Budoucnost automatizace je v úspěšném propojení fyzických výrobních prostředků, jako jsou stroje a linky, s virtuálním světem zpracování a vizualizace naměřených dat. Tedy v úspěšné aplikaci prostředků průmyslového internetu věcí IIoT. Proto všichni velcí výrobci automatizační techniky postupně zaplňují svůj sortiment vším potřebným pro snadnou komplexní realizaci moderních IIoT systémů od hardwaru, přes edge kontroléry a komunikační brány, až po cloudové aplikace. Pro některé společnosti však samostatný vývoj všech částí může být z časového i finančního pohledu dost nákladný. Zajímavou alternativou v oblasti řešení cloudových služeb je tak využít již předpřipravenou a běžnými funkcemi již zcela vybavenou IoT cloudovou platformu, jako je například Cumulocity IoT společnosti Software AG. Ta vytvořila a dále rozšiřuje nový inovativní koncept cloudového řízení s výrazně zjednodušeným nastavením pro uživatele.
IIoT systémy pro kompletní řešení
End-to-end komunikace mezi senzory a cloudem je základem efektivního průmyslového internetu věcí (IIoT). V kombinaci s výhodami digitálního standardu IO-Link to otevírá širokou škálu aplikací a umožňuje například sledovat stavová data strojů a závodů 24 hodin denně, automaticky upozorňovat na kritické stavy nebo na dálku předvídat anomálie pomocí předzpracování v edge kontrolérech a odesílání dat do cloudu. Řízení procesů v cloudu pak umožňuje simulovat procesy v digitálním dvojčeti systému, vzdálené ovládání strojů nebo spouštění automatických procesů v ERP (například opakované objednávky). Vzdálený přístup k zařízením a strojům obousměrnou komunikací také umožňuje vzdálené parametrizace a údržby systémů přímo z kanceláří a s podrobnými zprávami o stavech různých částí systémů.
Nová cloudová řešení pro průmyslové aplikace
Obecně cloudová řešení poskytují flexibilní přístup k úložišti, výpočetnímu výkonu nebo softwaru. Data nejsou uložena na místním IT hardwaru, ale na serverech. To umožňuje uživatelům přistupovat k informacím nebo iniciovat akce z různých webových zařízení bez ohledu na místo a čas. Na rozdíl od obchodních nebo soukromých cloudů jsou průmyslové cloudy více specializované, protože potřebují podporovat standardizované komunikační protokoly s obousměrným tokem informací a splňovat vysoké bezpečnostní požadavky. Aktuální data a stavy stroje jsou pak vizualizovány na řídicích panelech. To také umožňuje uživatelům provádět různá nastavení a zasílat upozornění na e-mail v případě překročení prahové hodnoty. Rozhraní lze individuálně přizpůsobit a na přání stylizovat do vlastního firemního designu.
IoT & IIoT platforma Cumulocity
Velkou novinkou v této oblasti je zavedení platformy Cumulocity IoT německé společnosti Software AG pro kompletní sběr, zpracování, vyhodnocení a vizualizace velkého množství dat generovaných širokým portfoliem chytrých senzorů, decentralizovaných zařízení a edge kontrolérů různých výrobců. Navíc Cumulocity není nutné využít jen na cloudové úrovni, ale také je ji možné zakoupit a provozovat na lokálních serverech (tzv. on-premise řešení) či při použití stacku thin-edge.io (open-source cloud-agnostic edge framework for lightweight IoT device), Microservices SDK, Web SDK dokonce i přímo integrovat do různých vlastních IIoT zařízení, edge kontrolérů či průmyslových PC.
Platforma Cumulocity IoT je velmi zajímavá zejména v tom, že ji může použít jak konečný uživatel - výrobní či logistická společnost jako svoje cloudové firemní řešení, tak i dodavatel průmyslových technologií či výrobce průmyslových komponent. Ten si může zakoupit jen správu cloudu jako tzv. PaaS službu (Platform as a Service) a cloud doplnit vlastní značkou a hlavním barevným designem či funkcemi přímo uzpůsobenými pro svoje hardwarové produkty (PLC, DSC, Edge kontroléry či brány) a pak prezentovat Cumulocity jako svůj cloudový softwarový produkt. Výhodou zde je hlavně to, že taková společnost již využije celkovou prakticky hotovou cloudovou aplikaci s již spolehlivě fungující a odladěnou správou, ovládacími a vizualizačními funkcemi, standardními komunikačními protokoly jako například MQTT, OPC-UA, Modbus-TCP nebo CANopen, a velkým množstvím předpřipravených funkcí na sběr, processing a vyhodnocení dat. Může tedy již jen případně doplnit nějaké svoje speciální funkce nebo komunikační proprietární komunikační systémy.
Platforma Cumulocity IoT totiž výrazně zjednodušuje všechny operace pomocí uživatelsky velmi intuitivních samoobslužných nástrojů a přístupu založeného na konfiguraci pomocí skládání bloků. Rychlý samoobslužný přístup na odolné platformě umožňuje flexibilně připojit a spravovat různá zařízení a tak rychle vyvíjet IoT aplikace. Umožňuje tak spravovat zařízení po celou dobu jejich životního cyklu a sledovat jejich stav, což minimalizuje potřeby speciálních HMI vizualizací klíčových informací, alarmů a kritických chyb na řídicích panelech. Při použití šablon pak lze provádět integraci IoT dat bez psaní jediného řádku kódu, protože stačí jednoduše z menu přetáhnout a připojit nejoblíbenější SaaS a IoT funkce. Kromě toho sada analytických nástrojů Cumulocity IoT umožňuje analýzu dat v reálném čase, což umožňuje generovat a zkoumat statistické závislosti. Data pak lze analyzovat pomocí jednoduchého uživatelského rozhraní založeného na konceptu opětovného použití flexibilních stavebních bloků. Firemní uživatelé a provozní odborníci mohou sami vytvářet sofistikované analýzy, aniž by museli psát kód nebo potřebovat podporu IT.
Vývojáři mají však stále také k dispozici výkonné kódovací prostředí pro vytváření a nasazování pokročilých analytických aplikací. Pomocí umělé inteligence, hlubokého učení, strojového učení a prediktivní analýzy pak lze předvídat, kdy pravděpodobně nastane problém. Modely strojového učení lze využít k hodnocení dat zařízení a jsou tak ideální pro detekci anomálií.
V rámci nabídky funkcí Smart Field Analytics pak Cumulocity poskytuje všechny údaje, které její uživatelé v průmyslu požadují například pro nasazení funkce prediktivní údržby. Tak pak poskytuje v reálném čase i hlášení o době latence stroje, aby se zabránilo hrozícím chybným produkcím. Samoobslužná funkce Analytics Builder poskytuje inženýrům nástroje k vytváření vlastních analýz a modelů pro zpracování dat a vytváření dat měření, výstrah, alarmů i s možností změny konfigurace v reálném čase.
Díky zásadám založeným na rolích a možnosti spravovat přístup uživatelů k zařízením a datům, která poskytují, přispívá i k vyšší bezpečnosti internetu věcí. Lze vytvářet hierarchická řešení pro více uživatelů, kde zákazníci (a jejich zákazníci) mohou vidět pouze data, která jsou pro ně relevantní, a zároveň umožnit agregaci dat napříč všemi uživateli.
Cumulocity IoT v systémech SMC
Jak již bylo uvedeno výše, platformu Cumulocity IoT může využívat jak přímo koncový uživatel pro svoje průmyslové výrobní a logistické systémy, tak ji i mohou využít různí stávající výrobci automatizační techniky jako základ pro rozšíření svého portfolia systémů a služeb také o cloudový sběr a vyhodnocení dat, jejich vizualizaci nebo i vzdálené prvky řízení. Mezi známými společnostmi, které již platformu Cumulocity IoT využívají v rámci svého portfolia produktů, je ji SMC - známý výrobce pneumatických ovládacích a řídicích systémů. I ten pocítil nutnost "jít z dobou" a využil Cumulocity pro adaptaci na svoje SMC cloudové řešení. Tím výrazně ušetřil náklady a čas proti vývoji zcela své nové platformy.
Proto společnost SMC oslovila Software AG a rychle se ukázalo, že Cumulocity IoT může společnosti SMC nabídnout mnoho výhod. Schopnost integrovat se s jakoukoli „věcí“ a dále integrovat data IoT s jakoukoli cloudovou službou, základním systémem nebo aplikací bez nutnosti kódování byly pro SMC zajímavými v rozhodování. Stěžejní byla skutečnost, že Cumulocity IoT mohl být rychle spuštěna na straně zákazníka. Protože Cumulocity IoT je k dispozici na edge, v cloudu a i on-premise řešení, dala SMC množnost snadnému rychlému řešení cloudových aplikací. Nabízí totiž škálovatelné řešení tím, že lze například začít jen s pouhými pěti senzory a systém rychle škálovat podle rostoucí poptávky. Bezpečnostní problémy jsou pevně řešeny prostřednictvím bezpečnostní architektury na úrovni telco, aby bylo zajištěno, že platforma zůstane plně chráněna. Během čtyř měsíců od implementace byly společnosti SMC a Software AG schopny vyvinout nabídku Smart Field Analytics a uvést do provozu její první případ použití v Německu.
„Toto řešení nám dává výhodu na trhu. V minulosti byla naše společnost považována především za dodavatele komponent, ale se službami Software AG můžeme expandovat a jít na trh jako poskytovatel kompletních řešení včetně hardwaru, softwaru a služeb, splňující potřeby našich zákazníků způsobem, který nikdy předtím neočekávali, “ říká Oliver Prang, SMC Expert Digital Business Development pro SMC Germany. A dodává: „Když jsem před pěti lety mluvil se zákazníky a přišel s myšlenkou, zda používají jakýkoli druh systému IoT k přenesení svých dat do cloudu, vždy chtěli, aby data zůstala v jejich vlastní společnosti, v jejich datových centrech. Za poslední dva až tři roky se to však hodně změnilo, hlavně kvůli pandemii, protože všichni seděli doma. Lidé byli najednou ochotnější posílat data do cloudu a využívat rozšířenou konektivitu, protože si uvědomili, jak je důležité mít přístup k datům pro své podniky a získávat přehled o operacích svých strojů, i když nebyli přímo u svých strojů. Pro SMC jsme vytvořili zcela nový byznys. Nyní máme nový obchodní model nazvaný energetická transparentnost. Našim zákazníkům poskytujeme kompletní zařízení se senzory a bránou, která jim přímo posílá informace prostřednictvím řídicího panelu Cumulocity IoT."
Závěr
I když to už zní trošku jako klišé, i v průmyslové automatizaci se současně zvyšuje jak rychlost vývoje a realizace nejrůznějších nových zařízení, systémů a aplikací, tak i náročnost jejich funkcí, vlastností a provedení. A to nejen na úrovni souboje mezi jednotlivými výrobci a prodejci průmyslové automatizace, ale i na straně zákazníka jsou stále větší nároky na komplexnost řešení a rychlost dodávky. Tyto tlaky tak vytvářejí nutnost využívat co nejvíce již existujících platforem a řešení, které se nanejvýš jen doplní a přizpůsobí některým konkrétním speciálním či odlišujícím se požadavkům. Platforma Cumulocity IoT je právě jednou z takových platforem.
Společnost SMC představí své produkty také letos na veletrhu HANNOVER MESSE. Veletrh HANNOVER MESSE nabízí ucelený obraz technologických možností pro průmysl dneška i zítřka – od digitalizace složitých výrobních procesů a využití vodíku k provozu celých výrobních zařízení až po použití softwaru k evidenci a snižování emisí CO2. Viz stránky výstavy na www.hannovermesse.de/en/
Odkazy:
- Článek "Opening doors for SMC with Cumulocity IoT" na webu https://www.softwareag.com
- Článek "Under Pressure" na webu https://www.softwareag.com
- Web společnosti Software AG - https://www.softwareag.com
