wersja mobilna | kontakt z nami

Na czym polega rewolucja przemysłowa 4.0?

Numer: Wrzesień/2017

Czwarta rewolucja przemysłowa, określana jako Przemysł 4.0, to popularne pojęcie w sektorze industrialnym. Nadchodząca rewolucja to efekt połączenia technologii i cyfryzacji zapewniających niespotykaną dotąd wydajność w procesach produkcyjnych.

Pobierz PDF

rys1Każdą z dotychczasowych rewolucji charakteryzują inne technologie. Pierwsza rewolucja przemysłowa była związana z napędem parowym, który zastępował pracę ludzkich mięśni, natomiast druga z wprowadzeniem energii elektrycznej, dzięki czemu powstały pierwsze seryjne linie produkcyjne. Trzecia rewolucja nastała wraz z wprowadzeniem do fabryk zautomatyzowanych urządzeń, programowalnych sterowników PLC i oprogramowania (SCADA, MES, ERP) umożliwiającego diagnostykę, nadzór i kontrolę nad przebiegającymi procesami.

Przemysł 4.0

Przemysł 4.0 (z ang. Industry 4.0) to najnowsza rewolucja przemysłowa, która swoją innowacyjność zawdzięcza wykorzystaniu m.in. sieci ethernetowych oraz dostępu do Internetu, a także analizie i obsłudze dużej liczby danych w oparciu o odpowiednią infrastrukturę komunikacyjną. Zatem czwartą rewolucję przemysłową można przedstawić jako połączenie IIoT (Industrial Internet of Things) ze sztuczną inteligencją maszyn i właśnie w oparciu o takie rozwiązania są budowane tzw. Smart Factory.

Maszyny pracujące na liniach produkcyjnych potrafią same przystosować się do sytuacji awaryjnych, a fabryki są w stanie produkować towary według indywidualnych potrzeb klientów, jak również potrafią w sposób rozsądny i efektywny zarządzać swoimi zasobami.

Od strony zarządzania z kolei możliwe jest zbieranie i analizowanie otrzymywanych danych w czasie rzeczywistym, a chcąc wprowadzić zmiany w produkcji, można bezpośrednio i bezprzewodowo komunikować się z poszczególnymi urządzeniami. Wszystko to przekłada się na zwiększenie produktywności, a zatem i zwiększenie przychodów oraz rentowności.

Chcąc opisać zasadę działania systemu pracującego w oparciu o czwarta rewolucję przemysłową, najlepiej odnieść się do kluczowej kwestii, jaką jest sztuczna inteligencja maszyn bazująca na danych otrzymywanych z czujników. Każde z urządzeń jest wyposażone w szereg różnego rodzaju sensorów, które pozwalają na zbieranie informacji. Następnie te dane są lokalnie przetwarzane i analizowane, a na ich podstawie jesteśmy w stanie np. dobrać najbardziej optymalne parametry zapewniające najwyższą sprawność danego urządzenia. Ostatecznie dane z wszystkich maszyn są przekierowywane do centrum sterowania, co pozwala na zaprogramowanie linii produkcyjnej w odpowiedni sposób.

rys2Abywyjaśnić nieco pracę takiego systemu, spróbujmy sobie wyobrazić sytuację, w której dane urządzenie rozpoczyna wytwarzanie produktu, następnie po ukończeniu zadania wysyła sygnał do wózka samojezdnego, który z kolei po otrzymaniu komunikatu podjeżdża pod dane stanowisko, zabiera półprodukt i przemieszcza się wraz z nim do innej maszyny kontynuującej proces produkcyjny. Wszystkie procesy są zautomatyzowane, pracujące w oparciu o bezprzewodowe technologie, zapewniające optymalny czas działania i wysoką wydajność. Co więcej, za pomocą odpowiedniego oprogramowania linię produkcyjną można zwizualizować, co pozwoli nam na wgląd i analizę każdego z poszczególnych procesów w łatwy i przystępny sposób.

Bezpieczeństwo

Przemysł 4.0 to rewolucja w dużej mierze oparta o komunikację pomiędzy urządzeniami przy wykorzystaniu połączeń bezprzewodowych z dostępem do chmury czy Internetu, zatem istotną kwestią są zabezpieczenia przed cyberatakami.

Celem ataków zewnętrznych mogą być systemy SCADA, które często pracują na przestarzałych, niewspieranych systemach operacyjnych, a także nieszyfrowane protokoły Modbus TCP, Ethernet/IP czy Profinet. Należy pamiętać jednak również o atakach pochodzących z wewnątrz organizacji, których źródłem może być niepoprawnie przeszkolony personel nieświadomie wprowadzający zagrożenie do sieci. Zabezpieczając się przed cyberatakami, na pewno w pierwszej kolejności powinniśmy skupić się na podstawowych zabezpieczeniach, którymi niewątpliwie są aktualizacje urządzeń, autoryzacje dostępu (np. zmiana standardowych haseł czy definiowanie adresów IP), stosowanie standardu IEC 62243 oraz nieco bardziej zaawansowanych jak np. tunelowanie VPN.

Sytuacja na rynku

Obecnie na rynku istnieje wielu producentów oferujących swoje rozwiązania w zakresie Przemysłu 4.0.

Biorąc pod uwagę przemysłową transmisję danych, ciekawym producentem wydaje się Moxa, która oferuje szeroki wachlarz możliwości. Swoją uwagę skupia na 3 aspektach: łączności, zarządzaniu oraz cyberbezpieczeństwie, i na każdym z nich proponuje interesujące rozwiązania. W kontekście łączności będą to urządzenia na każdej warstwie infrastruktury sieciowej tzn. od urządzeń końcowych, chociażby takich jak kamery IP pozwalające monitorować pracę w hali przemysłowej czy urządzenia I/O zapewniające poprawny odczyt danych poprzez całą infrastrukturę ethernetową – od najbardziej zaawansowanych i najwydajniejszych switchy przemysłowych przez routery, switche PoE, konwertery protokołów, aż po najprostsze mediakonwertery czy serwery portów szeregowych.

W kwestii zarządzania wart uwagi jest proponowany pakiet
MXstudio składający się z 3 aplikacji: MXconfig, MXview oraz N-Snap. Pierwszy z nich jest odpowiedzialny za masową konfigurację urządzeń, co w kontekście większych systemów wydaje się dosyć istotne, natomiast drugi umożliwia odczyt i analizę przetwarzanych danych w czasie rzeczywistym, wizualizację i raportowanie stanu sieci, a także jej konfigurację.

Elmark Automatyka

rys3

Pozostałe artykuły

Jakie są rodzaje drukarek 3D pracujących w technologii FDM na rynku?

Numer: Maj/2017

W artykule przedstawię pokrótce rynek drukarek FDM. Dlaczego FDM? Ponieważ ta technologia jest dostępna w zasięgu ręki każdego czytelnika. Daje przy tym duże możliwości, nawet bez specjalistycznej wiedzy i zaplecza finansowego. Drukarki tego typu nie wymagają również specjalnie przystosowanych pomieszczeń. Taki sprzęt może być używany nawet w biurze lub w domu.

Frezarka

Numer: Maj/2017

Pomysł na własną maszynę sterowaną numerycznie pojawił się po jednych z zajęć na uczelni. W pierwszej fazie zapoznaliśmy się z ogólną problematyką sterowania numerycznego maszyn. Następnie staraliśmy się wykorzystać te wiadomości na "żywym organizmie". W tym artykule opisano koncepcję najlepszą z punktu widzenia dostępnych narzędzi i wiedzy.

Technologie druku 3D

Numer: Kwiecień/2017

Drukowanie przestrzenne - nazwane potocznie drukiem 3D - wiąże się z tworzeniem obiektów wkraczających w trzeci wymiar. Oprócz długości i szerokości mamy także głębokość. Druk 3D to technologia przyrostowa oparta na podobnych zasadach działania, jak inne urządzenia CNC. Proces odbywa się poprzez nakładanie kolejnych warstw, jednej na drugą, aż do ukończenia całego obiektu.

Projekt maszyny do prostowania i cięcia drutu

Numer: Kwiecień/2017

Maszyna do prostowania i cięcia drutu jest powszechnie używana przy produkcji ogrodzeń panelowych. Drut zakupiony w szpulach jest rozwijany, prostowany i cięty na jednakowej długości fragmenty. Następnie odcinki te w dalszym procesie technologicznym są zgrzewane w gotowe panele. Od dokładności i powtarzalności produkcji zależy jakość gotowego wyrobu, dodatkowo maszyna musi pracować z odpowiednią wydajnością, aby zapewnić materiał ...

Przykładowa aplikacja LOGO! 8. Cyfrowy termometr z sygnalizacją przekroczenia progów

Numer: Kwiecień/2017

Produkowany przez firmę Siemens sterownik LOGO! 8 jest uniwersalny i może znaleźć zastosowanie w wielu aplikacjach. Jednym z elementów wyposażenia powiększającym jego funkcjonalność jest wbudowany przetwornik A/C. W artykule przedstawiamy aplikację ilustrującą użycie jednego kanału przetwornika A/C i kilku bloków analogowych w praktycznej aplikacji ? cyfrowego termometru z sygnalizacją przekroczenia zadanych progów temperatury.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Lipiec 2018

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym