memóriák, gyorsabbak a rendszerek, ezenkívül kisebbek, hordozhatók az eszközök. De az ember-gép interfészekre a mindennapi élet trendjei gyakorolják a legnagyobb hatást, az elérhető technikai újítások csak segítenek ezek megvalósításában. Ha nagyobb memóriával rendelkezik az interfész, akkor szebb, színesebb, mozgó kijelzés valósítható meg, kiterjedt, akár 3D megjelenítéssel. Az eszközök méretének csökkenése lehetővé tette, hogy ne csak a kijelölt HMI panelen kezeljük a gépet, hanem hordozható eszközeinken is. De mindez nem jelent volna meg, ha nem lett volna rá emberi igény – mint ahogy korábban végignéztük, hogy technikailag sok minden egyéb is megvalósítható lenne, de ezeknek jelen pillanatban nincs meg a kulturális beágyazódottsága.

A HMI-k fejlődése gyökeresen változtatta meg a hatékonyságról alkotott elképzelésünket. Távolról, akár egy másik országból is rápillanthatunk a gépünkre, információkat kapunk akár a berendezés, akár a termelés állapotáról, így a beavatkozási képességünk is radikálisan megnövekszik. Talán ott ragadható meg ez a kérdés, hogy az információnak sem kell végigmennie azon a vállalati hierarchián, amin 20-30 évvel ezelőtt mindenképpen végigment. A gyártóterületről származó információt először valakinek fel kellett dolgoznia, és elküldeni a felsőbb szintekre, ahol szintén feldolgozás s továbbküldés következett, és több lépcső után jutottunk el a reakcióhoz. Egy modern HMI révén minden érintett az ő szintjének megfelelő, már feldolgozott információt kapja meg akár valós időben, így a reakció is azonnali lehet.

A Beckhoff többérintős vezérlőpanel-sorozata a rugalmas üzemeltetéshez kiterjedt termékválasztékot biztosít, valamint beépíthető és kompakt eszközöket is magában foglal

Léteznek az iparban a kommunikációs partnerről fiziológiai és más információkat gyűjtő érzékelők, például videókamerák, szemmozgáskövetők, amivel „személyre szabható” a gép kommunikációja?

Jelenleg nem működnek ilyen rendszerek az iparban. Nem is örvendene nagy népszerűségnek a gyárban, ha a gépkezelők tudnák, hogy az interfész megfigyeli az ő reakcióikat. De láthatjuk, hogy például a koronavírus-járvány milyen mértékben volt képes megváltoztatni a normalitásról alkotott véleményünket. Hasonló szemléletváltás egyáltalán nem elképzelhetetlen az iparban. Ha megvan rá a megfelelő indok – vonatkozzon az a hatékonyságra vagy akár a balesetvédelemre –, akkor egészen biztosan bevezethető egy ilyen rendszer. A veszélyes gépek kezelése során jelenleg sokszor egy halott ember kapcsolót alkalmaznak a kezelői rosszullét okozta balesetek megelőzésére. Lényegében ez a kapcsoló is fiziológiai információt gyűjt, nincs tehát megindokolva az, hogy egy HMI miért ne tehetné ugyanezt. Az én véleményem szerint erre meglesz az igény, és meg is jelennek majd az ilyen interfészek az üzemekben. Mindig úgy kezdődik, hogy megjelenik egy-egy végfelhasználó, aki forradalmasítani szeretné a gyártást, és ha náluk beválik, akkor tömegesen is elterjedhetnek ezek a HMI-k.

Hogyan kell megtervezni egy jó HMI-t? Milyen tényezőket kell figyelembe venni?

Kezdő mérnökként egy HMI létrehozása volt a feladatom. Elvégeztem a munkát, és elégedett is voltam az eredménnyel. A főnököm azonban feltette azt a kérdést, hogy megmutattam-e a HMI-t a gépkezelőnek. Ezt eredetileg nem láttam szükségesnek. A főnököm azonban megkért, hogy menjek oda a gépkezelőhöz, álljak mellette, amíg ő minden funkciót kipróbál, és mindent tegyek bele az interfészbe, amit ő kér. Mert a gépkezelő dolgozik majd a rendszerrel, és ha ő nem szereti a gépet – mert a gépet a HMI-n keresztül lehet használni és így megszeretni –, akkor kezelni sem fogja megfelelően.

Egy jó HMI hatékony, jól érthető és jól kezelhető. Olyan elemeket kell használni, amik viszik, vezetik a gépkezelőt, nem állhat tanácstalanul a panel előtt. A HMI-k készítése kicsit mostohagyereknek számít az iparban. Az elsődleges a gép vezérlése, a HMI-t pedig sokszor egy PLC-programozó hozza létre a saját gondolatmenete alapján. Így viszont a HMI gyakran nem lesz megfelelő, értem ezalatt a színhasználatot, az egyértelműséget vagy az elemek elhelyezését. Itt ismét a mindennapi életünket kell referenciának vennünk; weboldalt sem úgy készítünk már, mint 20 évvel ezelőtt, hanem ez külön szakmává vált. Manapság már néha szoktak adni a végfelhasználók egy sablont, amire fel kell húzni a megjelenítést. A végfelhasználónak ugyanis az az érdeke, hogy bárki áll a gép elé, minél gyorsabban el tudja sajátítani a berendezés működtetését, ezen ugyanis versenyelőny is múlhat.

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

Mi az, amit jellemzően elsőként hoznak létre a gyártó cégek a digitális ökoszisztémából?

A HMI képezi a digitális ökoszisztéma alapját, ez az, ami gyakorlatilag mindenhol megtalálható. Ezután következhetnek az olyan kiegészítők, mint a vezérlésbe beépített analitika vagy akár a mesterséges intelligencia.

A digitális ökoszisztémával megmarad a hierarchikus vállalatvezetés?

Érdekes és nem könnyen megválaszolható kérdés. Az információk már nem feltétlenül mennek végig a céges hierarchián. Ezt a fajta hierarchikus utat egészen biztosan megszüntetik a modern HMI-k. A gépkezelő, a folyamatmérnök, a menedzser mind-mind megkapják a számukra releváns információkat egymástól függetlenül. A hierarchia tehát csökken, de el nem tűnik, hiszen fenn kell tartani az egyes döntési szinteket, amiket az információmegjelenítés sem befolyásol. A nem hatékony vállalaton belüli bürokráciát azonban jó esetben eltünteti a digitális ökoszisztéma, ebben az értelemben tehát igen, csökken a hierarchia.

A képen látható XTS-rendszert és gépi tanulást ötvöző bemutatóalkalmazás szemlélteti, hogy a TwinCAT 3 Machine Learning és a TwinCAT 3 Motion Control szoftvercsomagok alkalmazásával hogyan lehet a rendszer energiafogyasztását és kopását minimalizálni

Mennyire népszerű a digitalizálás a vállalatvezetők és mennyire az alkalmazottak körében?

Nem kérdés, hogy digitalizálni érdemes, a népszerűségén azonban továbbra is lehetne javítani. Van javulás ezen a téren, de végső soron a megtérülés dönt. Ha a vállalatvezetés úgy látja, hogy az hosszú távon pénzt hoz, akkor a sajátjának tekinti a digitalizálást, és elindul ebbe az irányba. Az alkalmazottak nagy része elfogadja, hogy ha ezt mondják, akkor ezt kell csinálni, de ha támogatja is a változásokat, akkor összességében sokkal hatékonyabb rendszer hozható létre. Ezért feltétlenül meg kell értetni minden érintettel, hogy a változások miként fogják segíteni az ő jövőbeni munkájukat – például azzal, hogy csökken a munkaterhelés.

Mi az a hétköznapi eszköz az iparban, amiben már most is jelen van a mesterséges intelligencia? Miben érződik a hatása? Mire képes jelenleg, és mire lehet képes a belátható jövőben?

Ez egy nagyon izgalmas témakör. Az iparban jelenleg nagyrészt a tervezés és a döntéshozatal folyamataiban hívják segítségül a mesterséges intelligenciát, mivel több információt képes kezelni, mint amire az ember valaha képes lesz. Az MI esetében nagyon fontos a betanítási folyamat; minél több adattal tanítjuk be, annál pontosabbá válik, és felkészíthetjük arra, hogy általa addig nem ismert adatokkal is dolgozni tudjon. A képfelismerés is nagyrészt MI-algoritmusokon alapszik, és a technológia lassan teret hódít olyan területeken is, mint az állapotfelügyelet, a minőség-ellenőrzés vagy éppen a robotika. A mesterséges intelligencia azonban az üzleti folyamatokat is képes támogatni. Gondoljunk például a beszállítói kapcsolattartásra. Ha az MI képes előre jelezni a felmerülő igényeket, és ehhez még azt is figyelembe veszi, hogy várható-e akadály a szállítási útvonalakon – gondoljunk a határok lezárására vagy a Szuezi-csatorna átmeneti kiesésére –, akkor előre tudhatjuk, hogy várható-e fennakadás a gyártásban, és még annak bekövetkezte előtt elháríthatjuk a problémát.

Folytatjuk

Következik: Mennyivel hatékonyabb egy digitalizált vállalkozás? Milyen mértékben kell a változásokba bevonni a munkavállalókat?

Molnár László

Kapcsolódó cikkek:

Digitalizálási kisokos 4. rész

Digitalizálási kisokos 2. rész

Digitalizálási kisokos 1. rész

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek