Pracoviště procesních inženýrů svým stářím obvykle odpovídají stáří samotných výrobních závodů, v nichž se nacházejí, často jsou staré 30 a více let. Digitální transformace však klade na automatizaci výrobních provozů nové požadavky. O koncepcích a technologiích budoucnosti jsme hovořili s profesorem Leonem Urbasem, vedoucím katedry technologie řízení procesů na drážďanské technické univerzitě, a Eckardem Eberlem, ředitelem obchodní jednotky Process Automation ve společnosti Siemens.
Leon Urbas: Webové technologie jsou v rámci technologie řízení procesů připraveny k produktivnímu nasazení. Při správném plánování a použití umožňují mnohem větší flexibilitu než současné systémy na bázi klient–server. Stále si však nejsme zcela jisti, jaké informace je třeba mít k optimální organizaci spolupráce, pokud jsou například řídicí centra oddělena. To je něco, co v současné době zkoumáme v rámci projektu pro německou výzkumnou nadaci DFG.
Eckard Eberle: Coby výrobci jsme zcela přepracovali technologii systémů řízení procesů. Výsledkem je náš webový systém řízení procesů Simatic PCS neo. Ten poskytuje přímý a bezpečný přístup ke všem požadovaným informacím, bez ohledu na místo nebo čas a pomocí všech standardních zařízení, včetně mobilních. Know-how našich zákazníků je přitom stále chráněno proti neautorizovanému přístupu.
Urbas: Pro výrobce znamená migrace systému řízení procesů především investici. Nová technologie řízení procesů přitom sama o sobě nevyrobí ani jeden gram produktu navíc, ani nezvýší efektivitu výroby. Proto se domnívám, že je nezbytné pečlivě analyzovat potenciál další generace systémů řízení procesů a výši investic, které budou nutné k plnému využití potenciálu, jejž nabízejí nové funkce a systémy.
Eberle: Rozhodně! Poměr nákladů a zisků musí být z pohledu zákazníka příznivý. Proto považujeme za velmi důležité stejnou měrou chránit investice i know-how. Proto také Simatic PCS neo a náš osvědčený řídicí systém Simatic PCS 7 využívají stejnou inovativní hardwarovou platformu a stejnou aplikační architekturu. Na trhu se jedná o jedinečný přístup. V budoucnu budeme pokračovat ve zdokonalování systému Simatic PCS 7. Provozovatelé stávajících systémů se tak budou moci rychle přeorientovat na nový, webový systém, aby tak mohli využívat výhod, které nabízí.
Urbas: Software pro automatizační systémy musí být naučitelný rychle a s minimálním úsilím a musí okamžitě zobrazit aktuální stav systému. Kvalitní design hraje rovněž důležitou roli, protože používání softwaru by mělo být příjemné.
Eberle: Přesně tak to je. Když jsme vyvíjeli Simatic PCS neo, zaměřili jsme se na intuitivní ovládání a poskytování jednotného pracovního prostředí pro všechny aplikace. Systém v sobě spojuje jak řízení, tak monitoring provozu, takže uživatelé mohou snadno přepínat z jednoho do druhého pouhým stisknutím tlačítka. Tím se urychluje proces uvádění do provozu a redukují se zdroje chyb.
Urbas: Hlasové ovládání je v zásadě vždy výhodou, protože můžete mít obě ruce volné. Domnívám se však, že v průmyslu stále existují překážky. Hladina hluku ve výrobním prostředí totiž může ovlivňovat rozpoznávání příkazů. Slovník a gramatika digitálního dvojčete se ale od našeho běžného psaného nebo mluveného jazyka velmi liší. Bude tedy zajímavé, až hlasové ovládání dosáhne úrovně přesnosti vyhovující průmyslovým potřebám – a také přijatelného poměru nákladů a zisků.
Eberle: V oblasti automatizace se v současné době velmi soustředíme na koncepci „digitálního asistenta“. Digitální asistenti jsou navrhováni tak, aby usnadňovali naši každodenní práci a filtrovali informace, které jsou v záplavě nejrůznějších dat relevantní. První projekty zaměřené na hlasové ovládání v řídicím centru nebo využití chatbotů v terénu, kde je obvykle velký hluk, nám skýtají obraz toho, co přinese budoucnost.
Urbas: Pokud mobilní terminály usnadní komunikaci mezi velínem a výrobou, tak ano. Aby však k tomu došlo, musí řídicí systémy podporovat prostorovou migraci činností prostřednictvím mobilních zařízení. Z technologií, které jsou dnes k dispozici, mám na mysli hlavně tablety. Chytré telefony, chytré hodinky a datové brýle začnou hrát roli, jakmile bude možné je integrovat do komplexní strategie.
Eberle: Právě proto je Simatic PCS neo založen na technologii HTML5. Může tedy bez omezení fungovat na mobilních zařízeních a umožňuje vysoce flexibilní přístup do systému prostřednictvím zabezpečeného internetového připojení. Zejména pro mezinárodní spolupráci to znamená, že se experti mohou do projektu zapojit rychle a snadno, protože vše, co potřebují, je pouze internetový vyhledávač. V oblasti služeb již naši zákazníci používají tablety běžně. Díky webovému systému mají zaměstnanci přístup k uceleným informacím, například v rámci údržby, při zprovozňování nebo při výměně zařízení.
Eberle: Na rozšířenou realitu se již zaměřujeme, zejména v oblasti služeb, a pracujeme na prvních konkrétních aplikacích. To umožní získávat prostřednictvím tabletů informace ze všech druhů zdrojů v celém výrobním závodě. Díky speciálním algoritmům na zpracování obrazu dokáže zabudovaná kamera rozpoznávat své okolí pomocí definovaných bodů, které jsou propojeny se zařízeními v reálném světě. To znamená, že servisní technici se mohou v závodě snadno orientovat, vyvolávat si podrobné pokyny nebo prostřednictvím vzdáleného přístupu vstoupit do diskuse s kolegou. Budoucnost v tomto ohledu nabídne řadu dalších a zcela nových příležitostí. Otevřená architektura našeho nového webového systému řízení procesů již skýtá ideální podmínky.
Urbas: Mám velmi podobný názor. Tyto technologie se brzy začnou objevovat v oblastech montáže a údržby. Pokud jde o velíny, předpokládám, že řízení procesů bude nadále probíhat ve funkčním dvourozměrném informačním prostoru. Aby bylo možné učinit řídicí centra interaktivními, měly by tyto technologie nabídnout zcela nové přístupy k řízení procesů pomocí dat a simulace. Rozhraní pro tento druh distribuovaného řídicího systému by mohlo mít podobu počítačové hry, ve které musíte spolupracovat s umělou inteligencí (AI), abyste našli spolehlivou cestu vícerozměrným, neustále se měnícím polem.
„Zabudovaná kamera dokáže rozpoznávat své okolí pomocí definovaných bodů, které jsou propojeny se zařízeními v reálném světě. To znamená, že servisní technici se mohou v závodě snadno orientovat.“
Eberle: Věříme, že AI bude nadále zvyšovat standardy kvality výrobních závodů a výrobní procesy bude činit flexibilnějšími a nákladově efektivnějšími. Simulace je již klíčovou součástí digitálního dvojčete. Díky neustálé výměně informací mezi reálnou výrobou a její digitální reprezentací můžeme pokračovat ve zdokonalování digitálního dvojčete a uzavřít znalostní smyčku mezi skutečným a virtuálním světem. V naší AI laboratoři, kterou jsme otevřeli v roce 2017, se touto oblastí velmi intenzivně zabýváme. Pracujeme například na tom, abychom zmíněného digitálního asistenta mohli uvést na trh.
Urbas: Zní to velmi zajímavě. AI vyvolává spoustu fascinujících otázek také z vědeckého hlediska. V rámci interdisciplinárního postgraduálního výzkumného programu při DFG například zkoumáme, jaké dovednosti musí mít operátoři pracující s inteligentními zařízeními. Zabýváme se rovněž tím, jak navrhnout vysoce automatizované systémy, aby lidé odpovědní za bezpečnost provozu a kvalitu výroby dokázali rozumět a analyzovat návrhy učiněné systémem AI.
„Společně se strategickým partnerem Bentley Systems nabízíme cloudový systém PlantSight, který umožňuje vytvářet digitální dvojčata systémů, které jsou v současné době v provozu. Jedná se o synchronizaci skutečného zařízení s přidruženými technickými údaji, aby se tak zajistil efektivnější výrobní provoz.“
Eberle: Otevřenost je klíčovým tématem pro současné i budoucí systémy. Pracujeme na tomto úkolu coby členové několika výborů, například v NAMUR (User Association of Automation Technology in Process Industries). Pomocí přístupů, jako je Namur Open Architecture (NOA), již spolupracujeme s partnerskými subjekty na vytváření přidané hodnoty prostřednictvím našeho cloudového otevřeného operačního systému IoT MindSphere. Společně se strategickým partnerem Bentley Systems nabízíme cloudový systém PlantSight, který umožňuje vytvářet digitální dvojčata systémů, které jsou v současné době v provozu. Jedná se o synchronizaci skutečného zařízení s přidruženými technickými údaji, aby se tak zajistil efektivnější výrobní provoz. Čerpáním z celé řady zdrojů dat se tak generuje komplexní digitální kontext pro příslušné digitální komponenty.
Urbas: Praktické aplikace, jako jsou tyto, ukazují potenciál systémů řízení procesů. Je potěšující, že průmysl konečně řeší jeden z klíčových prvků digitální transformace – dostupnost dat pro další obchodní procesy – tím, že požaduje, aby byly starší systémy otevřené a aby byly interoperabilní. NOA, řízená uživateli organizovanými v rámci NAMUR, či standard O-PAS, který iniciovala The Open Group, jsou dokladem významného inovačního příspěvku, jehož lze dosáhnout otevřením distribuovaných řídicích systémů. Musíme však také řešit odpovědné nakládání s daty z průmyslové výroby i provozu, a to po celou dobu životního cyklu, s ohledem na jejich využití, ukládání a distribuci. Z hlediska IT bezpečnosti tak bude význam profesionálně provozovaných datových center nadále jen růst. Bez ohledu na to, s jakým entusiasmem nahlížím na moderní technologie, jsou tyto technologie především prostředkem k dosažení nějakého cíle. Pokud v řídicím centru budoucnosti budou pomáhat v přístupu k průmyslovým systémům a jejich digitálním dvojčatům a tento přístup bude snadno naučitelný, dostatečně robustní, bude uspokojovat esteticky a možná dokonce bude podobný nějaké dětské hře, bude význam těchto technologií potvrzen.
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.
