Cílem Průmyslu 4.0 je vylepšit efektivitu a produktivitu v průmyslové automatizaci aplikováním principů informačních technologií. Výsledkem je obrovské množství dat, která mohou znamenat potenciální obchodní příležitosti pro výrobce. Problémem ale je, že posílání všech těchto dat do a z cloudu je velmi časově náročné, drahé a vysoce nepraktické.
Technologie, která by měla překlenout tuto propast mezi cloudem a propojenými továrními zařízeními, se nazývá edge computing nebo někdy také fog computing. Jak tyto výrazy přeložit do češtiny, se zatím odborníci neshodli. Navržený český výraz – mlžné síťování – se dosud příliš neujal.
Zpracování dat „na okraji“ doslova znamená selektivní přibližování cloud computingu blíže k senzorům, kde se data skutečně generují. Všechny možnosti cloudu, jako je zpracování a ukládání dat, komunikace a rozhodování, se tak vracejí do blízkosti připojených zařízení i uživatelů. Konkrétně to může znamenat budování distribuovaných datových center na okraji infrastruktury podniku, ve kterých se data ukládají i zpracovávají. Tento výklad ale není jediný. Edge computing může také znamenat, že se data sice zpracovávají přímo na koncových zařízeních, ale částečně nebo již zcela hotové výsledky se pak odešlou zase do cloudu. Na první pohled by se mohlo zdát, že toto řešení jde zcela proti ideji cloudu, který je situován v nějakém vzdáleném středovém místě, a díky tomu je úplně jedno, odkud k němu uživatel přistupuje, ať již proto, aby do něj informace vkládal, informace v něm zpracovával, nebo je z něj čerpal. Poptávka po co největší centralizaci výpočetního prostředí stále roste a s ní i počet aplikací, pro které je nezbytná. Na druhou stranu ale sílí i hlas těch, kdo volají po maximální bezpečnosti provozu, kterou lze nejlépe zajistit v rámci vlastní infrastruktury. Proto je velmi málo pravděpodobné, že by v budoucnu technologie edge computingu nahradila cloudová řešení. Naopak, v budoucnu se jeden neobejde bez druhého. Distribuované výpočetní systémy budoucnosti budou zahrnovat výpočetní schopnosti jak z cloudu, tak z edge – z okraje sítě.
Typická chytrá továrna se skládá z mnoha různých zařízení a strojů, které jsou svou povahou heterogenní, a také ze softwaru, který je na těchto zařízeních nainstalován. Všechna tato zařízení jsou přes IoT bránu připojena k internetu. Výpočty, které lze provádět na okraji této sítě, mohou pomáhat výrobcům shromažďovat a analyzovat data, zjišťovat anomálie a přijímat autonomní rozhodnutí (pokud jsou k tomu oprávněni), která povedou k vyřešení problémů. Tím by se mohl ušetřit čas jinak potřebný k odesílání, zpracování a interpretaci dat do a z cloudu. Umístění datového rozhraní na okraj sítě umožňuje mnohem rychlejší analýzu dat v reálném čase, než jak to lze v případě cloudu či datových center. Edge computing nabízí výrobcům také výhodu lepšího zabezpečení, poněvadž přidružená připojená zařízení lze snadno zabezpečit pomocí ovládacích prvků dveří, videokamer či jiných fyzických zabezpečovacích prvků. Data jsou ve větším bezpečí už také proto, poněvadž fyzicky zůstávají v daném výrobním prostředí. Nižší jsou také provozní náklady i náklady na správu dat, protože data zůstávají v samotném zařízení. To automaticky znamená rovněž minimální náklady na infrastrukturu přenosu po síti. Servery umístěné na okraji sítě mohou pomoci snížit zatížení z připojených zařízení tím, že se na ně budou ukládat informace a budou tedy fungovat jako soukromý cloud, ke kterému lze přistupovat ze vzdáleného místa.
„Nahoře je cloud, mezi námi mlha. Zní to jako předpověď počasí od někoho, kdo neumí pořádně česky. Přitom je to ale stručné vysvětlení toho, co to znamená edge nebo také fog computing.“
Koncept Siemens Industrial Edge je řešením, které v duchu toho, co bylo řečeno výše, propojuje data z výroby s plně digitalizovanými funkcemi s globální zárukou kvality na lokálně nainstalovaných edge počítačích. Tyto počítače umístěné na okraji sítě prakticky zaznamenávají, předběžně zpracovávají a analyzují data o záznamu vysokých frekvencí při CNC obrábění v reálném čase a bez jakéhokoliv dopadu na CNC. Zároveň se díky svému připojení k internetu nalézají „na okraji“ cloudu. Edge zařízení od společnosti Siemens jsou výkonná, standardizovaná průmyslová PC s operačním systémem založeným na Linuxu, který je speciálně navržen pro připojení ke cloudům a ovladačům. CNC obráběcí stroje jsou připojeny k těmto edge počítačům prostřednictvím lokálního výkonového rozhraní v rámci podnikové sítě. Pomocí druhého rozhraní je edge počítač připojen k síti existující ve všech moderních výrobních závodech. Správa a údržba systému, včetně poskytování nezbytných digitalizačních funkcí, se realizuje on-line s využitím průmyslové cloudové platformy MindSphere a prostřednictvím příslušných aplikací. Tento globálně přístupný, otevřený IoT operační systém totiž nabízí, kromě on-line paměti a výpočetní síly, také rozsáhlé servisní, technologické, logistické a řídicí funkce, včetně distribuce softwaru. Aplikace, které podporují výrobu přímo v továrnách na edge zařízeních, jsou instalovány a aktualizovány rovněž prostřednictvím MindSphere. Poněvadž jsou (nepřímo) připojeny k MindSphere, obráběcí stroje podporované funkcí Sinumerik edge se snadno řídí a provozují. Díky připojení edge počítače k MindSphere je možné v případě potřeby využívat „tradiční“ cloudové služby – například prediktivní údržbu nebo fleet management obráběcích center.
Vypravte se s námi do historie české energetiky, společně ale nahlédneme i do její budoucnosti. Hostem podcastu je Tomáš Hüner, ředitel divize chytré infrastruktury v českém Siemensu, který se oblasti energetiky věnuje již více než 30 let.
Průmyslové metaverzum – nový svět, který zrcadlí a simuluje skutečné stroje, továrny, města, dopravní sítě a ostatní i velmi složité systémy – nabídne svým aktérům interaktivní reprezentace a simulace skutečného světa v reálném čase. V dějinách průmyslu představuje zcela novou kapitolu, kterou začínáme společně psát.
Reprezentativní budova Opery v Dubaji, hlavním městě stejnojmenného emirátu, v sobě skrývá špičková zařízení Siemens, která symbolizují pronikání moderních technologií této společnosti nejenom do exkluzivních koncertních sálů. Jsou také příkladem pro budování inteligentních měst.
Budoucím trendem zemědělství je udržitelné pěstování plodin s méně zdroji a bez použití chemických přípravků. Aby zemědělci mohli vyhovět těmto novým nárokům a požadavkům, musejí úzce spolupracovat s průmyslem, který jim dokáže poskytnout potřebné nástroje. Jak dobře může taková spolupráce fungovat, názorně předvádí FRAVEBOT – robot, který na brněnské rodinné farmě Ráječek monitoruje a sklízí jahody.
