A korábban elképzelhetetlen szinteket ostromló munkaerőhiány, valamint a logisztikai és energiaköltség, az egyre változatosabb termékmix és a kiszámíthatatlan piac azokat a vállalkozásokat jutalmazza, amelyek a digitalizációs fejlesztéseket nem költségfaktornak, hanem értéknövelő beruházásnak tekintik. Baksai Bianka, a Schneider Electric Zrt. ipari automatizálási menedzsere, Veller Zoltán termékalkalmazási mérnök és Farkas Tibor kereskedelmi igazgató a digitalizálás kezdőlépéseiről és az elérhető célokról beszélt a Jövő Gyára olvasóinak.

Közhely, hogy a 21. század olaja az adat. Miért nem elég napjainkban, ha valaki évtizedes rutinok alapján hoz meg gyártási döntéseket?

► Farkas Tibor: Az adatgyűjtés célja mindig az információadás volt. A nagy kérdés, hogy milyen adatokat gyűjtünk, és milyen információkat kell szolgáltatnunk. Mindkét kérdés hatalmas átalakuláson ment át az elmúlt évtizedek során. Az utóbbi években – a mobil eszközök elterjedésének és a digitális kommunikáció térhódításának köszönhetően – új igényként jelent meg, hogy kinek, mire, hogyan és milyen gyorsan van szüksége az információtengerből.

Milyen trendek hatására változott a termelési adatok gyűjtése az elmúlt évtizedekben?

► Farkas Tibor: A ’80-as években elképzelhetetlen volt a „Big Data” kezelés, hiszen a merevlemezes háttértárolók kapacitása a számítógép árához képest drágán és mindössze néhány 10 Mb-ban volt mérhető, amit napjainkban a legtöbb mobiltelefon is túlszárnyal. Emiatt egyértelműen a szükséges és elégséges adatokat tároltuk, amit értelemszerűen az elvárt információadás, vagyis a riportok tartalma határozott meg. Ezek voltak a relációs adatbázisok, melyeket a tárolási kapacitás optimalizálása érdekében komoly tervezés előzött meg.

Az elmúlt 10-15 év fejlesztéseinek köszönhetően napjainkra a háttértárolók kapacitási korlátaival már nem kell foglalkoznunk, ezért bátran tárolunk gyakorlatilag minden adatot. Emiatt az elméleti információszolgáltatási képesség korlátlan, bármit ki tudunk nyerni az adatbázisokból. Rettentően leegyszerűsítve: tárolunk mindent, és majd meglátjuk, mire lesz jó, milyen információra lesz szüksége valamikor valakinek. Ez a Big Data elv megközelítése.

Érdemes kitérni egy másik fontos tendenciára is, ez pedig az egyes ipari szereplők igénye, ami szintén nagymértékben megváltozott az elmúlt 15-20 évben. Előtérbe került a meglévő technológiai berendezések élettartamának növelése és a hatékony (energia, minőség, károsanyag-kibocsátás stb.) termelés. Az iparban a karbantartás-menedzsment is komoly átalakuláson esett át a reaktívtól egészen a napjainkban elterjedőben lévő, mesterséges intelligenciával működő, a prediktív karbantartást támogató megoldásokig.

A Big Data korszakban minden adatot gyűjtünk, és a hasznos adatokat ebből az adatmennyiségből szelektáljuk, illetve figyelünk meg az adatokból kirajzolódó különböző mintázatokat (Kép: Schneider Electric).

Ezen igényeket az adatbázisok fölé helyezett modellalapú működésű, illetve mesterséges intelligenciával támogatott alkalmazásokkal tudjuk kiszolgálni. A fejlesztéseknek köszönhetően az adatokból nyert hatékony, a döntéstámogatást nagymértékben támogató, némely esetben öntanuló információs rendszerek hozhatók létre. A Schneider Electric minden igényre kínál választ, akár alternatív megoldásokkal.

Mik a döntést nagymértékben támogatni képes, jó információs rendszer ismérvei?

► Farkas Tibor: A felhasználók szeretik saját profiljukban saját maguk „konfigurálni” a használt nézetet. Az információ megjelenítésekor a legfontosabb a döntéstámogatás, azaz mindenkinek csak azt az információt jelenítsük meg, ami számára releváns. Ezáltal a felhasználónak nem kell azzal is foglalkoznia, hogy a láthatók közül kiválassza a számára fontos adatot, ami felgyorsítja az érintett döntéshozási reakcióidejét, és a döntés minőségét is javítja. Ebből fakadóan gyakori igény, hogy az aktuális nézetben lévő információt tágabb kontextusba tudja helyezni a felhasználó, más változókkal együtt tudja megjeleníteni, ezáltal pontosabb képet kap a megoldandó feladatról.

Szintén a döntés hatékonyságát támogatja egy másik fontos megjelenítési mód, amikor a rendszer a saját elemzései alapján helyezi előtérbe azt, amivel a felhasználónak foglalkoznia kell. Lényeges az is, hogy egy nézetben a felhasználónak ne kelljen megkeresnie, hogy mi igényel részéről döntést és/vagy beavatkozást, ezzel is gyorsítva és javítva a munkáját. A modern gyártástechnológia igényeire szabott rendszer ezen is túlléphet, és öntanuló módon jelzi az adott helyzetben a lehetséges okokat, és megoldási opciókat is javasol.

Honnan tudhatja egy adott vállalkozás, hogy mely gyártási adatokat érdemes gyűjtenie?

► Baksai Bianka: Ha visszatekintünk az időben, jellemzően fontos volt előre meghatározni, hogy mely adatokat szeretnénk gyűjteni, mivel a tárolási lehetőségeink limitáltak voltak. Mára ez már a múlté, a Big Data korszakban minden adatot gyűjtünk, és a hasznos adatokat ebből az adatmennyiségből szelektáljuk, illetve figyelünk meg az adatokból kirajzolódó különböző mintázatokat. Hatékonysági szempontból gyűjthetjük, hogy milyen terméket mennyi idő alatt gyártottunk le, a gyártás a tervezetthez képest hogyan alakult, mennyi ideig működött a gépünk stb.

► Veller Zoltán: Gépbiztonsági szempontból az áramfelvételt, a hőmérsékletet és a nyomást egyaránt mérhetjük. Amennyiben a normáltól eltérő értékeket tapasztalunk, fontos a kiváltó ok ellenőrzése is: ez lehet külső fizikai hatás vagy meghibásodás, elöregedés okozta elváltozás (pl. a motor és a csapágyak magasabb hőmérséklete). Ilyenkor a nyert adatokból figyelmeztetéseket tudunk küldeni.

Az információ megjelenítésekor a legfontosabb a döntéstámogatás, azaz mindenkinek csak azt az információt jelenítsük meg, ami számára releváns (Kép: Schneider Electric).

Dokumentációs célokból is gyűjtünk adatokat, ilyen lehet példának okáért, ha minőségi követelmények miatt szükséges visszakereshetően dokumentálni a gyártási folyamat körülményeit – pl. az előírt tisztítási eljárást és annak paramétereit (a hőmérséklet, a víz/sav/szóda arányai, az átfolyási sebesség). Mindezek által a döntéshozatal nem intuitív, hanem tényalapú és megalapozott.

Milyen Schneider Electric megoldások segítik az automatizált adatgyűjtést és az akár valós idejű elemzést?

► Farkas Tibor: A Schneider Electric mind a szigetszerű, mind a központi adatgyűjtésre és -elemzésre képes egyértelmű választ adni a már megszokott és elvárt magas szintű műszaki támogatással. A távelérés egyik legjobb, a biztonságot garantáló módjának az EcoStruxure Secure Connect Advisor megoldásunk számít. A kiberbiztonságnak olyan törvényi kötelmei vannak – amelyekről eddigi tapasztalataink szerint kevés piaci szereplő rendelkezik a szükséges információval –, mint a NIS (EU 2016/1148), illetve az IEC 62443 (OT területre).

Ezek teljesítésére, megoldására, sőt akár folyamatos monitorozására is van teljes körű megoldásunk. Többszintű auditjaink során megoldási javaslatokat adunk, melyek a törvényi kötelmek egyértelmű kielégítését szolgálják, továbbá igény esetén ezek megvalósításában közreműködünk. A Cybersecurity Application Platformunk pedig egy, az IT-réteg 4. szintjére (L4) telepített alkalmazás, amely folyamatosan monitorozza a teljes rendszer biztonságát meghatározó paramétereket, és – szükség esetén – jelzéseket és riasztásokat ad. A kiberbiztonság betartása tehát nemcsak mindenkinek saját jól felfogott érdeke, hanem törvényi kötelem is.

Az Ipar 4.0 fogalmával kapcsolatban az idő előrehaladtával mintha csak szaporodnának a kérdőjelek. Miért sokkal komplexebb ez a kérdés, mint amilyen korábban egy IT-fejlesztés volt?

► Veller Zoltán: Az Ipar 4.0 projektek technológiai, üzleti változásokat is hordoznak magukban, amik nem csak az IT-rendszereket érintik, hiszen a fizikai rendszerekből származó adatokat, információkat gyűjtjük, továbbítjuk és dolgozzuk fel. Ezek a változások pedig új üzleti lehetőségeket teremthetnek.

Először is határozzuk meg a céljainkat, legyen az a termelési folyamat optimalizálása, hatékonyabbá tétele, technológiaváltás, vagy az automatizáltság fokának növelése. Válasszuk ki a célokhoz illeszkedő automatizálási szoftvert, és tervezzük meg a szükséges adatgyűjtést és -továbbítást.

Az ezt kiszolgáló termékeket és szoftvermegoldásokat a Schneider Electricnél az ún. EcoStruxure szintekre bontottuk:

– Connected products: vagyis azok a csatlakozott eszközök, amik valamilyen kommunikációval rendelkeznek és adatot tudnak továbbítani.

– Edge control: Csatlakoztatott vezérlő platformjaink jobb rálátást biztosítanak a műveletekre, csökkentik a piacra kerülési időt, a folyamatok energiafogyasztását, és növelik a termelékenységet.

– Apps, analytics & Services: Alkalmazásaink és adatelemzési szolgáltatásaink az eszközöket és adatokat olyan formátumban biztosítják, amely könnyen végrehajtható, így az üzemek személyzetét üzleti döntéshozókká változtathatja, akik így könnyedén hozzájárulhatnak a rendszerek optimalizálásához.

Az Ipar 4.0 koncepcióhoz szervesen illeszkedik a Schneider Electric Energia 4.0 fogalma is. Az energia stratégiai elemként kezelése egyelőre csak a legtudatosabb – és nem véletlenül a legversenyképesebb – vállalkozásokat jellemzi, de aki követi a nagyvilág híreit, annak a figyelmét nem kerülhette el, hogy az energetika a világpolitika játszóteréről villámgyorsan leszivárgott a vállalkozások és a háztartások szintjére.

Mit takar az Energia 4.0 fogalma?

► Baksai Bianka: A Schneider Electric, az energiamenedzsment és az ipari automatizálási megoldások területén vezető multinacionális vállalat meglátása szerint a következő 10 év az elektromosság évtizede lesz. Ígéretes, ahogy egyre közelebb kerülünk a karbonsemlegességhez. A folyamatot a tiszta, megújuló, zöld energiaforrásokon alapuló, a digitális megoldásokkal egyre hatékonyabbá váló, megbízható és rugalmas villamosenergia-ellátás viszi előre, ezt hívjuk úgy, hogy Energia 4.0.

Az Ipar 4.0-nak megfelelő automatizálási rendszereket gondosan meg kell tervezni a terepi eszközöktől az alkalmazott döntéstámogató automatizálási szoftverekig (Kép: Schneider Electric).

Egy példa erre a kétirányú energiaszállításra alkalmas okoshálózatok fejlesztése. Ezek képesek kiszolgálni a növekvő igényt a zöldáramra, illetve az energiatermelés új generációját jelentő, helyben megtermelt, megújuló forrásból származó energia visszatáplálására. Meggyőződésünk, hogy Magyarországon is egyre nagyobb igény mutatkozik majd az ilyen jellegű kihívásokra választ adó technológiák iránt. Az Energia 4.0 korszakához szükséges megoldások itt vannak, rendelkezésre állnak, mint például az EcoStruxure szoftverportfóliónk.

Az Ipar 4.0-ra visszatérve: szinte minden most vásárolt gép rendelkezik már Ipar 4.0 képességekkel. Hogyan oldható meg ezen szigetrendszerek integrációja?

► Veller Zoltán: Igen, jellemző kép, hogy minden adat fellelhető lenne, de nincs átjárás az egyes berendezések, gyártósorok között. A megoldás abban rejlik, ha a készüléket kommunikációs megoldásokkal „felokosítjuk”, és a szigetüzemben működő gépegységeket egy felügyeleti szoftver alá integráljuk (pl. EcoStruxure Machine Scada, Power Scada, AVEVA Citect). Fontos azonban hozzátenni, hogy a felügyelet hálózatát le kell választani a gépegységszigetek (pl. csomagológép) hálózatáról, hogy a kiberbiztonsági szempontoknak is megfeleljünk, és biztonságban tudjuk működésünket.

Mennyire jellemző az ipari cégek körében a felhőben történő adattárolás?

► Farkas Tibor: A felhőben futó alkalmazások elfogadottsága a pandémia idején javult, de így is messze elmarad a nyugat-európai társadalmak idevonatkozó számaitól. A felhőalkalmazások egyik hatalmas előnye, hogy nem kell megvásárolnunk a kiszolgáló hardvereket, licenceket, mindössze egy szolgáltatásra kell előfizetnünk, a legtöbb esetben fix éves díjon, ami kiszámítható hatással van a működési költségekre. További előny, hogy ezen kiszolgáló rendszer karbantartásával, üzemeltetésével, frissítésével úgyszintén nem kell törődnie a felhasználónak.

A felhőben futó legtöbb döntéstámogató szolgáltatás nem feltétlenül igényel programozást, mindössze konfigurálni kell azt, ami szintén csökkenti a beüzemelési időt, a kockázatot és a kitettséget.

A Schneider Electric 2018-ban szerzett többségi tulajdonrészt az AVEVA szoftvercégben, ezáltal az ipari szereplők között egyértelműen a legnagyobb szoftverportfólióval rendelkezik. Felhőalkalmazásaink széles igényeket képesek kielégíteni, kezdve a gépek, berendezések távmenedzselésétől (EcoX Machine Advisor) egészen az adatok hosszú távú tárolására és megtekintésére kifejlesztett AVEVA Insight alkalmazásig, ami választható opciókkal – például mesterséges intelligenciával támogatott prediktív „Asset Management” funkcióval vagy a berendezések hatékonyságát figyelő OEE (teljes eszközhatékonyság) elemző modulokkal – is rendelkezik.

Mit telepítenek a belépő szinten, és mit ajánlanak a haladóknak, profiknak?

► Veller Zoltán: Technológiafüggő, itt is az EcoStruxure szintekre tudjuk visszavezetni a választ. Belépő szintűnek számítanak többek között az okoskészülékek, amelyek nemcsak fizikai jelet tudnak továbbítani, hanem kommunikációval rendelkeznek, a vezérlők/adatgyűjtők (PLC-k), illetve az adatok riportolására szolgáló felügyeleti rendszerek (pl. az EcoStruxure Machine Scada Expert). A haladó szintet képviselik ellenben az EcoStruxure 3. szintjéről származó megoldások felhőalkalmazásokkal, döntéstámogató szoftverekkel (pl. EcoStuxure Machine Advisor), valamint kiberbiztonsági rendszerekkel kiegészítve.

Az SE felügyeleti szoftverek is skálázhatóak a kisebb gépegységektől a teljes gyárautomatizálásig (Kép: Schneider Electric).

► Baksai Bianka: Digitális partnerként a fenntarthatóság és az energiahatékonyság előmozdítása a célunk, legyen szó bármelyik szintről. Az egész életciklust átölelő, a végponttól a felhőig összekötő vezérlőkkel, szoftverekkel és szolgáltatásokkal integrált irányítás hozható létre az otthonokban, az épületekben, az adatközpontokban, az infrastruktúra-üzemeltetésben, és nem utolsósorban az iparcégekben.

Milyen esetekben válasszunk skálázható, később bővíthető megoldásokat?

► Baksai Bianka: Minden esetben érdemes ezeket választanunk, hiszen a gyártási kapacitás későbbi növeléséhez elengedhetetlen ez a képesség. Például az SE felügyeleti szoftverek is skálázhatóak a kisebb gépegységektől a teljes gyárautomatizálásig. Bevált módszer, ha egy gépegységen teszteljük le a javasolt megoldást, így kisebb befektetéssel tudjuk értékelni az adott alkalmazást, illetve annak megtérülését. Hazánkban jelenleg még túlnyomórészt a bekerülési költségen van a fókusz, de a komplex megoldásoknak köszönhetően egyre inkább jellemző a gondolkodásmód változása és a TCO (a tulajdonlás teljes költsége) szemléletű döntéshozatal.

Mitől lesz sikeres a digitalizált gyártásra történő átállás, és mikor borítékolható a kudarc?

► Veller Zoltán: Az Ipar 4.0-nak megfelelő automatizálási rendszereket gondosan meg kell tervezni a terepi eszközöktől az alkalmazott döntéstámogató automatizálási szoftverekig. Egy megfelelően kiválasztott és megtervezett rendszer esetében borítékolható a siker. Ehhez szoros együttműködésre van szükség a gyártó, a rendszerintegrátor és a végfelhasználó között, hogy ügyfélre szabott megoldás születhessen. Ezáltal nemcsak az automatizálási termékekben és szoftverekben rejlő lehetőségek aknázhatók ki maximálisan, de az együttműködésnek és az oktatásoknak köszönhetően a végfelhasználó is magáénak érezheti a rendszert és annak minden előnyét.

(Címlapkép: Adobe Stock)