Przejdź do głównej zawartości

Plug-and-Produce jest kluczem do inteligentnej fabryki przyszłości - część 1

Andreas Dreher

Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT) rewolucjonizuje sposób, w jaki odbywa się produkcja, łącząc więcej inteligentnych urządzeń i udostępniając informacje, które produkują, aby ulepszyć istniejące modele biznesowe i umożliwić nowe. Nigdzie nie jest to bardziej widoczne niż na arenie przemysłowej, gdzie eksperci szacują wpływ ekonomiczny IIoT na 11,1 biliona dolarów do roku 20251.

Podstawą tej transformacji jest sieć obiektów fizycznych - czujników, siłowników, maszyn, sterowników - które są wbudowane w elektronikę, oprogramowanie, czujniki i łączność sieciową w celu gromadzenia i wymiany danych. I tak jak zmienia się technologia, tak samo dzieje się z procesami jej używania.


Na przykład wzrasta oczekiwanie, że produkt sieciowy lub produkt automatyzacji może być po prostu podłączony i uruchomiony - i zadziała. Kiedy jest to stosowane w procesie automatyzacji przemysłowej, nazywa się "podłącz i produkuj (plug-and-produce)".

W ramach naszej podróży edukacyjnej po IIoT przyjrzyjmy się zagadnieniu "plug-and-produce" i jego potencjałowi dla zastosowań przemysłowych.

Co to jest Plug-and-Produce i jakie trendy w przemysłowym Internecie go napędzają?
Termin "plug-and-play" oznacza oczekiwanie łatwości użytkowania i niezawodnej pracy. Produkt typu plug-and-play, jak sama nazwa wskazuje, można po prostu podłączyć i uruchomić - i zadziała. Praktyczne rozszerzenie produktów typu "plug-and-play" po zastosowaniu w automatyce przemysłowej ustąpiło nowemu terminowi: „plug-and-produce”.

Plug-and-produce oferuje praktyczne rozwiązanie problemów rosnącej konkurencji na globalnym rynku, co wymaga elastyczności, a także wyższej wydajności zasobów i energii w sposobie produkcji towarów. Ponieważ firmy starają się wprowadzać produkty na rynek szybciej i taniej, potrzebne są proste rozwiązania umożliwiające natychmiastowe wdrożenie - bez użycia specjalnych narzędzi lub wysoko wykwalifikowanych inżynierów lub elektryków.

W inteligentnej fabryce jutra maszyny, linie produkcyjne i systemy przechowywania będą współpracować w ramach sieci złożonej z systemów cyber-fizycznych (CPS). Systemy te są w stanie autonomicznie wymieniać informacje, uruchamiać działania i kontrolować siebie nawzajem.


Nawet komponenty, które później stają się częścią samego produktu końcowego, mogą przenosić informacje poprzez komunikowanie się z maszynami i operatorami oraz wymianę rzeczywistych danych o stanie. Dane analizy i informacje o komponentach, maszynach i procesach mogą wyzwalać działania zapobiegające awariom. Spontaniczne tworzenie sieci kontaktów między ludźmi, maszynami i komponentami dzięki infrastrukturze typu plug-and-produce przyczyni się w przyszłości do powstania bardziej elastycznych i odpornych fabryk2.

Dążenie do rentownego wytwarzania niedrogich produktów spełniających wymagania klientów napędza systemy automatyki przemysłowej w kierunku:
·    Rozproszonej kontroli i zdecentralizowanemu podejmowaniu decyzji
·    Ponownego rysowania klasycznej piramidy automatyki takiej, że około 80% dyskretnej kontroli jest przenoszone na poziom pola
·    Modularnego, skalowalnego rozwiązania
·    Krótszego, bardziej elastycznego cyklu produkcyjnego
·    Miniaturyzacji sprzętu i mniejszych linii produkcyjnych
·    Równoległej komunikacji danych procesowych z danymi diagnostycznymi i monitorującymi stan bez wpływu na standardowe procesy

Komponenty typu "plug-and-produce" spełniają te wymagania, pozwalając inteligencji obliczeniowej linii na pozostawanie w jednostce narzędziowej, a nie na komputerze centralnym.

Jakie są kluczowe zalety Plug-and-Produce dla Inteligentnej Fabryki?
Koncepcja plug-and-produce pozwala korzystać z dyskretnych zastosowań automatyki przemysłowej, jak opisano poniżej.

1. Szybka, łatwa i intuicyjna instalacja i konserwacja
Sama natura systemu plug-and-produce jest prosta - elementy sieciowe i łącznościowe systemu po prostu podłączają się do siebie i działają natychmiast. Instalacja przebiega szybko, a uszkodzoną część można łatwo odłączyć i wymienić w ciągu kilku sekund.

2. Dynamiczna infrastruktura
Połączone produkty typu plug-and-play stanowią podstawę dynamicznej i elastycznej infrastruktury.

3. Zbudowany na standardach
Ta podstawa elastycznej i przyszłościowej infrastruktury opiera się na standardowych - nie zastrzeżonych - rozwiązaniach. W rezultacie produkty typu "plug-and-produce" szybciej przechodzą iteracje, stale stają się lepsze i szybsze.

4. Konsolidacja urządzeń
Urządzenia zaprojektowane do użytku globalnego z wieloma regionalnymi potrzebami lub specyfikacjami zmniejszają całkowitą liczbę zapasów potrzebnych producentom maszyn. Zamiast kupować więcej urządzeń lub rekonfigurować już istniejące, te same urządzenia mogą być używane w różnych krajach, zmniejszając koszty i złożoność.

5. Wstępne dane diagnostyczne
Wreszcie, ponieważ te produkty są specjalnie zaprojektowane do dostarczania danych przeddecyzyjnych, które obejmują warunki monitorowania i identyfikację błędów, mogą zwiększyć wydajność i wydłużyć czas działania, co z kolei przyniesie dodatkowe oszczędności.

Jakie są przykłady zastosowań Plug-and-Produce w IIoT?
Podstawowy przykład architektury "plug-and-produce" w pracy można zilustrować za pomocą przenośnika sortującego.

Jak powszechnie wiadomo w bieżących operacjach, centralny PLC komunikuje się z przenośnikiem, aby określić, jak kierować częścią w zależności od zaprogramowanych odpowiedzi i informacji zwrotnej z czujników. Ta konfiguracja przenośnika może zostać powtórzona z kilkoma podobnymi stacjami na całej długości linii sortującej, co wymagałoby setek metrów okablowania w celu połączenia całego systemu.


Jednak w przypadku wtyczek typu plug-and-produce użycie rozproszonych jednostek sterujących (DCU) może zautomatyzować proces - lub, jeśli wymagana jest praca w sieci, konsolidacja czujników może zmniejszyć długość wymaganego okablowania.

Inne praktyczne zastosowania plug-and-produce to:
·    Ramiona robotów na linii produkcyjnej wyposażone w kable plug-and-play łączące przesyłanie danych i zasilanie.
·    Zmieniacze narzędzi dla urządzeń potrzebnych do zastosowań automatyki przemysłowej sterowane za pomocą produktów typu "plug-and-products", zmniejszających obciążenie scentralizowanego sterownika PLC.
·    Czujniki wysokiego poziomu współpracujące z Ethernetem, umożliwiające kolejną możliwość konsolidacji. Ponieważ te czujniki nie potrzebują już standardowego modułu I/O, przełącznik Ethernet może działać jako de facto moduł I/O, aby umożliwić pracę czujników.

Produkty Plug-and-Produce wspierają wizję inteligentnej fabryki przyszłości
Produkty typu "plug-and-produce" zapewniają elastyczność, modułowość i kontrolę poziomu podstawowego potrzebną do wyposażenia inteligentnej fabryki jutra. W dalszych artykułach na ten temat omówię, jak zaprojektować rozwiązania na tym poziomie, jak rozwijają się Jednostki Sterowania Rozproszonego (DCU) i przedstawię przegląd rozwiązań Belden w tej dziedzinie.

Jeśli chcesz od razu uzyskać więcej informacji na temat plug-and-produce, zapoznaj się z tym dokumentem.

Czy używasz już teraz jakichkolwiek rozwiązań plug-and-produce? Czy umożliwiają one elastyczną produkcję? Czekam na wiadomość od Ciebie!

1Odblokowanie potencjału IoT, czerwiec 2015, McKinsey.
2Zalecenia dotyczące wdrożenia inicjatywy strategicznej INDUSTRIE 4.0, kwiecień 2013, Acatech (Niemiecka Narodowa Akademia Nauk i Inżynierii)

Jeśli masz jakiekolwiek pytania, wątpliwości czy uwagi, zapraszamy do kontaktu! Jesteśmy do dyspozycji od poniedziałku do piątku w godz. 8:00 – 16:00.
Tel: +48 32 256 25 33
E-mail: info@pf-electronic.pl

Komentarze

Popularne posty z tego bloga

TSN: Wielki krok naprzód w ewolucji Ethernetu ... i tu już dziś

Dr Oliver Kleineberg
Ethernet od prawie trzydziestu lat służy operatorom sieci i podczas gdy na przestrzeni lat bardzo się rozwinął, to najbardziej „rewolucyjny” skok ewolucyjny pojawia się dokładnie w tej chwili. Nowe ulepszenie technologii nosi nazwę "Time-Sensitive Networking (TSN)". Mimo że jego potężne funkcje zwiększające wartość są nadal sprawdzane (bardzo skutecznie!) w sieciach testowych i demonstracyjnych, operatorzy sieci w rzeczywistości mogą zacząć korzystać z tej technologii od razu.

Lubię myśleć o TSN jako "Ethernet Plus", ponieważ jest to nie tyle "nowy" protokół, co wzmocnienie Ethernetu. TSN stoi na barkach czegoś bardzo skutecznego i udanego, a czyni go jeszcze lepszym.
Połącz odmienne sieci w jedno - z gwarancjami dostawy i pełną interoperacyjnością Kluczową wartością - którą dodaje TSN do zastosowań przemysłowych, jest zdolność do ujednolicania sieci, które były z konieczności oddzielne w przeszłości, dzięki czemu użytkownicy mogą cieszyć…

Wskazówki dotyczące prawidłowego podłączenia kabla VFD

Peter Cox
Ilość napędów o zmiennej częstotliwości we współczesnych obiektach przemysłowych znacznie zwiększyła się w ostatnich latach. Nic dziwnego - regulując prędkość i napięcie silnika, aby sprostać zmieniającemu się w czasie rzeczywistym zapotrzebowaniu procesowemu, VFD pomagają zapewnić cenne korzyści, takie jak zwiększona energooszczędność, dokładniejsza kontrola procesu i mniejsze zużycie kosztownych urządzeń. Niestety, korzystanie z VFD nie zawsze jest tak proste, jak po prostu podłączenie urządzenia do sieci.
Aby dowiedzieć się więcej o zaletach kabla VFD, pobierz nasz bezpłatny raport "The Case for VFD Cable to Achieve System Reliability and Safety".

Podłączenie kabla VFD nie jest tym samym co podłączenie standardowego kabla. Istnieje wiele mylnych informacji i nieporozumień związanych z tym faktem i, świadomie lub nieświadomie, często użytkownicy idą na "skróty" w procesie instalacji. A to może spowodować poważne problemy w Twojej działalności. Oto kilka ws…

Pytania dotyczące wdrażania Industrial IoT? IIC ma odpowiedzi.

Jeff Lund
Industrial Internet Consortium (IIC) to globalna organizacja działająca na rzecz przyspieszenia pomyślnego wdrażania narzędzi Industrial Internet of Things (IIoT) w organizacjach wszelkiego rodzaju. Została założona w marcu 2014 r. na podstawie porozumienia między AT&T, Cisco, General Electric, IBM i Intel i obecnie ma ponad 260 członków zlokalizowanych w 30 krajach, a setki innych, nie będących członkami, korzysta z jego zasobów.
Według organizacji, jej misja polega na "dostarczaniu godnego zaufania IIoT, w którym systemy i urządzenia na świecie są bezpiecznie połączone i kontrolowane, aby zapewnić transformacyjne wyniki". Inny opis stwierdza, że ​​"IIC to otwarta, neutralna ‘piaskownica’, w której przemysł, środowisko akademickie i rząd spotykają się, by współpracować, wprowadzać innowacje i stwarzać odpowiednie warunki." Oba opisy są moim zdaniem bardzo trafne. Korzyści, które zapewnia IIC, są ogromne - organizacja zauważa, że ​​chociaż Internet przem…