Przemysł 4.0 przyspiesza. Konieczność zdalnego zarządzania produkcją

Pytanie brzmi: dlaczego w 2020 r. tak wiele firm nie decyduje się na wdrożenie nowoczesnej automatyzacji? W odpowiedzi podawane są zarówno argumenty ekonomiczne, jak i techniczne. Obalamy mity.

Przede wszystkim w zdecydowanej większości przypadków nie ma ograniczeń technicznych. Każdy doświadczony integrator – np. firma SKAMER-ACM – może zautomatyzować proces. Jedynym ograniczeniem w zdalnym zarządzaniu produkcją może być dostęp do Internetu, ale ten problem w Polsce nie istnieje. Żyjemy w „globalnej wiosce” i mamy dostęp do najnowszych rozwiązań sprzętowych, a nasi inżynierowie są cenieni na całym świecie. Nie przez przypadek najważniejsi gracze na rynku IT i automatyki uruchamiają w Polsce centra badawczo-rozwojowe.

Do niedawna zagraniczne korporacje budujące w naszym kraju zakłady produkcyjne zlecały obsługę techniczną sprawdzonym macierzystym integratorom. Ten trend uległ zmianie i aktualnie coraz więcej przedsiębiorców docenia profesjonalizm naszych rodzimych firm integratorskich. Oprócz ceny usługi, która często w przypadku polskich firm integratorskich jest niższa, doceniana jest również wysoka jakość usługi.

Drugim argumentem jest aspekt ekonomiczny. W tym miejscu należy zaznaczyć, że jedynie najbogatszych stać na brak inwestycji w zakresie automatyki przemysłowej. Czas zwrotu w przypadku zastosowania automatyki przemysłowej liczony jest w miesiącach. Przy rosnących cenach energii brak opomiarowania i systemu kontroli i analizy (monitoring mediów energetycznych) nie jest działaniem rozsądnym. Nie ma firmy, której wdrożenie systemu monitoringu energii nie przyniosło oszczędności w opłatach za dostarczane media. Trzeba tutaj też wspomnieć o aspekcie ekologicznym, który być może jest najważniejszy.

Nowa rzeczywistość w monitorowaniu mediów

Ze względu na rosnącą świadomość efektywnego użytkowania mediów energetycznych oprogramowanie typu SCADA stosowane jest często do tworzenia systemów monitoringu mediów energetycznych. Inwestorzy coraz częściej decydują się na systemy informatyczne MES, dzięki którym mogą analizować kluczowe parametry. Pozwala to łatwo zlokalizować przyczynę przestojów czy awarii oraz określić przyczyny zdarzeń. Dzięki temu, że system działa on-line można na bieżąco reagować na niezgodności. System umożliwia dokładną analizę kosztów produkcji, rejestruje wydajność maszyn, przestoje czy zatrzymania awaryjne. Dzięki systemom realizowanym przez SKAMER-ACM użytkownik może poznać przyczyny przestojów i wad produkowanych detali. Wdrożenie systemu ma na celu optymalizację procesu produkcji, poprawę jakości, obniżenie kosztów, wzrost parametru OEE. Rozpoczyna się nowa jakość, którą zapewnia Przemysłowy Internet Rzeczy. Co ważne, te technologie są coraz tańsze i często czas zwrotu inwestycji nie przekracza roku.

W integracji urządzeń, wdrożeniach systemów typu SCADA, ERP lub MES niezastąpione są nowoczesne firmy integratorskie, które z jednej strony znają technologię, a z drugiej mają szeroką wiedzę z zakresu systemów sterowania. Czasami barierą są protokoły komunikacyjne i problem z ich wzajemną kompatybilnością. Dlatego ważne jest, aby jedna firma czuwała nad całością zadania.

Zdalne reagowanie na awarie

Na początku artykułu poruszyłem kwestię pracy zdalnej. Zastosowanie systemów SCADA pozwala na zdalne zarządzanie produkcją, sterowanie i reagowanie przede wszystkim w sytuacjach awaryjnych.

Profesjonalny system monitoringu mediów umożliwia kontrolę dowolnych mediów energetycznych, w tym:

• energii elektrycznej,
• gazu ziemnego/koksowniczego,
• powietrza sprężonego wysokiego i niskiego ciśnienia, próżni,
• gazów technicznych, jak wodór, tlen, azot czy argon,
• ciepła,
• wody socjalnej, przemysłowej i ścieków,
• wentylacji i klimatyzacji, wody lodowej.

Biorąc pod uwagę aspekt techniczny i ekonomiczny, firma SKAMER-ACM w przypadku systemów typu SCADA postawiła na pakiet ASIX, który jest bardzo cenionym i innowacyjnym oprogramowaniem. W podstawowym pakiecie użytkownik otrzymuje wersję „development” i brak ograniczeń w zdalnej obsłudze.

Podstawową funkcją Asix jest akwizycja danych bieżących i archiwalnych pobranych z urządzeń pomiarowych, ich archiwizacja i wizualizacja. Dane te są w przystępny sposób prezentowane na ekranach synoptycznych bądź na pulpitach operatorskich i menedżerskich. Dzięki wspieraniu technologii mapowych GIS możliwa jest przejrzysta prezentacja opomiarowania rozległych sieci energetycznych czy zakładów na tle diagramów mapowych, ze wszystkimi ich zaletami (zbliżanie i oddalanie, różnicowanie szczegółowości danych w zależności od skali mapy itp.).

Moduł Asix Energy w pełni pokazuje swoje możliwości po dostarczeniu mu aktualnych informacji na temat bieżącej produkcji i zleceń produkcyjnych. Dzięki zestawieniu danych pochodzących z dwóch różnych światów – produkcyjnego i mediów energetycznych – można uzyskać wiele cennych informacji dotyczących wskaźników KPI (Key Performance Indicators), ułatwiających podejmowanie strategicznych decyzji odnośnie optymalizacji procesu produkcyjnego. Podstawowe z nich to ilość energii:

• pobieranej przez maszynę podczas pracy i podczas postoju,
• zużywanej przez maszynę do wyprodukowania jednostki produktu,
• traconej przy przezbrojeniu maszyny czy linii,
• zużywanej przez maszynę na jeden cykl produkcyjny czy zlecenie,
• zużywanej podczas danej zmiany,
• zużywanej przez cały zakład podczas postoju (ze wskazaniem miejsc, gdzie tracona jest energia), oraz współczynnik zużycia energii w czasie produkcji w stosunku do czasu nieprodukcyjnego.

Wsparcie robotyczne

Kolejną dziedziną, którą należy poruszyć jest robotyka. Firmy, które wykorzystują na liniach produkcyjnych roboty przemysłowe lub koboty znacznie łatwiej przeszły przez czas lockdown’u. Kwestie ekonomiczne częściej pozwalają dziś zakładom przemysłowym na inwestycje w tym zakresie.

Aktualnie tworzenie aplikacji sterowania coraz częściej sprowadza się do programowania robotów i ich komunikacji z istniejącymi systemami. Bardzo szybko rośnie rola robotów współpracujących, czyli kobotów, które mimo ograniczeń technicznych są najczęściej wdrażanymi rozwiązaniami z zakresu robotyki. Wzrost liczby robotów w przemyśle z jednej strony związany jest z poprawą efektywności energetycznej i zwiększeniem wydajności, a z drugiej z rynkiem pracy, na którym coraz trudniej o pracowników.

Robotyka to nieodzowny element systemów sterowania i z tego względu firma SKAMER-ACM wprowadziła do swojej oferty roboty przemysłowe ABB. Typowe aplikacje dla robotów to spawanie, przenoszenie, montaż, cięcie, malowanie i obróbka, pakowanie, paletyzacja oraz obsługa maszyn.

SKAMER-ACM jest również partnerem firmy Kassow Robots i integratorem jej siedmioosiowych przemysłowych kobotów. Technologia bazuje na nowatorskim projekcie sterownika robota, interfejsu użytkownika i mechaniki ramienia. Koboty Kassow Robots mają siedem stopni swobody, osiągają prędkość ruchu do 225º/s we wszystkich przegubach, mają całkowicie aluminiową obudowę, mieszczą się na niewielkich przestrzeniach, także między maszynami, nie zasłaniają przestrzeni roboczej, mają przenośną jednostkę sterującą, którą można łatwo odłączyć, a ponadto można je programować dzięki funkcjom przeciągania i upuszczania na ekranie dotykowym (tablecie).

Dzięki siedmiu stopniom swobody możliwy jest manewr robota w sposób maksymalnie zbliżony do ruchu ludzkiego ramienia (w tylu kierunkach manewrują nasze ręce) oraz przesuwanie obiektu w linii prostej od A do B, przy zachowaniu w powietrzu wektora trzymanego narzędzia/obiektu podczas ruchu.

Siedmioosiowy kobot dociera do obszaru roboczego zza rogu tak, jak robiłoby to ludzkie ramię. Umożliwia to:

• ustawienie robota w wąskich przestrzeniach między innymi urządzeniami,
• pracę robota z pozycji odsuniętej na bok od pola roboczego,
• pracę robota przy maszynie, przy równoczesnym pozostawieniu wolnego dostępu do niej dla technika.

Dodatkowy ruch kobota na trzecim przegubie pozwala zachować ścieżkę narzędzia (end effectora). Zwiększa to zakres możliwych aplikacji, np. o takie opcje jak:

• rozprowadzanie farby, kleju czy inną obróbkę powierzchni na większej przestrzeni,
• docieranie do jej trudno dostępnych zakamarków,
• bezpieczne przenoszenie delikatnych przedmiotów,
• bezpieczne przenoszenie przedmiotów, których orientacja w przestrzeni nie może ulec zmianie w trakcie ruchu.

SKAMER-ACM Sp. z o.o.
ul. Rogoyskiego 26, 33-100 Tarnów
tel. 14 63 23 400, e-mail: tarnow@skamer.pl 
Oddział Kraków: ul. Kapelanka 11, 30-347 Kraków
tel. 12 25 75 500, e-mail: krakow@skamer.pl 
www.skamer.pl

source: Automatyka 7-8/2020