Automatyzacja, chmura i RFID. Droga do usprawnienia produkcji

Jednym z wiodących tematów majowego wydania naszego miesięcznika jest aparatura kontrolno-pomiarowa w przemyśle. W jakim kierunku ewoluują dziś rozwiązania z tego obszaru?

Wydaje się, że czwarta rewolucja przemysłowa to główny czynnik wyznaczający w tej chwili trendy w rozwoju techniki kontrolno-pomiarowej. Pozyskiwanie większej ilości danych o stanie procesu czy majątku produkcyjnego to podstawa przemian, które w tej chwili się dokonują. Z pewnością pojawią się nowe obszary, w których czujniki będą stosowane, a więc i nowe wymagania dla nich.

Miniaturyzacja czujników, ich bezprzewodowe działanie czy odporność na ekstremalne warunki pracy będą konieczne do pozyskania danych z trudno dostępnych maszyn oraz obszarów, gdzie zmierzenie wybranych parametrów umożliwi optymalizację, poprawę efektywności produkcji czy zapobieżenie nieplanowanym przestojom.

Jakie wymagania są obecnie stawiane czujnikom?

Istotne i oczekiwane są możliwości zdalnej parametryzacji, wbudowana diagnostyka czy szereg oferowanych wartości dodatkowych. Przykładem mogą być czujniki zbliżeniowe – jeszcze do niedawna były to zwykłe krańcówki, a dziś zapewniają cyfrową komunikację, informacje diagnostyczne, zdalną parametryzację, regulację zasięgu działania, pomiar temperatury, funkcje logiczne czy identyfikację. Daje to szerokie możliwości. Zapewnia sprawne przezbrajanie maszyn i dostosowanie ich do kastomizowanego małoseryjnego wytwarzania dóbr. Pozwala również szybko identyfikować usterki, minimalizować czas wymiany uszkodzonej aparatury bez specjalistycznej wiedzy i wdrażać koncepcję predykcyjnego utrzymania ruchu. Umożliwia ponadto konstruowanie maszyn w sposób modułowy, a co za tym idzie – zapewnia autonomiczność sterowania tymi modułami. Kilka lat temu powiedzielibyśmy, że to zbędne „fajerwerki” w prostym urządzeniu do prostych funkcji. Dziś jest to wymóg, którego spełnienie jest konieczne do realizacji nowoczesnej produkcji.

Na co należy zwrócić szczególną uwagę przy wyborze czujników stosowanych w kontroli jakości produkcji?

Kontrola jakości to dość szeroki zakres aplikacji i stosowanych czujników, chociaż zapewne dla większości Czytelników pierwszym skojarzeniem będzie optyka, czyli czujniki laserowe czy systemy wizyjne. Są one powszechne w wielu procesach i branżach, np. w produkcji żywności – począwszy od sprawdzania zakorkowania butelki mleka, po właściwą etykietę czy nadruk daty przydatności do spożycia. Jednak na tym nie koniec. We wspomnianym przemyśle spożywczym niezwykle istotne jest także śledzenie partii produkcyjnych, wiedza, z jakiej farmy pochodzi butelkowane mleko, czy poddano je wymaganej obróbce termicznej itp. Tutaj doskonale sprawdzają się systemy RFID.

Kontrola jakości to także m.in. wspomaganie operatorów w procesach ręcznego składania wyrobu z kilku czy kilkunastu komponentów. W tym przypadku idealnym rozwiązaniem są systemy weryfikacji pobrań (pick-to-light) eliminujące błędy ludzkie typu pobranie niewłaściwego elementu czy pominięcie jakiegoś komponentu. To również jest kontrola jakości, mimo że to tylko zestaw lampek i czujników z układem logicznym gwarantującym właściwą sekwencję i liczbę komponentów.

Mimo dużej różnorodności rozwiązań, mają one istotne części wspólne, na które należy zwrócić szczególną uwagę przy wyborze urządzeń. Na równi z parametrami technicznymi czujników postawiłbym wiedzę ekspercką i doświadczenie producenta, oferowanie sprawdzonego rozwiązania – nie tylko czujnika – i referencje w danej branży. Co nam po czujniku wizyjnym z niespotykaną na rynku rozdzielczością, jeśli nie ma on zaimplementowanych odpowiednich narzędzi i algorytmów albo z systemu RFID, którego z jakichś przyczyn nie będziemy mogli łatwo zintegrować z istniejącym systemem zarządzania?

Jakie są dziś największe wyzwania związane z automatyzacją procesów produkcyjnych?

Zmienia się model handlu i oczekiwania klientów. Aby produkować więcej, szybciej i w małych seriach – a takie zamówienia są dziś częste – przy zachowaniu opłacalności produkcji, należy zautomatyzować wiele obszarów i procesów dotąd „nietkniętych”. To wiąże się z koniecznością zainwestowania środków, zmianami organizacyjnymi w przedsiębiorstwie i w zarządzaniu produkcją.

Jak sprawnie i poprawnie przeprowadzić taką transformację?

Zbyt gwałtowne zmiany, dokonywane na wielu polach naraz, w krótkim czasie i bez solidnego fundamentu, mogą przynieść skutek odwrotny do zamierzonego. Realizacja takiego procesu mądrze, małymi krokami to duże wyzwanie, ale nie niemożliwe do realizacji. Pomagamy klientom w wielu obszarach przeprowadzać transformację i dostosowywać się do wymogów nowoczesnej produkcji. Dla przykładu należąca do Grupy Turck spółka Turck Vilant Systems ma 20 lat doświadczeń w optymalizacji procesów przepływu materiałów i wyrobów w produkcji i logistyce. Bazując przede wszystkim na technologii RFID, pomagamy klientom zwiększać wydajność, sprawniej zarządzać magazynami, eliminować błędy w dostawach czy kontrolować ich majątek produkcyjny. Nie jesteśmy jedynie dostawcą software – realizujemy projekty całościowo: od zdefiniowania procesu, przez wybór technologii, testy i instalacje pilotażowe po montaż, uruchomienie, integrację z istniejącymi systemami ERP oraz wsparcie 24/7. Korzystając z naszej wiedzy i doświadczenia, klienci mogą zrealizować projekt sprawnie, bez niespodzianek i z gwarancją oczekiwanego zwrotu z inwestycji. Do tej pory spółka wdrożyła ponad 1000 projektów w 35 krajach. To pokazuje, że jest to możliwe, ale trzeba korzystać ze sprawdzonych rozwiązań i wiedzy eksperckiej. Co do jednego nie ma wątpliwości – migracja jest konieczna, jeśli chce się pozostać konkurencyjnym na rynku.

Rośnie zainteresowanie rozwiązaniami chmurowymi. Czy Pana zdaniem można prognozować szybkie upowszechnienie się tego konceptu w zastosowaniach przemysłowych?

W życiu codziennym już dość powszechnie korzystamy z chmury, np. do współdzielenia plików wewnątrz organizacji czy rodzinnego albumu ze zdjęciami. Jestem absolutnie przekonany, że w niedługim czasie rozwiązania chmurowe się upowszechnią, ponieważ mają one niewątpliwe zalety. W tej chwili zdecydowana większość wiodących producentów z branży automatyki posiada i oferuje takie rozwiązania. Pamiętajmy też, że równocześnie z rozwojem infrastruktury sporo inwestuje się w zaawansowane narzędzia do analizy dużej ilości danych. Uświadomienie sobie przez inwestorów korzyści ze stosowania chmury, a także dostępnych narzędzi analitycznych pomagających w podejmowaniu właściwych decyzji biznesowych, jest tylko kwestią czasu.

W obszarze rozwiązań chmurowych Turck proponuje narzędzie Turck Cloud. Gdzie znajduje ono zastosowanie i jakie funkcje pozwala realizować?

Rzeczywiście, od ponad dwóch lat mamy własną chmurę, którą oferujemy klientom. To rozwiązanie zostało przygotowane stricte z myślą o zastosowaniach przemysłowych. Zapewnia odpowiedni poziom cyberbezpieczeństwa, nielimitowaną ilość przechowywanych danych, narzędzia do ich prezentacji i archiwizacji, raportowania, alarmów oraz powiadomień przez e-mail i sms. Wszystko to z przyjaznym, intuicyjnym interfejsem użytkownika, pozwalającym na korzystanie z chmury bez szerokiej wiedzy informatycznej.

Mamy także własny hardware – urządzenia dostępowe pozwalające na zbieranie danych zarówno z urządzeń Turck, jak i z urządzeń innych producentów. Typowych zastosowań chmury u naszych klientów widzimy co najmniej kilka. Producentom typu OEM umożliwiają szybką, zdalną diagnostykę maszyn w przypadku wystąpienia awarii czy skontrolowanie właściwych warunków pracy ich urządzeń w przypadku reklamacji. Z kolei dla użytkowników końcowych jest to miejsce prezentacji i archiwizacji różnych danych dodatkowych, ułatwiających podejmowanie decyzji biznesowych – np. wskaźnika OEE, planowania postojów czy właściwego wykorzystania zasobów pracowniczych – i to z każdego miejsca na świecie.

Którą grupę produktów firma planuje rozwijać w największym stopniu?

Największego rozwoju należy się spodziewać w obszarze rozwiązań do szeroko pojętej automatyzacji produkcji. Myślę tu głównie o modułach IO z własną logiką, sterownikach PLC i infrastrukturze dla przemysłowych sieci komunikacyjnych opartych na warstwie ethernetowej, ze szczególnym naciskiem na rozwiązania on-machine. Od lat jesteśmy jednym z liderów w tworzeniu rozwiązań z wysokim stopniem ochrony IP do montażu bezpośrednio na maszynach czy liniach produkcyjnych. Naszym celem jest dostarczanie kompletnych systemów sterowania przygotowanych na przyszłe wyzwania zgodne z filozofią Przemysłu 4.0

W której z oferowanych przez Turck grup produktowych widzi Pan największy potencjał w zakresie rozwoju możliwości tego typu rozwiązań oraz popytu rynkowego?

Jedna z kluczowych technologii produkcji przyszłości to RFID. Oczekujemy boomu na tego typu systemy. Technologia sama w sobie jest dobrze znana od wielu lat, ale digitalizacja przemysłu z pewnością spowoduje jej upowszechnienie i wkroczenie do obszarów, które dotąd nie były brane pod uwagę jako potencjalne aplikacje dla tych rozwiązań.

Z którymi sektorami przemysłu firma Turck tworzy bliskie związki?

Zaryzykuję stwierdzenie, że trudno będzie znaleźć branżę, w której rozwiązania naszej firmy nie są obecne. Niemniej jednak są sektory, w których możemy pochwalić się szczególnymi osiągnięciami, specjalizowanymi rozwiązaniami, ekspercką wiedzą i doświadczeniem. Jednym z nich jest z pewnością automotive. Ten sektor przeżywa aktualnie wielkie przeobrażenie, a my podążamy za tymi zmianami z naszymi produktami i rozwiązaniami. Przykładem niech będzie nowy czujnik zbliżeniowy do komponentów z włókien węglowych – materiału przyszłości w produkcji samochodów.

Niezwykle ważna jest dla nas branża intralogistyki. Nasza spółka Turck Vilant realizuje kompleksowe aplikacje oparte na RFID, pomagając w optymalizacji, gospodarce materiałowej i przepływie towarów oraz surowców wewnątrz zakładów, od przyjęcia do wydania gotowego produktu. Filarem działalności jest też sektor mobile equipment – zarówno rozwiązania dla producentów pojazdów specjalnych, jak i dla transportu publicznego.

Jak rozwija się współpraca Turck ze światem nauki oraz działalność szkoleniowa?

Współpraca ze światem nauki to głównie edukacja studentów i uczniów zawodowych szkół średnich. Doposażamy stanowiska naukowe, a ponadto regularnie prowadzimy seminaria oraz webinaria dla wielu uczelni technicznych w kraju.

Od lat prowadzimy również szkolenia dla firm, aczkolwiek ich charakter się zmienia. Przez wiele lat były to szkolenia ogólne, otwarte i zorientowane na konkretne produkty lub grupy produktowe. Teraz dominują szkolenia zamknięte i specjalizowane, czyli poświęcone konkretnym zastosowaniom, aplikacjom czy projektom. Szczególnym zainteresowaniem cieszą się tematy związane z bezpieczeństwem maszyn, wibrodiagnostyką oraz RFID. Dość regularnie dzielimy się też z naszymi klientami wiedzą w zakresie podstaw platformy programowania CoDeSys czy technologii IO-link.

Jaka jest strategia firmy Turck na najbliższą przyszłość?

Na najbliższe lata założyliśmy sobie kilka celów, które chcemy zrealizować w Polsce. Przede wszystkim planujemy zintensyfikować współpracę z branżami farmaceutyczną i spożywczą. Stawiamy też na rozbudowę kompleksowych aplikacji weryfikacji pobrań, czyli wspomniane wcześniej pick-to-light, a także systemów usprawniających komunikację między różnymi działami przedsiębiorstwa – tzw. call for parts – oraz RFID. Z bardziej przyziemnych najbliższych naszych celów mogę wymienić plan przeprowadzki do nowej siedziby. Niestety budowa się opóźnia, a miejsca na rozwój i realizację nowych pomysłów w obecnej lokalizacji bardzo nam brakuje.

Grupa Turck zdecydowała się na otwarcie w Polsce swojego pierwszego zakładu produkcyjnego w Europie Środkowo-Wschodniej. Co zdecydowało o tym, że Lublin wygrał w rywalizacji z lokalizacjami z Litwy, Węgier czy Rumunii?

Firma rozważała pięć różnych lokalizacji w Europie dla swojego nowego zakładu. Zostały one ocenione na podstawie licznych kryteriów, które są ważne przy prowadzeniu tego typu działalności. Lublin jako miasto o istotnej tradycji przemysłowej zwyciężył przede wszystkim ze względu na wsparcie organizacyjne ze strony miasta oraz konkurencyjne koszty funkcjonowania. Przewagą Lublina jest także fakt, że miasto ma dobre połączenie lotnicze z lokalizacją naszej firmy w Niemczech, a także – co jest istotnym atutem – silną bazę wyższych uczelni technicznych. Wierzę też, że malutkim plusem były lokalne sukcesy Turck Polska. Jesteśmy na rynku już od 20 lat i staliśmy się jedną z wiodących spółek Grupy Turck w Europie.

Jakie rozwiązania są produkowane w stolicy Lubelszczyzny? Czy jest to produkcja długo- czy krótkoseryjna?

Obecnie produkujemy w Lublinie czujniki indukcyjne. Wkrótce zostanie uruchomiona produkcja konfekcjonowanych przewodów, która na pewno obejmie najpopularniejsze wykonania ze złączem M12 i M08, i to w dużym woluminie. Będziemy też gotowi do produkcji krótkich serii z całego spektrum rodziny Connectivity, według bieżących potrzeb klientów z całej Europy. Zgodnie z określeniem High mix – Low volume (HMLV), w ciągu jednego dnia produkowanych będzie wiele różnych wariantów wyrobów w małych seriach. Dzięki temu będziemy mogli łatwo dostosować się do zmiennego popytu oraz zapewnić jak najkrótszy czas dostaw.

Jak podsumuje Pan rok działania firmy w warunkach pandemii? Czy odczuliście negatywne skutki?

Konsekwencje tej niecodziennej sytuacji dotknęły zapewne wszystkie firmy z branży, również naszą. Początek pandemii to zamrożenie wielu sektorów, w tym także tych wiodących dla nas, jak np. automotive. Fatalną sytuację realnie odczuliśmy w obrotach. Teraz, gdy oswoiliśmy się z sytuacją i staramy się wracać do względnej normalności, pojawiły się kolejne problemy – brak komponentów do produkcji na rynku elektroniki, wzrost cen i wydłużone czasy transportu drogą morską czy powietrzną oraz – paradoksalnie – nieprawdopodobny wzrost liczby zamówień. Staramy się temu sprostać najlepiej, jak potrafimy. Udaje nam się utrzymać płynność finansową, nie zamierzamy redukować liczby pracowników – ani globalnie, ani lokalnie, a większość planów realizujemy na tyle, na ile warunki pozwalają. Zakładając, że najgorsze już na nami, mogę powiedzieć, że wyszliśmy z tego nieoczekiwanego kryzysu obronną ręką.

W opinii niektórych pandemia przyczyniła się do szybszego rozwoju automatyzacji. Jakie jest Pana zdanie?

Pewnie nie będę oryginalny w tym stwierdzeniu, ale zgadzam się z wieloma opiniami z różnych środowisk, że potrzeba automatyzacji i robotyzacji wielu branżom i inwestorom została w wyniku pandemii brutalnie uświadomiona. Firmy, które do tej pory opierały swoją produkcję głównie na zasobach ludzkich, teraz z pewnością przeanalizują i rozważą inwestycje pozwalające na przynajmniej częściowe zautomatyzowanie ich zakładów. Z naszej – automatyków – perspektywy to jeden z niewielu plusów pandemii.

Pandemia wywróciła funkcjonowanie branży targowej, czego najlepszym dowodem jest zakończenie działalności przez Expo Silesia. Część organizatorów i wystawców postawiła w tym czasie na własne inicjatywy, jak wirtualne targi i wirtualne stoiska. Czy Pana zdaniem zainteresowanie imprezami targowymi w tradycyjnej formie wróci po pandemii do normy?

Pandemia spowodowała zamrożenie tradycyjnych imprez targowych, ale wierzę, że jest to tylko czasowe wstrzymanie, a nie ich koniec. Wiele inicjatyw przeniesiono do świata wirtualnego i to uznaję za plus, ponieważ dzięki temu pokazano nowe możliwości docierania do klientów. Mam nadzieję, że po unormowaniu sytuacji pandemicznej wypracujemy dobry balans między wirtualnymi i tradycyjnymi spotkaniami branżowymi. Nie wyobrażam sobie, aby budować zaufanie i partnerskie relacje między dostawcami i odbiorcami jedynie w świecie wirtualnym. 

Andrzej Dereń

Inżynier automatyk z 25-letnim stażem w branży. Absolwent Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Opolskiej o specjalności automatyzacja procesów przemysłowych. Ukończył także studia podyplomowe z zakresu bezpieczeństwa technicznego w przestrzeniach zagrożonych wybuchem w Głównym Instytucie Górnictwa. Karierę zawodową rozpoczynał jako integrator systemów automatyki w opolskich firmach. Uczestnicząc w wielu międzynarodowych projektach (m.in. dla inwestorów w Izraelu, Rosji, Australii czy Hiszpanii), zdobył bogate doświadczenie w aplikacjach branży chemicznej i petrochemicznej oraz we współpracy w międzynarodowym środowisku.

Pracę w firmie Turck Polska rozpoczął 20 lat temu jako doradca techniczny, specjalista od rozwiązań przeznaczonych do stref zagrożenia wybuchem. Obecnie jako dyrektor techniczny kieruje działem wsparcia technicznego w siedzibie firmy w Opolu oraz nadzoruje największe i najważniejsze projekty realizowane przez Turck w Polsce. Obszar zainteresowań i kompetencji zawodowych to przede wszystkim automatyka procesowa ze szczególnym naciskiem na aplikacje w obszarach Ex.

Uczestnik i prelegent wielu seminariów i konferencji branżowych, aktywny także w środowisku międzynarodowym. Prywatnie mąż i ojciec, motocyklista oraz popularyzator i fan piłki ręcznej, w którą sam od czasu do czasu gra.

źródło: Automatyka 5/2021