Industry 4.0, IoT a OPC Unified Architecture ERIK KUČERA METÓDY VÝPOČTOVEJ INTELIGENCIE CVIČENIE 11

Transkript

1 Industry 4.0, IoT a OPC Unified Architecture ERIK KUČERA METÓDY VÝPOČTOVEJ INTELIGENCIE CVIČENIE 11

2 Industry 4.0 ERIK KUČERA METÓDY VÝPOČTOVEJ INTELIGENCIE CVIČENIE 11

3 Pojmový aparát Továreň (hovorovo fabrika, predtým tiež manufaktúra) je veľká priemyselná budova alebo viac budov (komplex budov prípadne továrenský areál), kde sa ručne alebo na strojoch vyrábajú výrobky vo veľkom množstve Priemyselná revolúcia (1760) čiastočné synonymum industrializácia, je to proces základnej zmeny v oblasti výrob, ktorý umožnil prechod od manufaktúry, založenej na ručnej práci, k modernej továrni využívajúcej stroje História, kedy sa pojem továreň začal používať: Taliansky Arsenal di Venezia založený v Benátkach roku 1104 je prvým príkladom továrne v modernom slova zmysle Stovky rokov pred priemyselnou revolúciou vyrábal veľké množstvo lodí na montážnych linkách z jednotlivých častí; produkoval možno jednu loď denne a v najväčšom rozmachu zamestnával až 16000ľudí Súčasnosť: Smart fabrika alebo digitálna továreň - nový pojem, kde inteligentné zariadenia prevezmú všetky manuálne a obslužné činnosti; riadiace systémy budú samy organizovať efektívny chod výroby

4 Pojmový aparát Výrobný proces je pôsobenie výrobných síl na seba navzájom, ktorého cieľom je vytvorenie určitého produktu; každý výrobný proces predpokladá cieľavedomú činnosť človeka, pracovné prostriedky a pracovný predmet, ako aj potrebné prírodné podmienky Výrobný proces je súbor činností, pri ktorých sa mení tvar produktu a zloženie materiálov tak, že výsledkom (výstupom) je nová úžitková hodnota Moderný výrobný proces - zlúčenie virtuálneho aj fyzického sveta prostredníctvom tzv. cyber-fyzikálnych systémov (fúzia technických a podnikových procesov)

5 Digitálna továreň

6 Priemyselné revolúcie

7 Priemyselné revolúcie

8 Priemyselné revolúcie Zjednodušene povedané je štvrtá priemyselná revolúcia Industry 4.0 založená na rozvoji a integrácií nových progresívnych IKT technológií (IoT, výpočtová inteligencia, virtuálna a rozšírená realita...) do priemyselných aplikácií Tak, ako bola prvá priemyselná revolúcia založená na rozmachu mechanizácie, druhá na rozvoji a integrácií elektroniky a elektrotechniky a tretia na automatizácií, tak štvrtá priemyselná revolúcia kladie dôraz najmä na informačno-komunikačné technológie (IKT) Mechatronika tak spája práve tieto 4 oblasti, na ktorých stáli 4 priemyselné revolúcie

9 Čo je mechatronika? Mechatronika spája 4 oblasti: Mechaniku Informatiku (IKT) Automatické riadenie Elektronické systémy

10

11

12

13

14

15

16

17

18 Industry 4.0 Industry 4.0 (Priemysel 4.0) štvrtá priemyselná revolúcia je pomenovanie rozsiahlych zmien prudko vstupujúcich do súčasného priemyslu Nositeľom týchto zmien je moderná automatizácia, digitalizácia výrobkov, digitalizácia a optimalizácia všetkých podnikových procesov, vrátane služieb Základ Industry 4.0 tvoria kyberneticko-fyzikálne systémy

19 Koncept Industry 4.0 Smart fabrika v ére Industry tri kľúčové komponenty: 1. vybavenie procesov snímačmi (smart), ktoré neustále automaticky zbierajú dáta zo strojov, zariadení, výrobných pásov, skladov, materiálov a iných komponentov vo výrobe 2. komunikačná infraštruktúra, cez ktorú dokážu stroje komunikovať medzi sebou, s ľuďmi, aj s rôznymi IT systémami 3. využívanie softvéru, ktorý dokáže všetky dáta nielen zhromažďovať, ale následne ich aj vyhodnocovať, analyzovať a vyvodzovať z nich závery; inými slovami, SW vnáša do zhluku dát inteligenciu a poriadok

20 Industry video

21

22 Koncept Industry 4.0 Interoperabilita je možnosť a schopnosť inteligentných strojov a ľudských bytostí spolu komunikovať cez Internet vecí a služieb Virtualizácia je možnosť a schopnosť vytvoriť virtuálny model (resp. kópiu) inteligentnej továrne; pri virtualizácii sa používajú reálne údaje získané (predovšetkým zo snímačov strojov),ktoré sa aplikujú na model inteligentnej továrne Decentralizácia - je možnosť a schopnosť každého stroja realizovať operácie decentralizované (autonómne) a realizovať maximálne kvalifikované rozhodnutia smerujúce k optimalizácii výroby RT (real-time) činnosť - pre riadenie výroby je nevyhnutné dáta zbierať a analyzovať v reálnom čase; na základe takto zozbieraných informácií je možné v reálnom čase rekonfigurovať výroby, zohľadniť poruchy a nájsť riešenia, napríklad na poruchu zariadenia, resp. presunutie výroby na iné a pod. Orientácia na služby - komunikácia a výmena informácií cez Internet, poskytovanie informácií iným stranám Modularita - je schopnosť inteligentného podniku pružne sa adaptovať na situáciu vo výrobe zmenou SW a HW modulov, zdieľaním modulov a rekonfiguráciou

23 Internet vecí a Internet všetkého v Industry 4.0 Schopnosť urobiť výrobok inteligentným a taktiež rozumieť obchodným príležitostiam, ktoré inteligentné produkty ponúkajú Typickým použitím IoT budú monitorovacie a meracie smart senzory (priemysel, poľnohospodárstvo, životné prostredie, domácnosti) - náhrada doteraz používaných zariadení a systémy na báze mobilných sietí Snímače, stroje, výrobky a prostriedky IT sú vzájomne prepojené a budú na seba reagovať pomocou štandardných komunikačných protokolov, aby mohli predvídať prípadné chyby či poruchy, konfigurovať samy seba a v reálnom čase sa prispôsobovať zmeneným podmienkam

24 Hierarchia riadenia a OPC Unified Architecture ERIK KUČERA METÓDY VÝPOČTOVEJ INTELIGENCIE CVIČENIE 11

25 Hierarchia riadenia v podniku

26

27 OPC Unified Architecture Víziou OPC Foundation je ponúknuť multiplatformovú a multidoménovú platformu pre interoperabilitu a výmenu dát od senzorov až po enterprise systémy OPC UA je tak viac ako len protokol - UPC je skôr framework pre reprezentáciu a výmenu objektovo orientovaných dát resp. informácií Základná brožúra:

28

29 Čo je OPC UA? - video

30 Čo je OPC UA? - iné video

31 Podpora popredných spoločností Microsoft, SAP, HP, Oracle, National Instruments, ABB, Siemens...

32 Biela kniha Microsoftu k OPC UA F D95/Connected_Factory_whitepaper_EN_US.pdf

33 Demo v IoT Suite - link

34 Integrácia OPC UA do Azure IoT Leták - UA-5-Clicks-To-Digital-Factory.pdf

35 ATP Journal - Časopis dá sa odoberať zadarmo články aj z oblastí Industrial IoT, Industry 4.0, atď. Kedysi skôr elektrotechnicko-automatizérsky časopis, dnes mnoho článkov z informačno-komunikačných technológií, čo je dôsledok 4. priemyselnej revolúcie

36 Film Pasažieri výzvy z oblasti IoT, zmiešanej reality... Link strana 52 celý článok

37 Pasažieri - trailer

38 Výzvy do budúcnosti ERIK KUČERA METÓDY VÝPOČTOVEJ INTELIGENCIE CVIČENIE 11

39 (Veľmi) predbežný harmonogram predmetu na budúci rok

40 Výučba Azure IoT aj pomocou HW Zakúpenie hardvérových prostriedkov pracovné stanovištia do každej dvojice / trojice: Singleboard počítač Raspberry / Dragonboard / Minnowboard Breadboard so sadou základných súčiastok Grove sieťový kit pre zjednodušené zapájanie senzorov, atď. Práca s Windows 10 IoT Core čoraz lepšia podpora

41 Použité zdroje Prednášky ASRAV Štefan Kozák OPC Foundation ATP Journal