tec News25 Integrated Industry Jak produkty będą sterować produkcją w przyszłości. Robert Harting "To sprawa umysłu"

Transkrypt

1 tec News25 HARTING's Technology Newsletter Artykuł gościnny: Prof. Dr. Nils Aschenbruck Bezpieczeństwo i ochrona w Industry 4.0 Wywiad: Robert Harting "To sprawa umysłu" Artykuł gościnny: Stefan Hoppe Współdziałanie sieci od RFID do MES/ERP i do "chmury" Integrated Industry Jak produkty będą sterować produkcją w przyszłości.

2 2 Nowe idee Myślimy o przyszłości

3 Czwarta rewolucja przemysłowa wymaga odwagi Czwarta rewolucja przemysłowa rozpoczęła się od produktów, które same kontrolują swoją produkcję. Technologia RFID okazała się wiodącym aspektem automatyzacji, zmieniając system produkcji od scentralizowanego do związanego z samymi produktami. Ten krok wymagał nowych pomysłów i nieznanych dotąd koncepcji - oraz takich firm, jak HARTING, które łączą w sobie wiedzę i odwagę.» Philip Harting, Senior Vice President Connectivity & Networks Drodzy Klienci i Partnerzy Biznesowi, Silnik parowy reprezentuje symbolicznie pierwszą rewolucję przemysłową, linia montażowa drugą, a elektroniczne sterowanie trzecią. Ale co reprezentuje czwartą rewolucję przemysłową? Dla mnie, sam produkt, ponieważ przyszłe produkty będą kontrolować swoją własną produkcję - i aby tak się stało, produkty będą zależały od fizycznych systemów cybernetycznych (CPS). Dla wielu, CPS nie jest niczym nowym, stanowi jedynie przejaw decentralizacji którą rozpoczęto około 20 lat temu, doprowadzając do powstania modułów funkcjonalnych. Dwie dekady później zaoferowano większą moc obliczeniową, więcej czujników, więcej oprogramowania i wyższą inteligencję! Czy to naprawdę można nazwać rewolucją? Czyż nie jest to raczej ewolucja? Patrząc tylko na CPS, można uznać, że mamy do czynienia tylko z ewolucją. Ale szersze spojrzenie nie pozostawia wątpliwości, że jesteśmy tutaj świadkami rewolucji, bo sam produkt informuje CPS co ma robić. W związku z tym, CPS nie jest jedynie zdecentralizowanym urządzeniem automatyki w systemie scentralizowanym w inny sposób. CPS działa autonomicznie, niemal w pełni dojrzale i oferuje usługi, które w sumie sprawiają, że proces produkcji jest bardziej elastyczny i wydajny. W tym kontekście fakt, że kluczowe technologie, takie jak RFID, Ethernet, SoA (Service oriented Architecture) oraz OPC-UA (OLE dla Process Control Unified Architecture) już istnieją, jest bardzo korzystny. Technologie te sprzyjają dalszemu rozwojowi, przy czym same mogą być wykorzystane w pierwszej kolejności. Ale w rzeczywistości to, na czym stoimy dzisiaj, jest punktem zwrotnym - innymi słowy - przejściem do powszechnego stosowania tych technologii w przemyśle, co z pewnością nastąpi szybko. Mimo opracowania nowych rozwiązań, dzisiaj wymagana jest jeszcze jedna i najważniejsza rzecz: odwaga. Mam nadzieję, że chętne zagłębią się Państwo w świat przyszłości. 3

4 08 12 Bezpieczeństwo i ochrona w Industry 4.0 OPC-UA + RFID = Industry 4.0 Spis treści Strategia Rozwiązania 03 Artykuł redakcyjny Czwarta rewolucja przemysłowa wymaga odwagi 06 Jak HARTING tworzy przemysł zintegrowany? Przemysł zintegrowany jako wizja firmy HARTING 08 Artykuł gościnny Prof. Dr. Nils Aschenbruck Bezpieczeństwo w Industry Artykuł gościnny Stefan Hoppe 12 OPC-UA + RFID = Industry 4.0 Przemysłowa wersja Plug & Play już jest dostępna 14 Technologie inteligentne, czyli UHF RFID: Złącza i wiązki kablowe HARTING mogą być wyposażane w transpondery UHF RFID 23 Rozwój zastosowań złączy Han-Eco HARTING Technology Group zwiększa swoje portfolio złączy Han-Eco 30 Przemysłowe systemy okablowania - kręgosłup przemysłu zintegrowanego HARTING oferuje kompletny system okablowania strukturalnego 33 Nowe rozwiązania. Nowe możliwości. HARTING Technology Group rozwija możliwości zastosowań technologii Ha-VIS prelink 36 Radykalna miniaturyzacja połączeń z obwodami drukowanymi Złącze har-flexicon dostępne w podziałkach 1,27mm i 2,54 mm Współdziałanie sieci: od RFID do MES/ERP i do "chmury" 20 Modularyzacja i specjalizacja w budowie maszyn Różnorodność produktów jako element strategii firmy HARTING 4

5 16 34 Transpondery RFID w zastosowaniach zewnętrznych Inteligentne akumulowanie energii w elektrowniach fotowoltaicznych Zastosowania 16 Transpondery RFID w zastosowaniach zewnętrznych HARTING intensywnie pracuje nad rozwojem technologii RFID 18 Zarządzanie energią w przemyśle zintegrowanym HARTING opracował niezbędną architekturę systemu zarządzania 22 Han Q 4/0 i Han Q 3/0 w elektronice HARTING spełnia wymagania dla stosowania swoich złączy w przemyśle elektronicznym 24 Złącze Han-Fast Lock w akcji Demonstracje technologii połączeń oferowanych przez HARTING 26 Rezygnacja z okablowania w systemach bezpieczeństwa na kolei HARTING wyposaża pojazdy szynowe firmy Vossloh 32 Elastyczność w każdym położeniu HARTING wprowadza nowy standard złączy dla turbin wiatrowych 34 Inteligentne akumulowanie energii w fotowoltaicznych elektrowniach domowych Złącza har-flex jako niezawodny element sterowania akumulacją energii w domowych elektrowniach fotowoltacznych 37 Zastosowania na morzu Produkty HARTING dla statków oceanicznych 38 Han-Yellock na scenie Walory złącza Han-Yellock czynią je idealnym rozwiązaniem dla połączeń w urządzeniach estradowych 39 Złącza Han SEK w skrzynce rezystorowej Czeska firma MEATEST spol. s.r.o. wybrała złącza HARTING 40 Bezpieczeństwo i niezawodność robotów spawalniczych Złącza HARTING w robotach spawalniczych 41 Złącza HARTING w nowym pociągu turystycznym Przedsiębiorstwa kolejowe w zachodniej Japonii stosują produkty firmy HARTING W skrócie 42 "To sprawa umysłu" Wywiad z Robertem Hartingiem Mistrz Europy i olimpijski mistrz świata w rzucie dyskiem oraz sportowiec roku Kalendarz targów 43 Szczegóły publikacji 5

6 tec.news 25: Strategia Czym naprawdę jest przemysł zintegrowany? 6

7 tec.news 25: Strategia Jak HARTING tworzy przemysł zintegrowany? Przemysł zintegrowany obejmuje interakcję wielu komponentów i systemów, od prostych czujników RFID i całą drogę do MES i ERP, w celu łączenia systemów metodą "plug & work" i zapewnienia interoperacyjności, również w obliczu szybko zmieniających się wymagań. Przemysł zintegrowany jest celem czwartej rewolucji przemysłowej - HARTING aktywnie kształtuje ten przyszłościowy kierunek.» Claus Hilger, Director of HARTING IT System Integration GmbH & Co. KG, HARTING Technology Group, Claus.Hilger@HARTING.com» Dr. Jan Regtmeier, Product Manager RFID Reader, HARTING Technology Group, Jan.Regtmeier@HARTING.com Przemysł zintegrowany jest wizją firmy Harting zmierzającej do "kształtowania przyszłości technologicznej dla ludzi". Przemysł zintegrowany zaczyna już istnieć. Nie jest problemem brak technologii i standardów - rozwój jest generowany przez wzrost skomplikowania integracji różnych systemów i komponentów. Natomiast niewystarczające wykorzystanie istniejących standardów odgrywa dość znaczącą rolę. Obecnie, HARTING jest na dobrze sprawdzonym, swoim kursie: konsekwentne stosowanie i ustanawianie norm, tworzenie dobrych i zrównoważonych produktów oraz oferowanie kompletnych rozwiązań dla klientów jest już od dawna realizowane. W rezultacie, przemysł zintegrowany okazuje się nie tylko modą, ale nabiera realnego kształtu w świecie rzeczywistym - jak mówimy - dzięki innowacyjnemu i pragmatycznemu podejściu. Podejście to łączy w sobie: RFID (Radio Frequency Identification) - technologię umożliwiającą identyfikację produktów Wbudowane urządzenia oferujące możliwość rejestrowania wyników pomiarów i podejmowania prostych decyzji, także na poziomie miejsca zainstalowania Środki programowo-sprzętowe całkowicie wypełniające lukę pomiędzy sprzętem a oprogramowaniem Architekturę zorientowaną na usługi oferującą klientom długoterminową minimalizację kosztów Konsekwentne stosowanie standardów zapewniające klientom firmy Harting przyszłościowe rozwiązania (np. GS1 EPCglobal, OPC-UA i quasi-standardy, takie jak SAP Auto-ID Infrastructure (AII)) Integrację systemu zaprojektowaną tak, aby zapewnić klientom kompleksowe rozwiązania Auto-ID realizowane "pod klucz" Wszechstronne rozwiązania Rozwiązania dla wielu różnych obszarów wynikające z tego szerokiego spektrum, to: Produkcja i śledzenie zasobów: rozwiązania HARTING ekanban i HARTING Smart Factory działają razem i wyraźnie pokazują, że produkcja bez dokumentacji papierowej ma przyszłość - produkty same kontrolują swój proces produkcji, co stanowi element systemu SAP. Prewencyjna konserwacja i monitoring w istniejących warunkach: RFID jako pamięć produktu, wraz z możliwością podłączenia czujników, oferuje perspektywę realizowania aktywnej konserwacji. Cała historia, np. informacje o narzędziach do formowania wtryskowego, daje przejrzysty obraz i pozwala przewidzieć wszystkie potrzeby związane z konserwacją, co minimalizuje czas przestojów. Zarządzanie konfiguracją - kompleksowe systemy, takie jak maszyny składające się z dużej ilości poszczególnych modułów, które są łączone w procesie zarządzania konfiguracjami. W pełni zintegrowane mobilne rozwiązania z jednej strony, a z drugiej połączenia z systemami MES / ERP, są skutecznym rozwiązaniem. Nowy kurs jest już sukcesywnie realizowany: od analizy procesów, aż do łączności SAP, wszystko jest oferowane z jednego źródła. Dziś zintegrowane rozwiązania przemysłowe firmy Harting z powodzeniem wykorzystywane są przez klientów, a także w naszej własnej działalności produkcyjnej. Bieżące projekty Obecnie istnieją dwa kierunki, w których firma HARTING działa bardzo aktywnie, angażując się w tworzenie koncepcji i projektowanie. Takie projekty hardware'owe, jak Raspberry Pi uruchomiły niewyobrażalny potencjał. Nowe kierunki badane są w połączeniu z OPC-UA, standardem komunikacji M2M i interoperacyjności. Jeśli zainteresowani są Państwo tymi rozwiązaniami lub chcieliby oceniać i realizować własne pomysły razem z nami - jesteśmy gotowi do współpracy. 7

8 tec.news 25: Strategia Bezpieczeństwo i ochrona w Industry 4.0 Industry 4.0 i produkcyjne systemy cyber-fizyczne (CPPS) oferują ogromne możliwości w zastosowaniach wewnętrznych, jak również i sieciowych. Jednocześnie, sieci pociągają za sobą nowe wyzwania w zakresie bezpieczeństwa operacyjnego, a także bezpieczeństwa IT. Nasz artykuł gościnny:» Prof. Dr. Nils Aschenbruck Dr. Nils Aschenbruck, profesor ds. "Distributed Systems" w Instytucie Informatyki na Uniwersytecie w Osnabruck. Inteligentna Fabryka (Smart Factory) jest kluczowym elementem Industry 4.0. Ten cyber-fizyczny system produkcji (CPPS), wyposażony w liczne czujniki i siłowniki, umożliwia sprawne, adaptacyjne procesy wytwarzania. Rozwój Industry 4.0 idzie w parze z doskonaleniem komunikacji. Tam, gdzie w zakresie Industry 4.0 systemy sterowania przemysłowego zostały po raz pierwszy zespolone z siecią korporacyjną (intranet), róż- ne inteligentne fabryki zostały tym samym połączone w sieć przedsiębiorstw w ramach łańcucha wartości (value chain). Zarówno sieci wewnętrzne, jak i międzykorporacyjne, stwarzają różne istotne wyzwania związane z bezpieczeństwem, których podjęcie jest jednym z warunków sukcesu. Generalnie rozróżnia się bezpieczeństwo IT i bezpieczeństwo operacyjne. Obszar bezpieczeństwa operacyjnego z jego wymaganiami bezpieczeństwa funkcjonalnego i niezawodności, jest klasycznie związany automatyką. Połączenia sieciowe instalacji są źródłem nowych wyzwań dla utrzymania niezawodności i odporności systemu. Na przykład, należy zapewnić transmisję ramek automatyki w czasie rzeczywistym, bez szkodliwych opóźnień. Problem ten można rozwiązać m. in. przez 8

9 tec.news 25: Strategia stosowanie priorytetów. W wielu sytuacjach, problem pojawia się, gdy bezpieczeństwo operacyjne jest zagrożone przez niski poziom bezpieczeństwa IT. Atak hakerów może na przykład sfałszować sygnały czujników i tym samym obejść mechanizmy i procedury istotne dla bezpieczeństwa operacyjnego. Jakie informacje wewętrzne są wysyłane, do kogo i dlaczego? W obszarze bezpieczeństwa IT, architektura zabezpieczeń, prawa dostępu oraz zakres odpowiedzialności ma zapewnić poufność, integralność i autentyczność przekazywanych danych. Dla sieci miejscowych, prawa dostępu i zakres odpowiedzialności można zazwyczaj określić stosunkowo jasno. Jednakże, należy położyć nacisk na odpowiednią architekturę bezpieczeństwa miejscowych, jak również międzyprzemysłowych systemów sterowania i konwencjonalnej sieci IT. W przypadku sieci łączącej różne obiekty, miejsca i firmy - co jest niezbędne dla uzyskania korzyści z systemu Industry bezpieczeństwo IT będzie kluczowym wyzwaniem. Ostatecznie oznacza to, że wszelkie problemy z bezpieczeństwem IT w poszczegól- nych obiektach, miejscach i firmach będą dotyczyć wszystkich zaangażowanych. W takich przypadkach, prawa dostępu Każdy indywidualny problem z bezpieczeństwem IT jest problemem wszystkich. i odpowiedzialności muszą być zdefiniowane, a architektury bezpieczeństwa opracowane tak, aby obejmowały wszystkie obiekty, lokalizacje i firmy. Wspólne, otwarte sieci - wymagane w kontekście systemów cyber-fizycznych produkcji i w obrębie Industry muszą być wyposażone w zabezpieczenia o współpracujących ze sobą architekturach. W skrócie Sieć komunikacyjna jest nieodłączną częścią Industry 4.0 Tworzy to szczególne wyzwania dla bezpieczeństwa IT Rozwiązaniem są współpracujące architektury zabezpieczeń 9

10 tec.news 25: Strategia Współdziałanie różnych sieci Od RFID do MES/ERP i do "chmury" Co łączy firmy HARTING i Beckhoff? Obie są rodzinnymi przedsiębiorstwami ze Wschodniej Westfalii. A co łączy ich produkty? Nasz artykuł gościnny:» Stefan Hoppe Stefan Hoppe, Prezes OPC Europe (Product Manager TwinCAT w Beckhoff) Serwer OPC? Musi to oznaczać starą technologię normalizacji umożliwiającą wymianę danych między wizualizacją a sterownikiem PLC. A interoperacyjność (współpraca między sieciami) jest w zasadzie tylko sloganem reklamowym. Tak samo jak "otwartość" i "modularność", które każdy oferuje. rzystaniem usługi internetowej w takim, czy innym punkcie. Ten model zasadniczo opiera się na założeniu, że w zakresie komunikacji czytnik RFID lub sterownik PLC są "głupi" i zawsze jedynie odpowiadają na żądania "z góry". Wyższy poziom jest zawsze klientem i inicjuje żądanie danych - dolna warstwa jest zawsze serwerem i uprzejmie odpowiada. To tylko sen? Snem jest to, że wszystkie urządzenia i usługi mogą komunikować się ze sobą niezależnie - niezależnie od danego producenta, systemu operacyjnego, hierarchii i topologii. Funkcjonalność oferowana przez urządzenia powinna być czytelna - ale nie dla wszystkich - bezpieczeństwo musi być zapewnione bezpośrednio w urządzeniu wraz z uwierzytelnianiem i szyfrowaniem. A w przypadku awarii łącza danych, dane nie powinny być utracone, ale automatycznie buforowane przez określony czas. Rzeczywistość! W rzeczywistości, wszystkie te życzenia już się spełniły: interoperacyjność oparta Jeśli mentalnie zgadzasz się z tym wstępem, to znaczy, że jesteś ze "starej szkoły", według której piramida automatyki składa się z bardzo wyraźnie oddzielonych warstw, w których urządzenia w terenie, czujniki i siłowniki są podłączone do kontrolera w sposób elektryczny przez RS232 lub USB. Sterownik przetwarza te sygnały na dane i przekazuje je do wyższych poziomów sterowania i dalej, aż wszystko skończy się na poziomie MES-ERP z wykona OPC-Unified Architecture jest kluczowa tak długo, jak długo nie występują rygorystyczne wymagania odnośnie czasu rzeczywistego. Kilka przykładów: Instytut Fraunhofer w Lemgo odciążył serwer UA do 10kb (footprint) w celu włączenia go do najmniej absorbujących czujników. Beckhoff osadził serwer OPC-UA w najmniejszym wbudowanym sterowniku PLC, a także zapisał międzynarodowy blok funkcjonalny UA w otwartej organizacji sterownika PLC. HARTING zdawał sobie sprawę z potencjału serwera OPC-UA od samego początku i zintegrował go ze swoim czytnikiem RFID. Ale ci dwaj rezydenci landu Wschodniej Westfalii nie są osamotnieni: SAP oferuje serwer OPC-UA w swoich produktach MES - to samo robią ABB, Siemens oraz inne firmy na świecie. Tak więc nie ma wątpliwości: serwer OPC-UA zapewnia bezproblemową łączność od najbardziej kompaktowych czujników aż po działanie "w chmurze". Znacznie ważniejsze jest jednak coś innego: klient UA w czytniku RFID umoż- 10

11 tec.news 25: Strategia Veronika Schmidt-Lutz, Product Owner Manufacturing SAP AG "Serwer OPC-UA zapewnia niezależną od platformy, szybką i bezpieczną komunikację między systemem SAP a poziomem w terenie nawet dla najmniejszych urządzeń wbudowanych." liwia niezależne nawiązywanie łączności i transmisję danych bezpośrednio do systemu MES bez sterownika PLC. Czy to jest piramida? Zdecydowanie nie - współpracując z serwerem OPC-UA, każde urządzenie może wymieniać informacje z innymi urządzeniami niezależnie od tego, czy działa w terenie, czy "w chmurze". W rezultacie, otrzymuje się inteligentne rozwiązanie - bezpośrednio z czytnika HARTING RFID, przez wszystkie etapy, aż do SAP - to już jest rzeczywistość. Należy to rozpowszechnić! P.S. Niemniej jednak, sterowniki PLC są nadal przydatne! W skrócie Serwer OPC-UA zapewnia: bezproblemową komunikację łatwy montaż zintegrowane zabezpieczenia według międzynarodowych standardów Klasyczna piramida - górna warstwa inicjuje działania, dolna warstwa odpowiada 11

12 tec.news 25: Rozwiązania OPC-UA + RFID = Industry 4.0 Plug & Work - wersja przemysłowa systemu Plug & Play - jest teraz w zasięgu ręki. Opracowany przez HARTING prototyp serwera OPC-UA do komunikacji z czytnikami RFID pokazuje po raz pierwszy, jak łatwo można będzie w przyszłości tworzyć integrację w obrębie Industry 4.0.» Dr. Jan Regtmeier, Product Manager RFID Reader, HARTING Technology Group, Jan.Regtmeier@HARTING.com Obecnie, opatentowane protokoły i specjalne sterowniki czynią integrację w świecie automatyki dość uciążliwą. Jest to przeszkodą w rozwoju Industry 4.0 ze względu na koszty i pracochłonność. Jako kanał komunikacyjny, serwer OPC-UA oferuje - bez problemów ze sterownikami - zdolność do realizowania komunikacji między np. czytnikiem RFID, sterownikiem PLC i aplikacjami (machine-to-machine, M2M), od "shop floor" (czujnik, PLC) aż do "top floor" (SAP). Oto główne korzyści ze stosowania serwera OPC-UA : Obniżenie kosztów integracji przez wdrażanie architektury wspólnej umożliwiającej dostęp do informacji Szyfrowanie / bezpieczeństwo / certyfikaty: dostęp poprzez firewall i Internet Niezależność od platformy (Linux, Windows XP Embedded, VxWorks, Mac, Windows 7) Architektura zorientowana na usługi Dostarczanie danych do serwera OPC-UA, np. dane z czytnika RFID, mogą być "przeglądane" przez klienta - inaczej mówiąc, klient nie musi wiedzieć a priori, co może zrobić serwer, ale może do niego wysłać zapytanie. HARTING opiera się na najlepszych tradycjach "łączności" oraz ustanowionych standardach. W związku z tym, serwer OPC-UA doskonale wpisuje się w strategię firmy HARTING: otwarty standard jest wykorzystywany do bezpiecznego i niezawodnego połączenia z jak najszerszą gamą systemów i urządzeń. Ponieważ HARTING wspiera integrację zastosowań Auto-ID w systemach SAP, to moduł SAP systemu SAP Plant Conectivity (PCo) jest bardzo interesujący. Jest to implementacja po stronie SAP klienta serwera OPC-UA. Bez dodatkowego oprogramowania, klient ten może teraz zapytywać czytnik RFID o dane, ponieważ czytnik RFID oferuje serwer OPC-UA (prototyp). Podobnie, sterownik PLC Beckhoff, za pomocą dostarczonego standardowego klienta OPC-UA, może pobierać i przetwarzać dane z czytnika RFID. Prowadzi to do szybkiej, prostej integracji, niezależnie od tego, czy dane RFID są potrzebne na poziomie PLC, czy SAP. Ta interoperacyjność, czyli prostota i jednoczesna elastyczność, osiągana jest poprzez architekturę SoA i serwer OPC-UA wraz Dzięki integracji prototypu serwera OPC-UA z czytnikiem RFID, HARTING pokazuje po raz pierwszy, jak łatwo będzie można w przyszłości realizować podobne integracje w ramach rozwoju Industry

13 tec.news 25: Rozwiązania z podstawowym modelem danych. Jednak jest jeszcze trochę do zrobienia w obszarze RFID. Do kodowania informacji w transponderze RFID wykorzystywany jest tzw. standard EPC - elektroniczny kod produktu. W przypadku, gdy klient chce użyć globalnie unikalnego numeru EPC, może on, podobnie jak w przypadku kodu kreskowego, zastrzec numer w GS1. Jednak różne czytniki RFID używają różnych zastrzeżonych protokołów do pobierania informacji z transpondera RFID. HARTING podejmuje pierwsze kroki dla rozwoju systemów GS1 i OPC, aby integrację RFID, poprzez serwer OPC-UA, uczynić jeszcze prostszą, szybszą i w rezultacie bardziej przyjazną dla klienta. Chcielibyśmy poznać Państwa pomysły! Prosimy o kontakt. 13

14 tec.news 25: Rozwiązania Technologie inteligentne, czyli UHF RFID Nowoczesne zakłady produkcyjne charakteryzują się modułową strukturą i zintegrowaniem w sieć. W związku z tym, złącza HARTING muszą być wprowadzone, skatalogowane i zidentyfikowane dla zapewnienia sprawnej konserwacji i eksploatacji. Mały komponent RFID UHF (Ultra High Frequency Radio Frequency Identification), produkowany przez HARTING Technology Group, łączy powstałe liczne i oddzielne zbiory danych w wysoce efektywnym procesie zarządzania.» Frank Quast, Head of Product Management Han, HARTING Technology Group, Frank.Quast@HARTING.com» Olaf Wilmsmeier, Product Manager Software, HARTING Technology Group, Olaf.Wilmsmeier@HARTING.com Złącza i wiązki kablowe HARTING mogą być wyposażone w transpondery UHF RFID przekazujące informacje i dane pochodzące z rzeczywistych elementów do świata wirtualnego. Na targach Hannover Messe 2013, HARTING Technology Group pokazał po raz pierwszy, jak przy pomocy widma UHF RFID można realizować identyfikację - od rozpoznawania konkretnych danych złącza, aż po zamawianie części zamiennych w sposób wygodny, szybki i niezawodny. Korzystając z urządzenia mobilnego, np. smartfona z zainstalowanym czytnikiem, parametry komponentu mogą być rejestrowane i porównywane z danymi w HARTING ebusiness. Natychmiast po identyfikacji, mogą być wyświetlane i przetwarzane dane o częściach zamiennych lub inne, powiązane z nimi wartości. Dzięki temu można znacznie skrócić czas i obniżyć koszty oraz uniknąć błędów, np. przy zamawianiu części do prac konserwacyjnych. Dzięki technologii RFID możemy rejestrować dane w bardziej efektywny sposób. Jednak koncepcja ta wymaga szczegółowej i odpowiedniej bazy danych, aby działanie systemu było niezawodne. Oprócz informacji o konfiguracji złącza, baza danych zapewnia również dostęp niezależnie od lokalizacji. W rezultacie, użytkownicy za pośrednictwem Internetu otrzymują szczegółowe dane dotyczące zidentyfikowanych obiektów. W tym przypadku, HARTING Technology Group wprowadził już rozwiązania SAP oparte na ebusiness, tworząc strumień obszernych informacji, który płynie bez- 14

15 tec.news 25: Rozwiązania pośrednio do użytkowników i operatorów. HARTING Technology Group opracował koncepcję niezawodnego i szybkiego dostępu do szczegółowych danych o produktach i urządzeniach, które mogą być wykorzystywane w biznesie i produkcji. Technologia RFID pozwala na wprowadzenie dalszych innowacji w zakresie specyficznych dla obiektu kolekcji i przechowywania danych. Tagi RFID mogą nie tylko jednoznacznie identyfikować obiekty - transpondery mogą zapisywać dodatkowe informacje, które da się odczytać i aktualizować w miarę potrzeb. Transpondery czujników mogą rejestrować dodatkowe dane bezpośrednio z obiektu i przechowywać je - np. wartości temperatury. Te dodatkowe dane, nagrane bezpośrednio z obiektu, umożliwiają m.in. rozpoznanie wadliwego działania maszyny, przyczyniając się tym samym do wzrostu bezpieczeństwa. Dzięki portfolio RFID UHF i odpowiedniemu oprogramowaniu, HARTING Technology Group może powiązać swoje znane złącza i wiązki kablowe ze strukturami baz danych biznesowych na całej drodze realizacji, aż do zamówienia części zamiennych - z pewnością jest to najkrótszy i najbardziej bezpieczny sposób zarządzania danymi i procesami. W skrócie Bezpieczny odczyt danych Wygodny dostęp do informacji przez sieć Bezpośrednie wykorzystanie danych w systemach zarządzania 15

16 16 tec.news 25: Zastosowania

17 tec.news 25: Zastosowania Transpondery RFID w zastosowaniach zewnętrznych Dostępność wydajnych i niezawodnych transponderów RFID oznacza, że istotne elementy kontroli procesu mogą być przesunięte do produktów, które mają być wytwarzane. Procesy przemysłowe stają się coraz bardziej inteligentne i elastyczne. Inżynierowie firmy HARTING intensywnie pracują nad dalszym rozwojem technologii RFID.» René Wermke, Product Manager RFID Transponder, HARTING Technology Group, Rene.Wermke@HARTING.com Zaawansowane dostosowanie produktów do indywidualnych potrzeb w połączeniu z żądaniem elastycznej produkcji seryjnej stanowią poważne wyzwanie dla branży. W Industry 4.0, automatyzacja będzie bardziej inteligentna. Metody autooptymalizacji, autokonfiguracji, autodiagnostyki i samoczynnego rozpoznawania są tu istotnymi aspektami rozwoju. Pracownicy produkcji będą otrzymywali znaczącą pomoc - jest to pilnie potrzebne w obliczu coraz bardziej złożonych procesów pracy i rosnących wymagań. W związku z tym, konieczne jest, aby elementy decydujące dla procesu posiadały własny identyfikator i miały zdolność do komunikacji. Chodzi o to, aby maszyny konfigurowały się samodzielnie. RFID jako czynnik łączący Tutaj, kluczową rolę przejmie technologia RFID. Zgodnie z tym podejściem, elementy są wyposażone w transponder RFID i udostępniają swoje szczegółowe dane, komunikując się z systemem sterowania na częstotliwościach radiowych. Głównym wyzwaniem jest obecnie doskonalenie zintegrowania transponderów w środowisku, w którym powierzchnie metalowe powodują odbicia. Urządzenia te muszą ponadto pracować w skrajnych warunkach otoczenia, przy dużych wahaniach temperatury oraz w środowiskach cieczy korozyjnych, takich jak środki do czyszczenia lub oleje. Myśląc o tym, HARTING stale rozwija i udoskonala portfolio Ha-VIS RFID. Wysoka niezawodność działania w ekstremalnych warunkach, to charakterystyczna właściwość transponderów HARTING Ha-VIS RFID. Muzyka przyszłości Jednak inżynierowie firmy HARTING idą jeszcze dalej: w uzupełnieniu identyfikacji poszczególnych komponentów, w przyszłości, pamięci rozszerzone wykorzystujące metodę "napisz raz funkcję" pozwolą transponderom HARTING RFID bezpiecznie i niezmiennie alokować treść pamięci do komponentu, a więc dołączać historię tego komponentu. Co więcej, najnowsze technologie chipowe mogą nawet stworzyć komponentom możliwość pomiaru i rejestracji parametrów otoczenia. Tak więc, na ostatnich targach Hanover Messe, HARTING rzetelnie wykazał, że komponenty wyposażone w transpondery HARTING mogą rejestrować i przekazywać wartości temperatury otoczenia. Jest to nowość w inteligentnych technologiach procesowych, w których system RFID umożliwia autooptymalizację, autokonfigurację i autodiagnozę części i komponentów. Ponieważ dane mogą być dynamiczne, to znaczy zmieniać się w czasie procesu, zapewniono możliwość przechowywania ich w pamięci, co jest koniecznym warunkiem autokonfiguracji. 17

18 tec.news 25: Zastosowania Zarządzanie energią w przemyśle zintegrowanym Dziś już, HARTING Technology Group oferuje system zarządzania energią, który zapewnia przejrzystość użytkowania energii i wykonuje analizę sprawności maszyn i urządzeń. Mimo to, istnieje potrzeba integracji danych o zużyciu energii dla wszystkich zastosowań związanych z procesem. Innymi słowy, zarządzanie energią powinno zostać włączone w ramy przemysłu zintegrowanego (Integrated Industry) - HARTING zaprojektował wymaganą do tego celu architekturę systemu.» Andreas Huhmann, Strategy Consultant Connectivity + Networks, HARTING Technology Group, Andreas.Huhmann@HARTING.com» John Witt, System Application Manager, HARTING Technology Group, John.Witt@HARTING.com Wprowadzając system automation IT, HARTING ustanowił konwergentną platformę ethernetową do wykorzystania w przemyśle. Jest ona oparta na potężnej infrastrukturze sieciowej, która spełnia specyficzne wymagania przemysłu. Oprócz dostosowania złączy i kabli, sama aktywna część infrastruktury musiała zostać wzmocniona funkcjonalnie. HARTING ma swój znaczący udział w rozwoju ethernetowych instrastruktur dla przemysłu. Rejestracja zużycia energii na poziomie procesowym, jako kolejna funkcja infrastruktury sieci Ethernet, jest kolejnym etapem rozwoju. System zarządzania energią firmy HARTING został już wdrożony w samej korporacji HARTING jako "smart Power Network Infrastructure" - składa się on z inteligentnych jednostek obejmujących sieci energetyczne (smart Power Network Units), potężnych środków programowo-sprzętowych i usług smart Power Service. smart Power Networks Units są częścią sieci Ethernet w obszarze produkcji i tworzą interfejs do liczników energii. Zainstalowano mierniki mocy, mierniki ciepła i przepływomierze do gazu - istniejące urządzenia zostały uzupełnione o odpowiednie interfejsy, np. Modbus, M-Bus lub licznik impulsów S0. W sumie, w zakładach HARTING zainstalowano 276 metrów sieci i 41 urządzeń spn. Wielkość tej infrastruktury jest zdecydowanie skromna: po analizie technicznej konfiguracji układu, odpowiednie punkty poboru energii zostały wyposażone w liczniki. Urządzenia spn zostały następnie połączone w sieć z serwerem i klientami w ramach istniejącej sieci Ethernet. Przejrzystość zużycia energii Zużycie energii w zakładach produkcyjnych firmy HARTING jest obecnie oceniane i wizualizowane za pomocą systemu zarządzania energią, który jest zgodny z normą DIN ISO system zawiera dokumentację dotyczącą danych oraz ich analizy. Kluczowe znaczenie ma jednak możliwość ustawienia procesu zarządzania obciążeniem poprzez zintegrowane wyjścia przełącznikowe lub opcjonalnie przez wysyłanie powiadomień. Dzięki temu możliwe jest ciągłe zwiększanie efektywności energetycznej w zakresie poboru, na poziomie przypisania do indywidualnych odbiorców lub producentów. Jednak na dzień dzisiejszy, typowe zarządzanie energią w przemyśle odbywa się w sposób indywidualny, bez automatycznej informacji zwrotnej w zakresie procesu produkcyjnego. Jeśli w ogóle wdrożono jakiekolwiek elementy zarządzania, to sam proces nie jest automatyczny. I obecnie Parametry podstawowe Zgodność z normą ISO Przejrzystość w odniesieniu do czasu, miejsca i celu użytkowania Optymalizacja w oparciu o procesy decyzyjne 18

19 tec.news 25: Zastosowania Sieć korporacyjna Serwery Baza danych Informacja zwrotna w procesie Impulsy SO Liczniki ciepła Liczniki energii el. Liczniki gazu Więcej Proces biznesowy tylko proste funkcje, takie jak sterowanie oświetleniem lub regulacja ciśnienie powietrza, mogą być automatyzowane. Zarządzanie energią jako podstawa przemysłu zintegrowanego Wdrożenie automatycznego systemu zarządzania energią ma duże znaczenie z punktu widzenia przemysłu zintegrowanego (Integrated Industry). Aby połączyć dane procesowe z aplikacjami biznesowymi, muszą być opracowane rozwiązania programowe, a takie technologie informatyczne, jak OPC-UA lub SoA muszą być wdrożone. Tylko bezproblemowa integracja doprowadzi do automatycznego zarządzania energią - zarządzanie to jest nieodłączną częścią wszystkich aplikacji mających wpływ na produkcję, jak chociażby MES, czy ERP, a to z kolei stanowi istotną podstawę dla zwiększenia wydajności. Parametry dodatkowe Przejrzystość aż do pojedynczego produktu (uwzględnienie emisji CO 2 ) Automatyczna ocena: - sprawności procesu produkcji (przyrostu efektywności) - procesu wytwarzania i dystrybucji energii 19

20 tec.news 25: Strategia Modularyzacja i specjalizacja w budowie maszyn Rozwój techniczny i ekonomiczny wymaga niezwykle elastycznych i łatwych do wykonania maszyn produkcyjnych. Istnieje zatem konieczność tworzenia systemów modułowych. HARTING zapewnia skalowalne rozwiązania interfejsów dla wszystkich typów zasilania, transmisji sygnałów i danych na wszystkich poziomach systemów produkcyjnych.» Jakob Dück, Industry Segment Manager, HARTING Technology Group, Jakob.Dueck@HARTING.com Dynamicznie rozwijające się rynki na całym świecie domagają się bardzo elastycznych i łatwych do wdrożenia maszyn produkcjnych i systemów, które można by rzetelnie i efektywnie wytwarzać w produkcji seryjnej. Celem jest budowanie takich maszyn jak najpóźniej lub nawet u użytkownika końcowego, przy minimalnych kosztach pracy i z dostosowaniem do indywidualnych wymagań klienta. Zróżnicowanie preferencji klientów na rynkach globalnych wymusza wprowadzanie nowych konstrukcji mających na celu minimalizację kosztów przy zachowaniu jakości i wydajności. Wymagania te wymuszają tworzenie systemów modułowych, jak to wykazano w niedawno opublikowej analizie przeprowadzonej przez Roland Berger zatytułowanej "Produkty modułowe". W przemyśle maszynowym udział rozwiązań modułowych wzrośnie bardzo znacznie do 2015 r. Realizacja koncepcji maszyn modułowych wymaga powszechnego stosowania technologii komunikacyjnych. Jedne interfejsy mechatroniczne, mechaniczne i elektryczne projektowane są do bezpośredniego montażu w danej wersji, podczas gdy inne są nawet kilkakrotnie zmieniane pod względem funkcjonalności na dalszych etapach. Elementy mechaniczne wymagają alternatywnych rozwiązań w zakresie zasilania, interfejsów transmisji sygnałów i danych w celu zapewnienia nieograniczonej oraz bezkompromisowej funkcjonalno- 20