Detekce poruch a IIoT: Zastřešení pro cloudová řešení

Detekce poruch a IIoT: Zastřešení pro cloudová řešení

Definujte a analyzujte data a vylepšete tím provozní efektivitu.

Pokud řídíte servisní a údržbářské práce vaší společnosti, ať už v národním, či globálním měřítku, řekněme, že vyrábíte např. deštníky, pak o každém provozovaném stroji ve vašem podniku lze říci, že se u něho mohou vyskytnout četná místa poruch (příznaky), a to z mnoha příčin. Vaším hlavním úkolem a výzvou je spravovat různá výrobní aktiva po celém světě s cílem zlepšit jejich výrobní výkon, optimalizovat spotřebu energie a vytvořit takový systém, který bude viditelný pro všechny podnikové uživatele prostřednictvím cloudového řešení. Jedná se o projekt patřící do sféry průmyslového internetu věcí (Industrial Internet of Things – IIoT).

Každý jednotlivý kus zařízení je aktivem vaší společnosti. Inteligentní software pro správu aktiv je schopen přehledně uspořádat všechna dostupná data týkající se jednotlivých zařízení do opakovaně použitelných kategorií (aktiv), které mohou být organizovány podle podnikové hierarchie a typologie, díky čemuž je vytvořen jasný a přehledný systém.

Tyto kategorie aktiv dále mohou obsahovat všechna metadata (tj. data, která dávají informace o jiných datech), například název výrobce, sériové číslo, konstrukční číslo, výrobní data z reálného času, a poskytují grafické šablony („chytré“ symboly) a trendy, jež jsou potřebné pro vizualizaci a přehled ohledně rozmanitých typů strojů a zařízení dané společnosti. Jakmile jsou tyto kategorie aktiv definovány, mohou být snadno uspořádány dle příslušné úrovně podnikové hierarchie, aby bylo možno definovat veškerá zařízení a entity, které mají být monitorovány.

Detekce poruch a diagnostika

Použití inteligentního softwaru pro správu aktiv je začátek, jelikož máte k dispozici způsob, jak identifikovat a spravovat aktiva ve snadno spravovatelné hierarchické struktuře. Dalším krokem je propojení tohoto systému se systémem detekce a diagnostiky poruch (Fault Detection and Diagnostics – FDD). Když tedy máte jednotlivé výrobní stroje propojeny jako spravovatelná aktiva, jsou vám k dispozici následující informace: 

  • data ohledně stavu zařízení, včetně alarmových hlášení;
  • data z historie;
  • analýza historie (s uvedením křivek účinnosti a využívání energie);
  • akumulace doby chodu zařízení / akumulace prostojů podle příčin;
  • dostupnost technické dokumentace po síti do systému počítačem podporovaného navrhování (CAD);
  • dostupnost výrobních dat od každé jednotlivé výrobní jednotky ze systému plánování podnikových zdrojů (ERP);
  • údaje ohledně objednávek na údržbářské a servisní práce získané po síti ze systému řízení podnikového majetku (EAM);
  • pravidla pro detekci poruch. 

FDD software pomáhá významným způsobem snižovat náklady a zvyšovat provozní efektivitu. Zahrnuje uživatelsky přizpůsobitelné předpisy, díky nimž je obsluha schopna vyhodnotit pravděpodobnost blížící se poruchy zařízení a doporučit bezprostřední preventivní opatření, která lze přijmout dříve, než dojde k závadě, což přispívá ke zvýšení úrovně bezpečnosti a k optimalizaci energetických úspor.

Když už na zařízení dojde k defektu, FDD software analyzuje aktuální a historické informace a souvislosti mezi příznaky/příčinami, kterým se tento systém přiučil, provádí inteligentní algoritmy a poskytuje uživatelské pokyny se seznamem pravděpodobných příčin, jež jsou seřazeny podle pravděpodobnosti. Tento způsob bezprostředního vedení zkracuje střední dobu pro provádění diagnostiky a oprav a tím pádem snižuje náklady na prostoje zařízení a celkovou údržbu. 

Použití cloudového řešení

Kombinace inteligentního softwaru aktiv a systému FDD představuje jen dvě třetiny z kompletního řešení pro správu aktiv pomocí IIoT. Dodatečný díl spočívá v propojení těchto systémů do cloudu.

Existuje několik důvodů pro to, abychom zvážili přijetí strategii IIoT na bázi cloudu v souvislosti se správou aktiv v rámci výrobního podniku, včetně:

  • nutnosti zajištění doby provozuschopnosti;
  • nutnosti zajištění bezpečnosti informačních technologií (IT);
  • nutnosti zajištění progresivních IT a provozních zařízení;
  • nutnosti zajištění celosvětového přístupu k nashromážděným datům. 

Bez možnosti připojení zařízení zpoza firewallu a bez bezpečné publikace dat do aplikací na bázi cloudu nebudou organizace moci využívat výhod pokročilé analytiky prostřednictvím výpočetního výkonu v cloudu. IIoT brány v podobě hardwarových zařízení a softwarových doplňků ke stávajícím nainstalovaným aplikacím uvnitř výrobního podniku či budovy hrají důležitou roli v bezpečném připojení věcí do cloudu.

IIoT brána poskytuje most mezi on-premise (lokální řešení; pořízené licence instalované na vlastním hardwaru) komunikační sítí a komunikační síti na bázi cloudu. Někdy to bývá označováno jako „zařízení elektronického sběru dat“ a IIoT brána zde zajišťuje datové připojení ke koncovým zařízením, a to kompletně v rámci lokálního řešení. Zařízení je rovněž vybaveno komunikační cestou, která zajišťuje datovou konektivitu mezi ním a cloudem. Komunikačním protokolem v průmyslových odvětvích automatizace procesů, podniků a budov je příznačně průmyslový standardní protokol, jako je např. jednotná architektura OPC (Open-platform communications unified architecture – OPC UA), standardizovaný komunikační protokol pro automatizační a řídicí systémy budov  (Building automation control network – BACnet), Modbus, standardizovaný protokol aplikační vrstvy pro správu sítě a síťových zařízení (Simple network management protocol – SNMP) nebo webové služby, ale rovněž to může být patentovaný komunikační protokol. Komunikační cesta musí být vysoce zabezpečená a je často založena na mechanismu publish/subscribe (pub/sub). Nově rozvíjející se komunikační protokoly používané pro tyto účely zahrnují pokročilý protokol Advanced message queuing protocol – AMQP a protokol Message queuing telemetry transport – MQTT.

Spojením všech tří složek budete schopni vizuálně sledovat výrobní procesy, které probíhají v různých provozovnách na světě, přijímat bezprostřední hlášení o poruchových stavech v důsledku FDD analýzy a patřičně řídit pracovníky údržby díky inteligentní technologii aktiv a připojení do cloudu, které je poskytnuto každé provozovně prostřednictvím IIoT brány.

Melissa Toppová je ředitelka pro globální marketing společnosti ICONICS Inc.

Řízení a údržba průmyslového podniku

Časopis Řízení a údržba průmyslového podniku již přes 10 let patří mezi neodmyslitelný zdroj informací v oblasti průmyslové údržby a diagnostiky. Část obsahu je z pera licenčních autorů Plant Engineering z USA.

www.udrzbapodniku.cz