110 INTELIGENTNE TECHNOLOGIE Production Manager ROSNĄCE ROZPROSZENIE

110 INTELIGENTNE TECHNOLOGIE Production Manager ROSNĄCE ROZPROSZENIE

Production Manager INTELIGENTNE TECHNOLOGIE 111 CYFROWEJ ARCHITEKTURY Autonomiczne komórki organizacyjne W związku z tendencją do szeroko zakrojonej integracji systemów IT, pojawia się wiele pytań. Jak centralnie zarządzać środowiskiem IT w chmurze w ramach przemysłu 4.0? Jak realizować połączenia systemów produkcyjnych (ERP, MES i SCADA, systemy predykcyjne, CMMS)? Jakie szanse niesie za sobą taka wymiana danych, co zyskają firmy dzięki ich migracji do chmury i jednoczesnej ich integracji?

112 INTELIGENTNE TECHNOLOGIE Production Manager Jarosław Żeliński CCoraz częściej mówi się o rosnącym tempie postępu technologicznego oraz, przy okazji, o Inteligentnych Fabrykach z cyber-fizycznymi systemami produkcji w otoczeniu Internetu: ludzi (sieci społecznościowe i biznesowe), rzeczy (inteligentna mobilność), usług (inteligentne sieci i logistyka), danych (inteligentne budynki i mieszkania). Czym jest więc ów Internet czegoś tam? W prasie zaliczanej do gospodarczej (Forbes.pl, Piotr Prajsnar, 18 czerwca 2015) czytamy: Internet rzeczy. Nazwa może być myląca. Wbrew pozorom Internet Rzeczy (IoT) wcale nie jest Internetem Rzeczy, lecz danych. Gdyby nie dane, które stanowią paliwo IoT, byłby on tylko fabryką elektrośmieci. Pierwsze pytanie brzmi: czy aby na pewno jest to tylko kwestia danych? Jeżeli uznać, że nasza nowa lodówka jest inteligentna to czy mamy na myśli wbudowany licznik butelek piwa, czy może jednak także zawartą regułę jeżeli liczba butelek spadnie do jednej sztuki, zamów pięć butelek piwa (zakładamy, że lodówka ma internetowe połączenie z pobliskim sklepem). Nie przepadam za nadużywaniem pojęcia inteligencji, dlatego będę używał pojęcia wbudowane reguły decyzyjne a nie sztuczna inteligencja, co zresztą będzie znacznie bliższe prawdy. Drugie, coraz częściej spotykane pojęcie to Przemysł 4.0. Cóż to jest? Przemysł 4.0 polega na integracji systemów oraz tworzeniu sieci i integracji ludzi ze sterowanymi cyfrowo maszynami szeroko wykorzystującymi Internet oraz technologie informacyjne unifikację świata maszyn i wirtualnego świata Internetu (także Internetu Rzeczy) i technologii informacyjnej. Rys. 1. Typowy łańcuch zaopatrzenia na rynku (źr. https://www.swtc.edu/ academics/programs/business/supply-chain-management-td) To właśnie na informacji skupia się czwarta rewolucja przemysłowa, umożliwiając dostęp do każdej informacji w dowolnym czasie, z dowolnego miejsca i przekłada się na możliwości takie jak ekonomiczna produkcja zindywidualizowanych wyrobów i krótkich serii produkcyjnych. Daje to przedsiębiorstwom stosującym rozwiązania Przemysłu 4.0 nieosiągalną do tej pory elastyczność w dostosowaniu się do oczekiwań klientów a więc także przewagę nad konkurencją. Czy systemy od różnych dostawców będą ze sobą współpracowały w cyber sieci bez zaburzeń? Jakie niebezpieczeństwa się z tym wiążą? Czy cyberbezpieczeństwo firm, szczególnie produkcyjnych, jest na wystarczającym poziomie? Z jakimi podmiotami powinna współpracować Inteligentna Fabryka, aby zapewnić sobie stabilny dostęp do danych i jak je chronić? Nie jest to miejsce na detaliczne odpowiedzi na każde z tych pytań, dlatego posłużę się pewną generalizacją, a mianowicie opiszę systemy i ich komunikację ale bez rozróżniania dziedziny informacji jakie przetwarzają. Wbrew pozorom nie jest to uproszczenie, a jedynie pewna forma unifikacji podejścia do tego zagadnienia, jednak w kilku przykładach przywołam ich nazwy dla zilustrowania pewnych problemów. DWA OBSZARY INTEGRACJI Architektura biznesowa przedsiębiorstwa ma dwa możliwe obszary integracji systemów: wewnątrz przedsiębiorstwa oraz z innymi firmami. Na rysunku nr 1 możemy zobaczyć typowy tzw. rynkowy łańcuch zaopatrzenia. Widać na nim standardowe etapy łańcucha wartości: pozyskiwanie surowców, dostarczenie ich do przerobu, wytwarzanie produktów, dostarczanie ich do punktów sprzedaży, punkty sprzedaży i konsumenta. Poza rzadkimi przypadkami, elementy

Production Manager INTELIGENTNE TECHNOLOGIE 113 Rys. 2. Struktura systemów przedsiębiorstwa w łańcuchu zaopatrzenia ŁAŃCUCH ZAOPATRZENIA I SYSTEMY IT Łańcuch zaopatrzenia Pozyskiwanie surowców Transport Wytwarzanie Transport Konsument detaliczna Standardowe systemy obsługi księgowości i zamówień Księgowość Księgowość Księgowość Księgowość Księgowość Specyfika przedsiębiorstwa budowanie przewagi konkurencyjnej Podwykonawca tego łańcucha to odrębne przedsiębiorstwa. Oznacza to, że możemy mówić o systemach wspomagających pracę kopalń, farm, plantacji itp., logistykę (w tym transport), produkcję czy sprzedaż detaliczną. Wszystkie te przedsiębiorstwa coś kupują, sprzedają i prowadzą rachunkowość, korzystając z określonych urządzeń. Każde z nich cechuje też jednak pewna wewnętrzna logika biznesowa, nieraz bardzo indywidualna z uwagi na budowę przewagi konkurencyjnej w swojej branży i na swoim rynku (nie jest to to samo, firmy często konkurują tylko terytorialnie). Rysunek nr 2 przedstawia pewną uniwersalną strukturę, która obrazuje jak są architektonicznie powiązane wewnętrznie i zewnętrznie systemy tych firm. Generalizując, można przedstawić te firmy jako łańcuch powiązanych ze sobą systemów IT, gdzie każda z nich ma również wewnątrz swoje lokalne systemy. Abstrahując od detali komunikacji pomiędzy osobami, firmy komunikują się wymieniając: zapytania, oferty, dokumenty magazynowe, faktury. Każda korzysta także wewnętrznie z systemów wspierających: sprzedaż, księgowość, dziedzinową działalność (inny system dla fermy, inny dla huty Postęp technologii prowadzi do decentralizacji systemów informatycznych. stali oraz dla producenta maszyn do szycia itp.) oraz z maszyn i urządzeń. Te ostatnie, jak już wspomniałem, w dobie Internetu Rzeczy (IoT) są wyposażone w komputery i aplikacje wspomagające sterowanie tymmi. Dowolną parę nowoczesnych urządzeń (maszyn) można przedstawić jak na Rysunku 3. Każde urządzenie, maszynę, zintegrowaną linię produkcyjną, robota przemysłowego, można obecnie opisać modelem składającym się z części mechanicznej, zintegrowanego z nią oprogramowania oraz interfejsów programistycznych (API). Dzięki postępującej unifikacj te mogą się komunikować między sobą. Są oczywiście zdalnie sterowalne, udostępniają także dane innym systemom (np. finansowo-księgowym czy kontrolingowym). Wspomniana wcześniej możliwość realizowania przez oprogramowanie różnych reguł

114 INTELIGENTNE TECHNOLOGIE Production Manager Rys. 3. Para urządzeń IoT WSPÓŁPRACA SYSTEMÓW Maszyna lub urządzenie 1 API_Int1 <<component>> Oprogramowanie zarządzające 1 API_1 Maszyna lub urządzenie 2 API_Int2 <<component>> Oprogramowanie zarządzające 2 Jak realizować centralne zarządzanie środowiskiem IT w chmurze w ramach przemysłu 4.0.? Odpowiedź jest trudna, bo wpierw należy zadać sobie pytanie nadrzędne: jak długo centralne sterowanie środowiskiem IT będzie jeszcze miało sens? Skoro idziemy w lokalność i autonomiczność systemów (IoT), to pojęcie centralnego sterowania środowiskiem straci sens i wygląda na to, że ten czas nadchodzi wielkimi krokami. <<use>> Część mechaniczna specyficzna dla 1 API_2 <<use>> Część mechaniczna specyficzna dla 2 decyzyjnych pozwala na ich częściową lub pełną autonomiczność. Patrząc na Rysunek 2 z perspektywy Rysunku 3, możemy powiedzieć, że systemy firm z Rysunku 2 mogą współpracować (komunikując się), tak jak przedstawiono to na Rysunku 3. Jeżeli ich integracja będzie łatwa (a będzie z powodu unifikacji). Na Rysunku 2 można łatwo dostrzec pewną prawidłowość. oraz księgowość to logika i dokumenty narzucone prawem, co oznacza, że tu nie buduje się przewagi konkurencyjnej, ale można jednak uzyskać maksymalną unifikację, bo dziedziny te ściśle reguluje prawo. Natomiast przewagę konkurencyjną buduje się tam, gdzie jest możliwe implementowanie własnej logiki biznesowej czyli w systemach ch. Praktyka pokazuje, że maszyny nie budują trwałej przewagi konkurencyjnej, bo może je nabyć nasz każdy konkurent. Na rysunku 3 pokazano, że urządzenia są dostarczane wraz z oprogramowaniem pozwalającym nimi zarządzać, unifikacja komunikacji (interfejsy i branżowe formaty danych) powodują, że nie ma sensu inwestowanie w osobne, uniwersalne oprogramowanie sterujące maszynami (liniami produkcyjnymi). Na tym tle przypomnijmy stawiane na początku pytania: IoT to rozproszona architektura z minimalną centralizacją i to tylko na poziomie celów biznesowych. Jak realizować połączenia systemów produkcyjnych (ERP, MES i SCADA, systemy predykcyjne, CMMS)? Tu pojawia się mała rewolucja. Jeżeli mowa o zintegrowanych systemach ERP to znaczy, że jest mowa o pionowym silosie w każdej firmie z Rysunku 2. MES i SCADA to są już raczej integralne części maszyn i linii produkcyjnych. Dalsze istnienie uniwersalnych systemów CMMS także stoi pod znakiem zapytania, skoro urządzenia (nie tylko robot) stają się autonomiczne, czyli same poradzą sobie z własną awarią. Pod pojęciem utrzymania ruchu będziemy mieli raczej na myśli sterowanie całym procesem produkcyjnym, w którym zapewne będą elementy rezerwowe na wypadek, gdyby autonomiczne urządzenie uległo całkowitej awarii. Biorąc pod uwagę fakt, że integracja teraz przebiega na poziomie wierszy z Rysunku 2 a nie kolumn, wdrażanie systemów ERP będzie się sprowadzało tylko do wdrażania modułów FK i MRPII (księgowość do dostawców). Praktyka już pokazuje, że wiele wdrożeń ERP, mimo że pierwotnie planowanych do wdrożenia w całości, nie udaje się i kończą się właśnie na etapie księgowości. Biorąc pod uwagę fakt, że księgowość coraz rzadziej jest problemem do rozwiązania, a firmy szukają nowych rozwiązań ch, coraz częściej trzeba pozostawić dotychczasowe rozwiązania w obszarze FK/MRPII a zakupić nowe w obszarze produkcji i dystrybucji, co sprawia, że klasyczny ERPII staje się niewdrażalny, bo systemy te osadzone są na danych finansowych, bez których nie mogą pracować.

Production Manager INTELIGENTNE TECHNOLOGIE 115 Co zyskają firmy dzięki ich migracji do chmury i jednoczesnej ich integracji? W tym kontekście odpowiedź staje się prosta: do chmury można przenieść aplikacje dziedzinowe wspierające realizację logiki biznesowej, wsparcie dla modeli biznesowych, ale nie oprogramowanie sterujące urządzeniami będące ich integralną częścią. Postęp technologii prowadzi do decentralizacji systemów informatycznych. Już dzisiaj trudno sobie wyobrazić, by np. pociągiem, z dokładnością do czujników drzwi i wskaźnika prędkości zarządzał jeden centralny komputer z centralną bazą danych i pamięcią, jego konstrukcja byłaby bardzo złożona a awaria tragedią. IoT to rozproszona architektura z minimalną centralizacją i to tylko na poziomie celów biznesowych. Czy systemy od różnych dostawców będą ze sobą współpracowały w takiej sieci bez zaburzeń? Jakie niebezpieczeństwa się z tym wiążą? Tu można mówić tylko o nadziei na szybka unifikację a ta bywa problemem. Obserwacja rynku pokazuje, że część producentów szczególnie Ci duzi nadal uważa, że unikalność ich rozwiązań daje im szansę na monopolizację swojego segmentu rynku. Jednak mniejsze firmy mają dokładnie odwrotny model biznesowy: unifikacja to ich jedyna szansa na rynku. Ten fakt oraz stale rosną popularność rozwiązań opensource, pozwala przypuszczać, że jednak wygra unifikacja. Obecnie praktycznie każdy dostawca aplikacji dostarcza także narzędzia do budowy adapterów integracyjnych co pozwala samemu osiągnąć unifikację niezbyt dużym nakładem pracy i środków. Na rynku jest wiele systemów typu ESB (ang. Enterprise Service Bus, uniwersalna szyna integracyjna) służących właśnie do ułatwienia pełnej integracji i unifikacji wymiany danych dzięki czemu integracja nowych i starszych aplikacji stanowi coraz mniejszy problem. Każda firma mająca dostęp do środków może kupić i wdrożyć dowolną, podpatrzoną u konkurenta technologię, pozostaje więc konkurowanie na polu szeroko pojętego know-how Czy cyberbezpieczeństwo firm, szczególnie produkcyjnych, jest na wystarczającym poziomie? Z jakimi podmiotami powinna współpracować Inteligentna Fabryka, aby zapewnić sobie stabilny dostęp do danych i jak je chronić? To już zupełnie inne zagadnienie. W kwestii bezpieczeństwa mamy dwa podejścia: utrzymywanie w tajemnicy wiedzy o detalach posiadanych technologii oraz projektowanie tak zwanego bezpieczeństwa systemowego, czyli zapewnia je zastosowany mechanizm organizacyjny lub algorytm a nie utrzymywanie w tajemnicy posiadanych rozwiązań. Podsumowując świat zmierza w stronę autonomicznych lub quasi-autonomicznych komórek organizacyjnych i urządzeń. Modele biznesowe firm to będą polityki, reguły biznesowe i sprawność organizacyjna oraz przede wszystkim ludzie. Każda firma mająca dostęp do środków może kupić i wdrożyć dowolną, podpatrzoną u konkurenta technologię, pozostaje więc konkurowanie na polu szeroko pojętego know-how, a to domena dedykowanych systemów ch wspierających model biznesowy i ludzi. Od kilku lat popularna staje się tak zwana architektura biznesowa (lub korporacyjna), jednak nie należy rozumieć jej jako monstrualnie złożonych dokumentów i procedur. Architektura biznesowa to model pokazujący organizacje właśnie jako system urządzeń, komórek organizacyjnych i reguł biznesowych oraz informacji jakimi organizacja zarządza. Ale to już temat na inny artykuł. Źródło: www.komputerswiat.pl/artykuly/redakcyjne/2017/07/przemysl-4-0.aspx Jarosław Żeliński W branży IT od 1991 roku. Pracował w polskim przedstawicielstwie firmy BONAIR USA, przekształconym w polską spółkę BONAIR SA, w której pełnił rolę analityka i projektanta nowych rozwiązań oraz zajmował się rozwojem oferty firmy. W latach 2001 2004, jako specjalista z zakresu analiz systemowych obszaru zarządzania, realizował projekty związane z budową strategii produktowych dla spółek giełdowych Elektrim SA, Apexim SA, EXATEL SA, (dawniej Telenergo SA), OPTIMUS SA. Od roku 2004 niezależny ekspert. Publikuje artykuły i eseje na łamach m.in. Gazety Wyborczej, Gazety Prawnej, FORBES, Rzeczpospolitej, Polski The Times, The Wall Street Journal.