Seminář IT v průmyslu II, Brno, 21.4.2015 Industry 4.0 jak z Big Data udělat Smart Data, symbióza IT a realtime na sběrnici Ethernet POWERLINK Robert Charvát B+R automatizace, spol s r.o.
Vývoj průmyslu 4. Inteligentní výroba - smart objekty, mobilní CPU - výrobky a stroje spolu komunikují (internet věcí a služeb) - decentrální, dynamická organizace 3. Automatizace - stroje přejímají činnosti dříve vykonávané ručně 2. Hromadná výroba - výrobní pásy - dělba práce 1. Výroba méně závislá na lidské síle - rychlejší a větší počty kusů 2025 současnost voda/pára elektřina elektronika/it CPS- systémy
Platforma Industry 4.0 v Německu Říjen 2012 doporučení pracovní skupiny Spolkové vládě Duben 2013 - Hannoverský veletrh vznik platformy Industrie 4.0 (profesní sdružení BITKOM, VDMA, ZVEI) www.plattform-i40.de Hlavní cíle: Zachování / zvýšení konkurenceschopnosti německého průmyslu Flexibilní výroba, rychle reagující na změny Individuální výroba až po série velikosti 1 Inovativní obchodní modely (služby, nové formy B2B) Nový způsob práce reagující na demografické změny (prodloužení produktivního věku, skloubení práce a rodiny )
Big Data Co jsou velká data? Informace, které nelze jednoduše zpracovat pomocí tradičních metod (databáze, tabulkový procesor) Proč nelze analyzovat velká data známými metodami? 1. Objem dat velmi obtížné dělat okamžitou statistickou analýzu 500 terabajtů dat 2. Rychlost přichází obrovské množství informací ze všech senzorů. Informace však nemá cenu ukládat, pokud je nedokážeme velmi rychle zpracovat a dát jim význam. 3. Komplexnost dat přirozená řeč, obrazová data, různá analogová a nestrukturovaná datam, která se velmi obtížně analyzují jednoduchými statistickými metodami
Objem dat Business Intelligence Systems Objem Rychlost Různorodost 2,5 TB 50 MB Relevantní informace Minulost Dnes Budoucnost
B&R APROL EnMon management energií Struktura systému Řídicí počítač Vzdálené IO 1 Kontroler 1 EtherNet /IP Energie Analogová hodnota Profibus DP Digitální impulsy M-Bus Jistící prvky Manuální vstup Modbus TCP
B&R APROL ConMon management údržby Struktura systému Řídicí počítač Vzdálené IO 1 Kontroler 1 EtherNet /IP Vibrace Průtok Tlak Proud motoru Nouzové zastavení Profibus DP Ruční zadání Modbus TCP
B&R APROL PDA sběr výrobních dat Komplexní sběr dat Plné zátížení Standby Částečné zatížení v = 30% v = 10% Sběr dat a ukládání dat do historické databáze Efektivnost jednotlivých výrobních zařízení (OEE)
Business Intelligence (BI) Co znamená Business Intelligence? Odkazuje na postupy a procesy pro systematický sběr, analýzu a prezentaci dat v elektronické podobě. Souhrnné údaje jsou použitelné k účinnému monitorování a optimalizaci procesů Reporty a analýzy dat poskytují cenné informace pro rozhodování Jak vyhodnocovat a organizovat velké objemy dat? 1. Sběr dat prvotní data mohou pocházet např. z ERP systému, databáze nebo souboru. Data musí být filtrována, vyčištěna a harmonizována. 2. Analýza jednoduchá analýza možná např. online metodou datových kostek (OLAP). Komplexní statistická analýza se provádí pomocí metody spojené s dolování dat. 3. Prezentace nejrůznější formy grafů a tabulek
B&R APROL Business Intelligence Výhody B&R APROL Business Inteligence Plná integrace funkcí BI do procesního systému B&R APROL Tradiční analýza založená na reportech s pevným obsahem je nahrazena průzkumovou analýzou dat, kde jsou definovány pouze zdroje dat, nikoli jak jsou prezentována. Výrazně jednodušší ovládání a údržba než u jiných podobných produktů Reportovací funkce dostupné pro všechny APROL uživatele Individuální sestavování reportů a vyhodnocení, snadné a rychlé změny (drag-and-drop). Reporty mohou být konfigurovány pro zobrazení na mobilních zařízeních
Business Intelligence příklad Standardní reporting forma a obsah většinou definovány grafické zobrazení Reporting Ad-hoc Uživatelsky definované reporty
Business Intelligence - příklad Dashboard obdoba pilotního kokpitu data reprezentována pomocí tachometrů, grafů, semaforů, map, apod. Dostupnost dat odkudkoli aplikace pro iphone nebo Android pro přístup k dashboardu a reportům
Komunikace v reálném čase
Požadavky na automatizaci ve výrobě Jedna síť pro celou automatizaci Vysoká efektivita, produktivita a spolehlivost Velmi krátké reakční časy, výměna dat v reálném čase Redukce kabeláže a doby instalace Snadné uvádění do provozu, údržba a diagnostika Propojení IT, výroby a řízení
Jedna sběrnice pro veškerou automatizaci Inženýrská stanice a řídicí pult Roboty Vizualizace Průmyslové kamery Pneumatické prvky Vzdálené V/V Čidla Řídicí systém Funkční bezpečnost Brána do jiných sítí Řízení pohonů
Ethernet POWERLINK princip sítě Řešení kolizí pro komunikaci v reálném čase Managing Node řídicí účastník - master Řídí synchronizaci sítě Žádá každý CN pomocí zprávy Poll Request Přiděluje asynchronní část Controlled Node podřízený účastník - slave Posílá data na vyžádání MN
Ethernet POWERLINK princip sítě Účastníci komunikují navzájem Producer / consumer model data tečou přímo mezi účastníky Během cyklu POWERLINKu Pomocí rámců Poll Response (broadcast) Velmi rychlá odezva mezi účastníky (pohony) Pro centralizované i decentralizované architektury řídicích systémů Přímá komunikace nezatěžuje řídicí PLC
Ethernet POWERLINK základní vlastnosti Ethernet POWERLINK je standard, IEC 61784, IEC 61158 POWERLINK používá standardní Ethernet, IEEE 802.3 POWERLINK je software nepotřebuje hardwarovou podporu POWERLINK je open source POWERLINK integruje TCP/IP a CANopen Jakákoliv topologie sítě Jakákoliv síťová infrastruktura Reálný čas Přímá komunikace mezi účastníky Hot plug Vysoká dostupnost Odolnost proti útokům hackerů
IT v doméně reálného času TCP / IP WWW TCP / IP
Vysoká dostupnost sítě Redundance Kruhová redundance Kabelová redundance Redundantní master Rychlé přepnutí na zálohu
Bezpečnost dat Kritická data jsou oddělena od IT světa Doména reálného času je oddělena od světa IT TCP/IP prochází doménou striktně oddělenou od kritických dat Adresování účastníků nepoužívá IP adresy
Odolnost proti hackerům Konfigurace sítě není přístupná zvenčí TCP / IP Adresace sítě nepoužívá IP
Ethernet POWERLINK & Industry 4.0 Ethernet POWERLINK uspokojí potřeby automatizace Reálný čas, velké objemy dat, vysoká dostupnost, funkční bezpečnost, otevřenost Odolnost proti rušení Datová bezpečnost Ethernet POWERLINK integruje stroje a linky do inteligentní továrny Spojuje svět automatizace a IT IT protokoly fungují i v RT doméně a to odděleně od kritických dat Ethernet POWERLINK odpovídá Industry 4.0 a inteneru věcí
DĚKUJI ZA VAŠI POZORNOST B+R automatizace, spol. s r.o. Stránského 39 CZ-616 00 Brno Tel: +420 541 420 3-11 Fax: +420 541 420 3-26 Email: office.cz@br-automation.com http://www.br-automation.com