Az ipari informatika sokszínű terep: az OT- és IT-rendszerek integrációjától kezdve a mesterséges intelligencián, a digitális ikrek technológiáján át a különböző IoT-, ipari 5G-, valamint felhőalapú technológiákig rendkívül széles az alkalmazhatósága. Azonban úgy látszik, hogy a technológia megléte mellett a sikeresség kulcsa annak alkalmazásában, az alkalmazás képességében rejlik, a legtöbb esetben ugyanis éppen ez okozza a digitalizációs projektek kudarcát. Magyar Gáborral, a BME oktatójával, korábbi tanszékvezetőjével és Kovács Lászlóval, a BME Ipar 4.0 Technológiai Központ vezetőjével néztük át a trendeket, kitérve a technológiák mellett azok gyakorlati alkalmazásaira is.
TOP 5 trend az ipari informatikában
|
A jövő trendjei az ipari informatikában
Kovács László szerint a technológia önmagában nem váltja meg a világot, sokkal inkább az, hogy képesek vagyunk-e azt megfelelően implementálni a folyamatainkba. A szakértő szerint az ipar 4.0 arról szól, hogy az informatikát, ezen belül is leginkább a termelés során begyűjtött adatokat egyre nagyobb mértékben felhasználjuk-e ahhoz, hogy döntéseinket azok alapján hozhassuk meg. A technológia adott, és viszonylag könnyen implementálható, a fő problémát a szemléletmód elsajátítása jelenti.
A digitalizációhoz meg kell tanulni máshogy gondolkozni, hogy képesek legyünk az előnyeit valóbban a hasznunkra fordítani. Például nemcsak új gyártósor telepítésével lehet hatékonyabbá tenni a termelést, hanem a meglévő, kisebb hatásfokú sorok „felokosításával” is, ami sokkal fenntarthatóbb megoldás, és itt jöhetnek szóba az ipar 4.0-s megoldások és ipari informatikai rendszerek. „Az ipari folyamatokban lényegében minden kézzelfoghatót, sőt minden „virtualizált valamit és valakit” is adatokkal reprezentálunk. Nézzünk e közhelyesnek számító mondat mögé. A nagy változást (a diszrupciót) a digitális technológiák két fontos tulajdonsága teszi lehetővé. Egyrészt hálózatba tudunk kapcsolni mindent, másrészt a digitális reprezentáció hiba nélkül lemásolható, többszörözhető akárhányszor. Az ipari informatika mai fejlődése ezek mentén történik” – foglalta össze a főbb irányvonalakat Magyar Gábor, a BME szakembere.
A villamosmérnök végzettségű szakember hozzáteszi, hogy egyre több jelenséget képezünk le adatokra szenzorokkal, amelyeket IoT-rendszerek kapcsolnak az internetbe. A hálózatosodás miatt az ipari folyamatok minden részlete összekapcsolható, nyomon követhető, illetve vezérelhető-szabályozható (gyorsan, akár azonnal is). A szakember szerint a vezérlés-szabályozás logikájának helye elválhat a gépektől, távolabbi adatközpontba, felhőbe költözhet, ahol az erőforrások rugalmasabban allokálhatók a különböző feladatokhoz. A működés közben gyűjtött hosszú adatsorokban gyorsabban kiütköznek az anomáliák, így azonnali beavatkozás, sőt a hibák előrejelzése is gyakran lehetséges. Az aktuális fejlesztések is e trendbe illeszkednek.
Egyre pontosabb és robusztusabb szenzorok és aktuátorok jelennek meg, sokéves autonóm tápellátással. Ezek immár nagyon kis késleltetésű hálózatba kapcsolhatók, az ipari 5G-campusok gazdaságos és az ipari szereplők által kézben tartható megoldást kínálnak erre. Terjedni fognak a felhőalapú megoldások, meglehet, hogy az ipari területen a hibrid architektúra dominanciájával. Magyar Gábor szerint túlzás forradalminak nevezni például a mikroadatközpontok megjelenését. Az IoT-végpontok sokszorozódása lesz a nagy változás. Ezzel nagyon sok „valami” kapcsolódik az internetre, többek között az ipari folyamatokban is. Egyre sűrűbb a hálózat és egyre nagyobb a forgalom, logikus, hogy az adatok tárolásából és feldolgozásából amit lehet, vigyünk közelebb a felhasználási helyhez. Továbbá azt javasolja, hogy tegyük a hálózat szélére (edge), kisebb terjedési idővel, kevesebb potenciális hálózati problémával. A távoli eszközök menedzsmentje mindig nehezített feladat volt, különösen ipari vagy szabadtéri helyszíneken.
OT-IT integráció
Manapság forró témának számít az ipari informatika, vállalati digitalizáció terén az OT- és IT-rendszerek összehangolása. A helyzetet Kovács László – aki maga is komoly tapasztalatot szerzett a telcoszektorban – a 2000-es években a távközlés terén lezajlott változáshoz hasonlítja. Amellett, hogy az informatika egyre jobban begyűrűzik a gyártástechnológiába, gyakorlatilag a gyártás és az informatika területe „szögesdróttal van elválasztva”, vagyis teljesen más gondolkodás jellemzi a két területen dolgozókat. Ezért az integráció szerinte nem műszakilag okoz nehézséget, inkább a szakemberek eltérő gondolkodásából ered, ami sok digitalizációs projekt bukását eredményezte. Ezt az oldhatja fel, ha megtanulnak a terület képviselői egymás agyával is gondolkozni.
Digitális ikrek a gyakorlatban
Ma már több olyan ipar 4.0-s megoldás is megjelent, amely napi szinten könnyíti meg a termelést. Ezek között talán a legismertebb a digitális ikrek ipari alkalmazása. A BME Közlekedésmérnöki Karon is kifejlesztettek egy digitálisiker-rendszert autonóm járműfunkciók fejlesztéséhez és vizsgálatához, amelyet (https://automateddrive.bme.hu/blog) több hazai és nemzetközi kutatási együttműködésben használnak.
Magyar Gábor kiemeli, hogy a technológia nyilvánvalóan hasznos a fejlesztés és a tesztelés idején. Például autonóm járművek típusteszteléséhez forgalmi helyzetek ezreiben kell megvizsgálni a jármű működését. Olcsóbb és kevesebb kötöttséggel jár ezek nagy részét virtuális világban megalkotni, például úgy, hogy a kritikus teszteket a fizikai valóságban és annak digitális ikerleképzésében is végrehajtják, ám utóbbiban sokkal nagyobb számban végzik el. Lehet, hogy a járművek jövőbeli forgalomba helyezéséhez is lesznek majd ilyen „vizsgaközpontok”.
Kovács László szerint azonban a digitálisikerpár-technológia sokak számára ma még ismeretlen terület. Magyarországon kevés helyen alkalmazzák, pedig valójában számtalan, gyakran egyszerű dolgot érthetünk alatta: segítségével bármely valós, fizikai rendszert leképezhetjük, így például gyártósorok, szerszámok virtuális 3D-modelljein történő teszteléssel jelentős időt és költséget takaríthatunk meg egy új termékre való átállásnál. A kutatóközpontnak is több ilyen digitálisikerpár-demója működik, például egy palettázó robot, amely munkadarabokat pakol át, lehetőséget adva a PLC-kód tesztelésére 3D-ben.
Mesterséges intelligencia alkalmazása az iparban
Akkor érdemes mesterséges intelligenciát használni, ha nagyon sok adatunk van. Az ipar az egyik nagy terület, ahol az IoT révén nagy mennyiségű adat nyerhető ki. A mesterséges intelligenciára egyrészt sok rutinfeladatot rá lehet bízni, másrészt folyamatosan és fáradhatatlanul képes figyelni azt, amit rábíztak. Sőt, azt is „észreveszi”, hogy van-e más alternatíva a működtetésre a hatékonyság szempontjából. Javaslatai ugyan nem mindig életszerűek, de a döntés mindig az ipari folyamatokat ismerő szakemberé. „A mesterséges intelligenciának nagy szerepe lesz a rugalmas, hosszabb távon is fenntartható optimalizálásban, miközben a költségek növekedését kordában kell tartani” – hangsúlyozta Magyar Gábor.
Kovács László a BME Ipar 4.0 Technológiai Központhároméves k+f-projektjét hozza példaként, amelyben a Knorr-Bremse valós üzleti igényére kerestek ipar 4.0-s megoldást. Ebben az esetben például próbálkoztak szenzorokkal, de a különböző alkatrészek és folyamatok eltérő volta miatt ez költséges megoldásnak bizonyult. Így a szerelőállomások fölé költséghatékony Raspberry Pi-egységekhez kapcsolódó kamerákat szereltek, és a mesterséges intelligenciát képfelismerés segítségével, algoritmusok használatával megtanították arra, hogy mely fázisban hogyan néz ki a munkadarab. A módszer segítségével végül ki tudták számítani a szerelés tényleges időtartamát, amiből a hallgatók bevonásával alkalmazást is készítettek.
Ipar 4.0 - Hazai körkép, hol tartunk az ipar 4.0 terén?
„Az aktuális helyzet siralmasnak mondható, nagyon sok teendő van ezen a téren” – mondja Kovács László, a BME Ipar 4.0 Technológiai Központ vezetője. A nagyvállalatok többségénél előfordul, hogy a termelés során nem használják ki a digitalizáció nyújtotta előnyöket, például nem gyűjtik, vagy ha gyűjtik is, nem optimalizálják a termelésüket az adatok alapján.
A magyar kkv-k hatékonysága pedig csupán az EU-átlag fele. Pedig a digitalizáció nagy segítséget tudna nyújtani nekik, de az a tapasztalat, hogy nehezen vágnak bele, és sokszor elakadnak, mert nincs, aki megfelelő szakmai iránymutatással végig tudná vezetni őket ezen az úton. A 200 fő fölötti vállalatoknál kicsit jobb a helyzet, de náluk is sok lehetőség van bővülésre. A szemléletformálás, szakmai iránymutatás az, ami valójában a digitalizáció felé vezető legfontosabb lépés a vállalatoknál. Ez alapvetően állami feladat, de például az egyetem és az ipar kapcsolatának erősítésére létrehozott, karoktól függetlenül működő Felsőoktatási és Ipari Együttműködési Központ (FIEK) és az ennek részeként működő BME Ipar 4.0 Technológiai Központ is azért dolgozik, hogy közelebb hozza a technológiát, megismertesse azt a vállalkozásokkal, építve az egyetem infrastruktúrájára, a részt vevő tanszékek oktatóinak tudására és hallgatóik kreativitására.
Kovács László, a központ vezetője emellett két programot említ, amelyek kifejezett célja, hogy segítséget nyújtsanak a digitalizáció felé tartó vállalatoknak. Az egyik a Digital Coach program, amely a Ruhr-Universitat Bochummal közösen egy új szakmát hivatott létrehozni olyan szakemberek képzésével, akik ismerik a technológiát, de stratégiai gondolkodásukkal, menedzsmentszemléletükkel segíthetik a vállalatokat. A képzés terve és tananyaga az év végére készül el, utána épülhet be az egyetem képzési programjába. A központ folyamatosan, havi rendszerességgel tart ingyenes szemléletformáló workshopokat, emellett ősztől a Kürt Akadémiával közösen egy 8+1 alkalmas, fizetős ipar 4.0-s képzés is indul majd.
Szerző: Myat Kornél
Cikkünk eredetileg a GyártásTrend magazin szeptemberi lapszámában jelent meg, amely ezen a linken olvasható.
