Jak systémy HMI s rozšířenou realitou zlepšují řízení závodů

Jak systémy HMI s rozšířenou realitou zlepšují řízení závodů

Operátoři mají okamžitě k dispozici informace v reálném čase, což vede k lepší efektivitě, produktivitě i bezpečnosti.

Po několika desetiletích zlepšování efektivity pomocí automatizace výrobních provozů nejsou již nárůsty tak markantní. Od zlepšení produktivity, efektivity a bezpečnosti musí nyní vedoucí přejít k digitalizaci a vybavit své pracovníky nástroji, které jim pomohou zjednodušit standardní činnosti, snížit komplexnost, umožnit informovanější rozhodování, získat rychlejší přístup k vědomostem a zkušenostem a zajistit okamžitý přístup k informacím a odborným znalostem bez ohledu na to, kde se nacházejí.

I když spousta takových nástrojů není dnes již ničím novým, rozvoj bezdrátových sítí v provozech a technologie IIoT (průmyslový internet věcí) urychlují digitální transformaci provozu a přispívají ke skokovým změnám. Významnou součástí této změny je větší mobilita pracovníků a jejich přístup k použitelným datům, což přináší výhody v podobě vyšší produktivity, informovanějšího rozhodování a rychlejšího řešení problémů, a to vše se odráží na celkově lepší efektivitě provozu. 

Pokročilé HMI podporuje mobilitu pracovníků

V minulosti operátoři monitorovali a spravovali informace o závodu, strojích a procesech na počítačovém rozhraní mezi člověkem a strojem (HMI) od stolu v řídicích místnostech. Tyto monitory byly nyní z velké části nahrazeny systémy HMI umístěnými přímo v provozech u konkrétního stroje nebo zařízení, i když většinou nabízejí jen omezený počet funkcí. Modernějším přístupem je umožnit zaměstnancům větší mobilitu pomocí průmyslových, vysoce výkonných mobilních a ručních technologií HMI. Mobilní zařízení dávají pracovníkům více volnosti, odpoutávají je od židle v řídicí místnosti a umožňují operátorům dohlížet na provoz i řešit problémy přímo v terénu nebo na provoze. Některé činnosti budou i nadále vyžadovat fixní HMI, ale u většiny je výhodnější zavést mobilní technologie HMI. Příkladem může být úprava referenčních hodnot a sledování její účinnosti. Pokud budou operátoři vyžadovat pomoc od pracovníků údržby, mohou se s nimi spojit přes mobilní HMI a společně řešit problém na místě. 

Rozšířená realita

S nepřetržitým rozvojem technologií se rozvíjí také koncept HMI a integrace rozšířené reality (AR z anglického Augmented Reality) nově definuje rozhraní mezi člověkem a strojem. Účelem zavedení technologie AR je obohatit fyzický svět uživatele o počítačem generovaný obsah. Pomocí AR je možné přidávat informace v reálném čase do okolního prostředí, což je mimořádně užitečné k hodnocení aktuálních podmínek pro informovanější rozhodování. Tyto doplňkové audiovizuální informace získáváme z elektronických nebo IT zařízení.

AR se hodí do výrobních a zpracovatelských oborů, kde umožňuje operátorům využívat technologii v rámci standardních zobrazovacích nástrojů HMI k provádění úkonů v různých fázích procesu, a tím zlepšovat efektivitu výroby, snižovat riziko chyb a minimalizovat prostoje ve výrobě nebo kvůli údržbě. Díky AR mohou být operátoři okamžitě informováni o problémech nebo požadavcích závodu. Mohou navštěvovat provoz, získávat informace v reálném čase, řídit se návody k výkonu určitého úkolu a zadávat referenční hodnoty přímo na místě.

Původně se AR používala převážně v chytrých telefonech a tabletech, kde bylo možné snímky získané přes integrované webkamery rozšířit o elektronické informace na základě konkrétních potřeb a zeměpisné polohy. Příchod nositelné elektroniky a zařízení se smíšenou realitou rozšířil možnosti použití a vytvořil nové příležitosti pro provoz. Díky možnosti mít HMI na sobě při práci v terénu nebo na provoze má operátor volné ruce a může vykonávat úkoly jako ruční údržbu, mít procesy nepřetržitě pod kontrolou a okamžitě a cíleně jednat podle potřeb výrobního procesu.

Augmented reality Movicon

Zařízení s AR jsou přes wi-fi napojena na počítač, jenž spravuje dohledový systém, na který jsou napojena další provozní zařízení. Zařízení se často dodávají v sadách včetně ochranných brýlí a přileb vybavených displeji, kamerami, audiotechnikou, wi-fi připojením a bateriemi pro maximální flexibilitu. Nositelné obrazovky mohou zobrazovat dynamické informace v reálném čase týkající se daného úkolu a zároveň zpracovávat data, stavy systémů, upozornění, požadované úkony a užitečné informace. Operátoři mohou na základě upozornění interpretovat požadované příkazy jako spustit, zastavit, úprava referenčních hodnot a žádosti o pokyny.

V oblasti údržby se systémy AR používají k zobrazování dokumentace, např. manuálů k opravované části, a zároveň k handsfree komunikaci s provozními středisky pomocí bezdrátového připojení. Možnost okamžitého zobrazení relevantních dat v důsledku výrazně snižuje riziko lidské chyby při provádění úkonu. Záběry, kdy operátor hovoří ke stroji, požaduje informace, řeší pokyny nebo pomocí gest ovládá spuštění či změnu procesů, již není žádným sci-fi. Stroje navíc mohou žádat obsluhu, aby provedla požadované pokyny nebo ruční úkony podle dané situace, radí obsluze během určité činnosti a zabraňují nepřesnostem nebo neefektivnosti.

Ačkoli systémy AR pravděpodobně zůstanou spíše doplňkovým řešením, než aby zcela nahradily pracovní stanice podporující tradiční pracovní postupy, funkce handsfree u takových zařízení umožňuje daleko větší flexibilitu a rychlost během výrobních fází, než je tomu u standardních systémů HMI. Nositelné technologie a systémy se smíšenou realitou usnadňují i zjednodušují provozní činnosti, poskytují řešení, které je dokonale integrováno s dozorovými a HMI technologiemi, jež se běžně používají k řízení automatizovaných systémů a údržbových činností.

automtiveok

Hlavní funkce nositelné technologie HMI s AR:

  • bezprostřední informace o tom, jaké úkony je nutno provést podle dané situace
  • zobrazení informací v reálném čase týkajících se automatizovaných systémů
  • upozornění a relevantní pokyny
  • přístup k návodům k údržbě
  • skenování čárového nebo QR kódu s relevantními poznámkami v reálném čase
  • spojení a interakce s dalšími operátory ve vzdálených operačních střediscích
  • interaktivní/holografické 3D zobrazení automatizovaných systémů
  • přístup k informacím přes internet
  • provozování HMI na základě slovních pokynů a gest
  • rozpoznání strojních dílů a bezprostřední přístup k relevantním informacím
  • použitelné informace

Využíváním AR a přijetím zavedených praktik mohou pracovníci přinést do provozu i do podniku přidanou hodnotu. Zařízení s AR například optimalizují práci v terénu, jelikož umožňují operátorům okamžitou interakci s řídicími systémy, aniž by se museli odebrat k pracovnímu stolu. To umožňuje operátorům pracovat efektivněji, adekvátně reagovat na stávající situace a informovaněji se rozhodovat.

Pracovníci údržby mohou zasahovat rychleji a provádět údržbu na místě podle pokynů a řešení k problémům, což v konečném důsledku sníží prostoje zařízení. Další výhodou je snížení času na školení. Pokud mají méně kvalifikovaní anebo zkušení pracovníci přístup k užitečným informacím a mají možnost spolupracovat s kvalifikovanými odborníky, nejsou organizace omezeny nedostatkem kvalifikované pracovní síly nebo cestovními omezeními. 

HMI s rozšířenou realitou

Emerson je jedna z prvních společností, která nabídla řešení AR pro SCADA/HMI a poskytla tím pracovníkům okamžitý přístup k velkému množství dat. Nositelné technologie a zařízení se smíšenou realitou usnadňují operátorům řízení procesů a poskytují informace v reálném čase týkající se zařízení nebo procesu, na kterém pracují. AR je ve společnosti Emerson součástí platformy Movicon.NExT SCADA/HMI, což znamená levnější implementaci a rychlejší návrat investic.

Společnost poskytuje aplikace, které podporují skleněná chytrá zařízení se systémem Android a HoloLens s Windows 10. Tato zařízení dokážou zobrazit jakákoli aktuální i historická data nebo informace včetně nastavení referenčních hodnot, údržby, pokynů, čárových kódů a dalších funkcí. Obsluha může nyní navíc verbálně hovořit se stroji, požadovat informace a zadávat pokyny. Díky přímé komunikaci se systémy může ovládat a nastavovat procesy i pomocí gest. Stroj může také požádat obsluhu, aby provedla nezbytné pokyny, a poskytnout detailní instrukce k provedení údržbových prací přímo na místě, aby se ušetřil čas a nedošlo k chybám.

Technologie HMI s AR rovněž používá videokameru a umělou inteligenci, pomocí nichž dokáže rozeznat zařízení nebo části závodu. Tato technologie funguje na jakémkoli mobilním zařízení s videokamerou a prohlížečem HTML5 a automaticky zobrazí okna s relevantními informacemi. To umožňuje operátorovi okamžitě získat potřebné relevantní informace, takže řízení složitých závodů je o hodně jednodušší. 

beverage1

Závěr

Integrace AR do platforem SCADA/HMI a s tím spojená dostupnost použitelných informací přes nositelné technologie a zařízení se smíšenou realitou nabízí potenciál pro další zlepšení efektivity. Možnost mít HMI na sobě při práci v průmyslovém závodě dává operátorům větší kontrolu nad aktuální situací, umožňuje jim rychle zasahovat, kdykoli a kdekoli si to proces vyžaduje, a pomáhá jim rychleji jednat a informovaněji se rozhodovat. HMI s AR mají potenciál způsobit zásadní převrat ve způsobu, jak operátoři řídí procesy, optimalizují produktivitu a snižují prostoje.

https://www.progea.com/soluzioni/augmented-reality-hmi/?lang=en

Emerson

Jsme přední světový dodavatel technologií pro automatizaci. Nabízíme automatizační řešení, řídicí a bezpečnostní systémy a pomáháme podnikům automatizovat jejich výrobu, zpracování či distribuci. Naše společnost nabízí pneumatické prvky, elektromagnetické ventily, tlakem ovládané ventily, dodávky rozváděčů, technické poradenství. Dodáváme profesionální software a systémy, které se uplatňují v chemickém, ropném a plynovém průmyslu, dále např. v potravinářském a farmaceutickém průmyslu nebo energetice. Rychlé a spolehlivé dodání je z naší strany nezbytné pro minimalizaci prostojů. 

 

www.emerson.com/cs-cz