Vliv internetu věcí na udržitelnost v průmyslových závodech

Digitální dvojče využívající software Plant Simulation od společnosti Siemens zobrazené vedle fyzického systému, aplikace polohování s robotem pro manipulaci s materiálem na kolejnici. Obrázek poskytla společnost Patti Engineering Digitální dvojče využívající software Plant Simulation od společnosti Siemens zobrazené vedle fyzického systému, aplikace polohování s robotem pro manipulaci s materiálem na kolejnici. Obrázek poskytla společnost Patti Engineering

Internet věcí (IoT) může průmyslovým podnikům pomoci shromažďovat více informací a využívat je k udržitelnějšímu a efektivnějšímu provozu. Podívejte se na čtyři přínosy průmyslového IoT pro OEE (celkovou účinnost zařízení).

Když lidé přemýšlejí o udržitelnosti, často se jim vybaví větrné turbíny a solární panely, které jsou však pro firmy jen malou součástí snah o udržitelnost. Skutečná definice udržitelnosti zahrnuje tři různé, ale vzájemně propojené položky – planetu, zisk a lidi.

Planeta – zahrnuje uhlíkovou stopu, spotřebu vody a kvalitu ovzduší.

Zisk – zahrnuje všechny položky, které ovlivňují ziskovost společnosti. Veškeré společnosti chtějí zůstat na trhu a být konkurenceschopné. Odstraněním nebo zamezením nákladů mohou organizace zvýšit ziskovost nebo snížit ceny a získat větší podíl na trhu.

Lidé – Tato složka se týká lidí – interních i externích, kteří jsou ovlivněni tím, co společnost dělá, stejně jako jejími produkty a procesy. Bez oddaných a spokojených zaměstnanců by bylo těžké podnik udržet. Klíčovou technologií, která pomáhá ve všech aspektech tohoto úsilí o udržitelnost, je internet věcí (IoT). 

Co je IoT?

V 80. letech 20. století se zrodil internet věcí, když studenti na univerzitě Carnegie Mellon použili internet, mikrospínače a kontrolky k dálkovému sledování automatu na limonády, aby zjistili, zda v něm došly nápoje, a vyhnuli se tak zbytečným návštěvám automatu. Tento vynález internetu věcí pomohl ušetřit čas. Počet a využití internetu věcí v průběhu let rostl a v roce 1999 dostal internet věcí oficiální název a byl spojen s technologií radiofrekvenční identifikace (RFID). Kolem roku 2010 se využití internetu věcí rozšířilo do mnoha různých směrů v komerčních a průmyslových aplikacích.

Internet věcí propojuje lidi s miliardami zařízení a zároveň shromažďuje a sdílí velké množství dat. V chytré domácnosti mohou samostatně uklízející vysavače ulehčit domácí práce a termostaty se naučí naše návyky a přizpůsobí se sezónním změnám, takže časové termostaty se stanou téměř zbytečnými. Každé zařízení může poskytnout velké množství údajů, které je třeba vyladit pro dosažení co největšího přínosu. Přínosné údaje poskytují také průmyslová zařízení.

Průmyslový IoT

Použití internetu věcí v průmyslových aplikacích se nazývá průmyslový internet věcí (IIoT). IIoT shromažďuje informace, které pomáhají průmyslovým podnikům stát se udržitelnějšími. Informace jsou nejmocnějším nástrojem lidstva. Průmysl již léta používá různé protokoly, aby zařízení učinil inteligentnějšími a získal větší přehled o procesech. Hlavním cílem je získat více informací pomocí menšího počtu zařízení.

Standardizace je stálým problémem, protože některé protokoly jsou proprietární povahy. Běžné řídicí systémy nebyly v minulosti chytré. Nedostatečný přehled o zařízeních v provozu ponechává prediktivní údržbu náhodě a k selhání systému může dojít v nejnevhodnější dobu. Problémy s interoperabilitou provozních protokolů často vyžadují zásah inženýrů, nikoli techniků údržby.

Proprietární protokoly stále způsobují problémy s interoperabilitou a představují výzvu pro pracovníky údržby zařízení, ale průmyslový Ethernet mnohé z těchto problémů odstranil. Lokální sítě (LAN) a virtuální sítě LAN (VLAN) jsou nyní v průmyslovém řízení nejpoužívanějšími metodami. Senzory a přístroje sice nejsou nutně součástí internetu věcí, ale poskytují data, která řídí internet věcí na podnikové úrovni. Úkolem IIoT jakožto podmnožiny internetu věcí je shromažďovat a sbírat tyto důležité informace o zařízeních. Manažeři mohou ze svých řídicích systémů získat množství smysluplných dat a využít je v rámci úsilí o udržitelnost své společnosti.

Bezpečnost je také nejvyšší prioritou a klíčovým ukazatelem, který ovlivňuje lidi a zisk v rámci udržitelnosti. Preventivní údržba kontrolovaným způsobem snižuje riziko pro lidi a zařízení a přispívá tak k vyšší bezpečnosti procesů. Závody mohou využít IIoT k poskytování nezbytných systémových informací pro zajištění bezpečnosti personálu.

Čtyři přínosy IIoT pro OEE

Také celková účinnost zařízení (OEE) ovlivňuje aspekt ziskovosti při snahách o udržitelnost. V ideálním světě by tato metrika byla vždy 100 %, což znamená, že stroje by běžely po 100 % času a zajišťovaly 100 % produkce. IIoT může podnikovým manažerům poskytovat historická data k analýze výkonnosti výrobních linek. Tyto informace mohou poskytnout údaje o tom, jak zvýšit výrobu, aniž by to mělo dopad na bezpečnost nebo kvalitu. Zvyšte udržitelnost z hlediska planety, zisku a lidí těmito způsoby:

1. Spotřeba vody a kvalita ovzduší

Průmyslové závody mohou využívat IIoT k monitorování spotřeby vody. Na mnoha místech na světě nejsou dostatečné zásoby vody. Pomocí senzorů rozmístěných po celém objektu mohou manažeři udržitelnosti analyzovat údaje o spotřebě vody a zjistit, které stroje nebo procesy jsou náročné na spotřebu vody nebo jí plýtvají. Manažeři udržitelnosti mohou zlepšit kvalitu ovzduší emitovaného z objektů pomocí inteligentních senzorů. Manažeři mohou analyzovat shromážděná data a zmírňovat škodlivé emise, čímž zajišťují bezpečnost lidí a životního prostředí.

2. Dodavatelský řetězec

Společnosti, které se snaží minimalizovat dopad dodavatelského řetězce na planetu, mohou sledovat a kontrolovat spotřebu paliva ve vozových parcích. Ve spolupráci s řidiči vozového parku mohou společnosti snížit svou uhlíkovou stopu. Totéž lze aplikovat na nákladní lodě s využitím velkých dat (Big Data) a IoT ke zmírnění dopadu na životní prostředí.

3. Spotřeba energie

IIoT může také určovat množství spotřebované elektřiny. Největšími spotřebiteli energie na světě jsou zpracovatelské závody a továrny. Mnoho lidí může překvapit, že náklady na spotřebu elektrické energie motorem se vyrovnají ceně samotného motoru už za několik měsíců, pokud běží 24 hodin denně 7 dní v týdnu. Dalším snadným cílem v oblasti spotřeby energie je přidání inteligentního ovládání osvětlení. Senzory mohou zjistit, zda je prostor neobsazený, a světla vypnout. Senzory v kombinaci s LED diodami namísto zářivek nebo v horším případě žárovek mohou výrazně ovlivnit spotřebu energie. IIoT může být mocným nástrojem pro snížení nákladů, pokud se použije k analýze dat z monitorů spotřeby energie.

4. Uhlíková stopa

Zaměstnancům záleží na tom, jak se jejich společnost chová. Oceňují práci pro etické společnosti, zejména pokud jde o životní prostředí. Chápou, že jejich práce ovlivňuje jejich rodiny a komunity. Organizace jsou si vědomy potřeby společenského souhlasu s jejich činností. Využívají velká data a internet věcí ke snížení uhlíkové stopy a znečištění.

Průmyslové podniky mohou využívat IIoT ke zvýšení úsilí o udržitelnost snížením spotřeby vody a energie a odstraněním škodlivých emisí. Tato opatření vytvářejí bezpečnější prostředí, snižují náklady a zvyšují spokojenost zaměstnanců. Organizace tím získávají pozornost veřejnosti, kde se mnoho lidí zasazuje o to, aby se společnosti chovaly jako dobří správci planety. Využitím IIoT ke sběru dat v rámci celého podniku mohou podniky a spotřebitelé přispět k potřebným změnám v komunitách a zemích, aby zvýšili udržitelnost a projevili pozitivní vliv na planetu, zisk a lidi.

Mark Adair, PMP, projektový manažer společnosti Maverick Technologies, která je součástí Rockwell Automation Company, a obsahový partner CFE Media and Technology. Upravil Chris Vavra, ředitel pro webový obsah časopisu Control Engineering, CFE Media and Technology, Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript..

Control Engineering Česko

Control Engineering Česko je přední časopis o průmyslové automatizaci. Je vydáván v licenci amerického Control Engineering, které poskytuje novinky z této oblasti více než 60 let.

www.controlengcesko.com