Ipar 4.0

 

 

 

Úton a jövő gyártása felé

A Festo holisztikusan tekint a gyártás világának változásaira, különböző perspektívákból is szemlélve a jövő lehetőségeit. Nemcsak a technológiát, hanem a többi kulcsfontosságú szempontot – például az emberek és gépek közötti interakciót, valamint a képzések és képesítések kérdését is – számításba veszi.

A valós és virtuális világ egyre közelebb kerül egymáshoz, a modern információs és kommunikációs technológiák összefonódnak az ipari folyamatokkal, és ezáltal egyre jobban megváltozik a gyártási környezet. Az Ipar 4.0 fogalma számos tevékenységet foglal magában, és ezáltal új követelményeket teremt a gyártási rendszerek, gépek és emberek számára sok területen.

A virtuális gyár

A jövőben a gyárak és üzemek digitális leképezésére helyeződik a hangsúly a gyártásban. Ennek keretében a számítógépek az átfogó kép megalkotásához a gyártósorokról származó CAD adatokat, gyártási adatokat és energiaáramlást használják fel, amelyek az új folyamatok és munkafolyamatok megtervezésére, valamint a létesítmények virtuális beindítására is alkalmazhatók lesznek.

Mostanáig a gyártósorok üzembe helyezése időigényes és költséges folyamat volt. Mindez jelentős mértékben megkönnyíthető a virtuális beindítási folyamat használatával. Ezáltal megelőzhetők a véletlen ütközések; optimalizálhatók a ciklusidők, átállítások és folyamatok; a vezérlésszekvenciák pedig automatikusan programozhatók részben a meglévő adatok használatával.

Tesztforgatókönyvek is generálhatók például a mozgásszekvenciában vagy programozásban előforduló hibák és hatásaik szimulálására. Ez lecsökkenti az üzembe helyezéshez szükséges időt, és növeli az üzemelés biztonságát.

Intelligens komponensek

A jövő gyártási rendszerei önállóan működő mechatronikus részegységeken alapulnak. Ezeket intelligens komponenseknek is nevezhetjük. Az adatfeldolgozás egyre inkább helyi szinten történik, és egyre több funkciót integrálnak közvetlenül a modulokra. Ezek hálózatot alkotnak, önszerveződnek és konfigurálják magukat, hogy parancsokat fogadjanak a fölérendelt vezérlői szintről.

Az Ipar 4.0-kompatibilis komponenseket a következő ‘4 i tulajdonság’ jellemzi:

  • Intuitívan működtethetők
  • Intelligensek, a – például programozható logikai vezérlővel történő – funkcionális integrálás
    és a kommunikációs képesség révén. Ez azt jelenti, hogy az egyes komponensek
    önállóan is képesek információt adni a feldolgozási utasításokról vagy arról, mely sorrendhez tartoznak.
  • Internetképesek és helyi hálózatba kapcsoltak, pl. WLAN vagy ipari Ethernet révén
  • Integrálhatók: a modulok bejelentkeznek a mester számítógépre,
    kommunikálják képességeiket, és a gyártási folyamat igényeinek megfelelően belépnek a rendszerbe

Az előre konfigurált vezérlők és rugalmasan adaptálható interfészek minimalizálják az összeszereléssel, konfigurálással és rendszerintegrációval töltött időt. Az intelligens komponensek tehát ‘plug and produce’ képességgel rendelkeznek. Az elv hasonlít a számítógép USB-interfészéhez, amelyen keresztül a csatlakoztatott eszközök közvetlenül be tudnak jelentkezni és kommunikálni a számítógéppel. A jövő gyárában várhatóan az egyes komponensek, alrendszerek és gépmodulok is ugyanígy, önállóan képesek lesznek bejelentkezni a gyártó rendszerekbe.

Az innovációk terén élen járó Festo hosszú évek óta ösztönzi az ipari- és folyamatautomatizálást, és széles körű termékválasztékot kínál a hajtás- és vezérléstechnika terén. Ezért alkalmazza a Festo az intelligens komponenseket a tervezési folyamat megkönnyítésére és felgyorsítására a rendszerek konfigurálása, üzembe helyezése és üzemeltetése során.

További információk a Festo Ipar 4.0-kompatibilis termékeiről 

Ugrás az ‘Intelligens komponensek’ kutatási területre

Ember-gép interakció

Közös munkavégzés a robotokkal, összetett gyártó rendszerek vezérlése okostelefonon vagy táblagépen: a jövő gyártásában az emberek és gépek közötti közvetlen interakció a napi rutin része. Az egyszerű és intuitív kezelés mellett a biztonság a kulcsfontosságú szempont – semmilyen körülmények között sem sérülhet meg ember a gépek miatt.

Az átfogó biztonsági rendszerekkel és megfelelő érzékelőtechnológiával felszerelt gépek és robotok a jövőben ezt lehetővé teszik – az emberek és gépek együtt dolgozhatnak és azonos munkatérben mozoghatnak védőrács alkalmazása nélkül.

Erre egy példa a Scharnhausenben használt összeszerelő robot, amelyet a Festo fejlesztett ki a szakmai szövetséggel szoros együttműködésben. Csak néhány olyan robot van Németországban, amely biztonsági rács nélkül működhet az emberek mellett. Ez a berendezés, amely a szelep-összeszerelő soron dolgozik, az egyik ezek közül, és átveszi a kollégáktól az ergonómiailag megterhelő, monoton munkát. Az érzékelők nyomon követik a mozgásait: amint egy alkalmazott túl közel kerül, a robot teljesen leáll.

Adatgyűjtés és -elemzés 

Az információs technológia rendkívül fontos szerepet játszik a jövő gyártásában – mind a gyártási létesítmények üzemeltetése és vezérlése, mind a gépi adatok és energiafogyasztással kapcsolatos információk egybevetése és értékelése terén. A valós idejű adatgyűjtés és -feldolgozás egyre inkább lehetségessé válik. Új elemzési lehetőségek jelennek meg, például a megelőző karbantartási szolgáltatás vagy az energiaáramlás és fogyasztás holisztikus megközelítése terén.

2017 közepéig vezetik be a scharnhauseni technológiai üzemben azt az energia-átláthatósági rendszert, amely – a szükséges mértékben – egészen a gépek szintjéig gyűjti az adatokat, és szisztematikusan elemzi a kölcsönhatásokat. A szoftveralkalmazások lehetővé teszik a fogyasztási adatok mobileszközökön történő kijelzését, és ezáltal közvetlen helyszíni elérését.

Ugrás a technológiai üzem energiagazdálkodására

További információk az energia-átláthatósági rendszerről

Képzés és képesítés

A Festo nem csupán magával a gyártással foglalkozik – a jövő gyártási környezeteiben való munkavégzéshez szükséges képesítésekre is összpontosít. Ezért a Festo olyan oktatási megoldásokat tervez és valósít meg vállalatoknál, szakiskolákban és egyetemeken, amelyek szisztematikusan felkészítik az embereket a dinamikus és összetett környezetben való munkavégzésre.

Képesítés az Ipar 4.0-hoz

Brosúra: ‘Ipar 4.0: képesítés a jövő gyárához’

Hálózatba kapcsolódás külső rendszerekkel

A hálózatba kapcsolódás nem korlátozódik az adott gyárra – egyre nagyobb igény mutatkozik a külső rendszerekkel történő adatcserére és szinkronizálásra is. A jövőt a gyártási helyek, beszállítók és ügyfelek egyre szorosabb, valós idejű együttműködése jellemzi. Ennek érdekében a standardizált interfészek és adatformátumok is legalább annyira fontosak, mint a rendkívül hatékonyan működő hálózatok és kapcsolatok.

Ennek kapcsán lényeges terület az informatikai biztonság. Olyan megoldásokat kell kidolgozni, amelyek magas szintű informatikai biztonságot nyújtanak a rendszerek megbízhatósága és a külső manipuláció megelőzése terén is. Az adatvédelemmel, a szellemi tulajdon védelmével és további jogi keretfeltételekkel kapcsolatos követelményeket is ehhez kell igazítani és továbbfejleszteni.

Hálózatok és együttműködés 

A tudomány és ipar területéről érkező partnereivel a Festo a jövő gyártását támogató új megoldások és technológiák után kutat különböző projektek keretében.

 

Digitális hátrányból üzleti előny

 

Cloudera a Dell Technologies és a Reach bemutatta a CDR platform továbbfejlesztett változatát és a CDR Start csomagot

• Az ipari vállalatok jelentős digitális fejlődés előtt állnak hazánkban és nemzetközi szinten egyaránt
• Azok a vállalatok, ahol együtt valósítják meg a harmadik és a negyedik ipari forradalomra irányuló fejlesztéseket, nagy előnyre tehetnek szert a már digitálisan fejlett ipari vállalatokkal szemben is
• Az ipari fejlesztés és fejlődés legnagyobb kihívásai többek között az adatalapú működés és zero admin megvalósítása, a zöld megoldások fejlesztése, valamint maga a válla-latok fejlettségi szintje
• A Dell Technologies a Cloudera és a Reach úgy optimalizálta közös ipar 4.0 fejlesztését, hogy a kibővült funkcionalitás mellett az első lépések megtétele is egyszerű legyen az okosgyár megvalósítása felé

A Cloudera a Dell Technologies és a Reach bemutatta az elmúlt egy év tapasztalatainak és a valós hazai vállalati igényeknek megfelelően tovább-fejlesztett CDR megoldást, valamint a CDR Start csomagot. A CDR Start a digitális fejlettség korábbi szintjén lévő vállalatok számára jelent segítséget. Olyan alapvető funkciókat alkalmaz, amelyekkel a harmadik és a negyedik ipari forradalom (Ipar 4.0) fejlesztései párhuzamosan valósíthatók meg, így felgyorsítják az átalakulás folyamatát és helyzeti előnyt kovácsolnak a lemaradásból. A CDR platform legfontosabb fejlesztése pedig a digitális ikerpár segítségével leképezhető interaktív digitális gyár.

Három technológiai vállalat, a Cloudera, a Dell Technologies és a Reach egy éve közösen megalkottak egy olyan ipar 4.0 megoldást,  amely mes-terséges intelligenciát használva növeli a termelés hatékonyságát. A CDR platform segítségével anélkül lehet látványos fejlesztést véghez vinni gyakorlatilag bármely üzemben, hogy a teljes gépparkot le kellene cserélni. A fejlesztés eredménye a látványosan magasabb szintű tervezhetőség, jobb minőségű termékek, kevesebb selejtanyag, felgyorsult go-to-market idő és ezáltal a hosszútávú költségmegtakarítás.

TUDOM, MIT TETTÉL AZ „IPAR 3.0-BAN”!

A Dell Technologies Digital Transformation Index kutatásából nemrég kiderült, hogy a digitális átalakulási programok világszinten is gyerekcipőben járnak, és mindössze a vállalatok öt százaléka tekinthető digitális vezetőnek. A tavalyi állapothoz képest nőtt ugyan az átalakulást befogadók aránya, ám a vállalatok jelentős része (39%) még mindig a két digitálisan legkevésbé érett csoportba tartozik. Ugyanakkor az üzleti vezetők 78 százaléka szeret-né, ha a digitális átalakulás elterjedtebb lenne a vállalatán belül.

A hazai KKV-k esetében még mindig gyakran kézzel irányított gyártás folyik, és továbbra is jellemző a fejlesztésekre szánt tőke és az erőforrás hiánya, így ezek a vállalkozások olcsó szenzorok és nyílt forráskódú programok használatával igyekeznek felzárkózni és inkább épített megoldásokat alkalmazni. A nagyvállalatoknál ugyan rendelkezésre áll a tőke a fejlesztésekhez, viszont hazai és nemzetközi szinten is tisztázatlanok a döntési folyamatok, és a technológiai fejlesztésekre irányuló döntések lassan születnek meg, ezért húzódhat el a digitális átalakulás.

„Az új technológiák bevezetését alapvetően befolyásolja a digitalizációs fejlettség, ami vonatkozik a zöldségtermesztéstől a cipőfelsőrész-készítésen keresztül a lámpamagasság- állító mechanika gyártásáig minden iparágra. Az Ipar 4.0 alapfeltétele a harmadik ipari forradalom legfontosabb vívmányainak – a digitalizáció és a webalapú programok – bevezetése. Azoknál a hazai vállalatoknál, ahol ez még nem történt meg, ott együtt futhatnak a harmadik és a negyedik ipari forradalomra irányuló projektek, így nagy előnyre tehetnek szert a már digitálisan fejlett ipari vállalatokkal szemben is” – mondta Rab Gergely a Dell Technologies senior tanácsadója.

ZÖLD, ZERO ÉS ÖSSZEKAPCSOLT

A digitális átalakulás nem egy homogén folyamat. Számos tényező befolyásolja, hogy egy cég hogyan és mikor halad végig ezen az úton és a fejlettségnek milyen fokára juthat. A Cloudera, a Dell Technologies és a Reach szakembereinek tapasztalatai alapján az alábbi tényezők jelentik a legnagyobb kihívást az ipari digitális fejlesztések és fejlődés folyamatában:

• Zero Admin megvalósítása. Olyan megoldások fejlesztése, amelyek üzemeltetése során egyáltalán nincs szükség bizonyos folyamatok emberi felügyeletére.
• Minden mindennel kapcsolatban. Az IIoT (az Ipari Dolgok Internete) világában minden szenzor, eszköz, alkalmazás és ember kapcsolatban állnak egymással, amely lehetővé teszi az adatok folyamatos gyűjtését, áramlását és elemzését. 2021-re várhatóan 36,13 milliárd összekapcsolt IoT-eszköz lesz a világon, amelynek már részét képezik az ipari megoldások is.
• Az adat mondja meg, hogy ki vagy. Az adatalapú működés az Ipar 4.0 alapfeltétele, hogy ezen keresztül befolyásolható legyen a gyártás akár valós időben is. Így kevesebb selejt, rövidebb előállítási idő, kevesebb felhasznált energia és több, valamint jobb minőségű termék állítható elő az adatalapú optimalizálással.
• Zöld megoldások. Az iparvállalatok számára is egyre nagyobb jelentőséggel bír a környezettudatos működés és a fenntartható gyártás megvalósítása, így az alkalmazott technológiák kiválasztásában is meghatározó szempont a „zöld”-ség.
• Fejlettségi szint. Számos vállalatnál maga a fejlettség nem meg-felelő szintje okozza a legnagyobb kihívást, mivel az Ipar 4.0 technológiák alkalmazásához szükség van egy bizonyos digitális érettségre, amely képes biztosítani az eszközök megfelelő működését. Erre jelenthetnek választ azok a megoldások, amelyek segítségével együtt valósíthatók meg a harmadik ipari forradalom és az Ipar 4.0 fejlesztései.
•Szakképzett munkaerő (hiánya?). Az Ipar 4.0 megoldások, mint karrierépítő eszközök alkalmazása segítséget jelenthet a munka -erőhiány és -megtartás, valamint a fluktuáció problémájára az ipari vállalatoknál. Hiszen olyan egyedi tudást igényelnek és új pozíciókat teremtenek, amelyek motivációt jelenthetnek a munkavállalóknak és elősegítik a generációk közti együttműködést. Az ipari vállalatoknak olyan megoldásokra van szükségük, amelyek teljesítik a fenti követelményeket, illeszkednek a fejlettségi szintjükhöz, a jelenlegi problémákra is megoldást jelentenek és egyben jövőállóak.

„A gyártó szektor vezetőinek egyszerre két idősíkon kell gondolkodniuk, ha sikeresek szeretnének lenni az ipari innovációs folyamatokban. Egyrészt tudniuk kell elemelkedni a jelenből és elképzelni mivé formálja iparágukat a technológia radikális fejlődése, és a piaci környezet változása. Másrészt ezt a jövőképet pedig képesnek kell lenniük visszahozni a jelenbe és megtervezni mit tehetnek most azért, hogy a víziót valóra váltsák.

Például mit jelent  az acélszerkezet gyártó és építő cégek jövőjére nézve az a mesterséges intelligencia és 3D modellező technológia, ami az épületparaméterek alapján nagy teherbírású hordozó-szerkezeteket képes létrehozni, és ezeket 3D nyomtatás technológiával legyártani alacsony nyersanyag felhasználással, rövid idő alatt? Ez a nézőpont váltás a napi üzemeltetési kihívások mellett még nagyobb kihívás.” – mondta Frankó-Csuba Dea, jövőkutató, digitalizáció és innováció szakértő.

CDR START ÉS A CDR PLATFORM FEJLESZTÉSEI

Azon szervezetek számára, akiknek még hátra van a digitális fejlődés egy része ahhoz, hogy Ipar 4.0 technológiákat alkalmazzanak, a Cloudera, a Dell Technologies és a Reach kifejlesztette a CDR architektúra új verzióját. A CDR Start csomag egy egyszerűsített funkcionális kialakítás, amely az ügyfelek legégetőbb problémáira nyújt megoldást.

Többek között egyszerűsített teljesítménymutatószámítást, valamint olyan adatgyűjtő és elemző modulokat kínál, amelyek alkalmasak például a sejtcsökkentésre, a feladat- és karbantartás optimalizálásra és a hibaszűrésre. A CDR Start kialakításának célja, hogy a gyártó vállalatok minél hamarabb képesek legyenek meg-tenni az Ipar 4.0 felé vezető út legelső lépéseit.

A Start csomagon túl további fejlesztések érhetők el a CDR architektúrában.

• Az egyik ilyen technológia egy interaktív digitális gyár (IDF) leképezése Digital Twinnel, melynek célja a valós környezet digitális másának létrehozása. Ezáltal egyszerűbbé válik a feladatok és eszközök nyomon követése, valamint a különböző folyamatok elemzése és kiértékelése.
• Egy másik fejlesztés a gyors, 3 fázisú PoC (Proof-of-Concept) lehetősége, amely segít a lehető legrövidebb idő alatt megtervezni és megteremteni egy jövőbeli termelési környezet alapját. Ennek a folyamatnak a fő szempontja, hogy a termelőegység az informatikai környezetére szabott, biztonságos megoldást kapjon, amellyel egy éven belül megtérülnek a fejlesztési befektetései.
• A CDR megoldás továbbá egy új szegmensben, a vegyipar területén nyújt két új felhasználási területet: a forgógépek és hőcserélők hibaanalízisét.

A CDR architektúra „Fog Computing” rendszere továbbra is könnyen integrálható cloud megoldásokkal, akár publikus, akár privát felhőkkel.

A DELL TECHNOLOGIES

Dell Technologies egy olyan egyedülálló cégcsoport, amely biztosítja az alapvető infrastruktúrát a szervezetek számára digitális jövőjük kiépítéséhez, informatikai rendszerük átalakításához, valamint legnagyobb értékük, az információ védelméhez. A vállalat világszerte 180 országban nyújt szolgáltatásokat a legkülönbözőbb méretű ügyfelek számára – akik között a Fortune 500 listán szereplő cégek 98 százaléka, valamint egyéni ügyfelek egyaránt megtalálhatók – az iparág legátfogóbb és leginnovatívabb termékkínálatával az egyszerűbb megoldásoktól a felhőig. A Dell Technologies család a következő márkákból áll: Dell, Dell EMC, Pivotal, RSA, Secureworks, Virtustream és VMware.

A CLOUDERA

A Cloudera-nál azt gondoljuk, hogy az adatok képesek a jövőben lehetővé tenni olyan dolgokat, amelyek ma még lehetetlenek. Felhőhöz optimalizált gépi tanulás és elemzés modern platformját biztosítjuk, ezáltal támogatjuk az embereket abban, hogy a komplex adatokat átláthatóvá, világossá és megalapozhatóvá tehessék. A világ legnagyobb vállalkozásaitól vannak megbízásai a Clouderanak, hogy segítsenek a leginkább kihívásokkal teli, üzleti problémáik megoldásában.

A REACH

Küldetésünk, hogy segítsük a termelő üzemeket átalakítani adatvezérelt okos gyárakká. A legkorszerűbb Big Data technológiákat és a gépi tanulás erejét felhasználva, komplex eseménytér elemzést valós időben lehetővé tévő platformunk a REACH, mely hatékonyan segíti át a vállatokat az Ipar 4.0 korszakába.

 

 

 

www.delltechnologies.com