Výroba v digitalizovaném podniku přináší naprostou transparentnost průmyslových procesů a vysokou úroveň možnosti přizpůsobení výroby individuálním požadavkům zákazníků. Řešení od společnosti Siemens propojují skutečný a digitální svět – otevírají tak nové příležitosti k získání vyšší přidané hodnoty v celém výrobním i dodavatelském řetězci.
Siemens nabízí unikátní sortiment výrobků pro digitalizaci celého logistického procesu a jeho optimalizaci. Díky začlenění do konceptu TIA (Totally Integrated Automation) je lze bez problémů integrovat do kompletních automatizačních systémů. Propojení s otevřeným operačním systémem pro průmyslový internet věcí (IoT) MindSphere zaručuje maximální flexibilitu a konkurenceschopnost výroby i do budoucna. Využití IoT s operačním systémem MindSphere umožňuje efektivní analýzu velkých objemů dat a zvyšuje tak např. spolehlivost výrobních zařízení, využitelnost kapacity výroby či úsporu energií.
Technika pro lokalizaci
RTLS neboli Real-Time Locating System je obdoba GPS navigace pro vnitřní prostory. RTLS je určen pro digitalizaci pohybu zejména uvnitř budov, které poskytují přesné aktuální informace o pozici sledovaného objektu v reálném čase. Jde o plynulou detekci a lokalizaci pro zjištění umístění palet, nástrojů, vozidel, robotů či pracovníků. Vše je sledováno s přesností v řádu desítek centimetrů (15 až 30 cm) a s velkou spolehlivostí.
Systém RTLS může využívat různé rádiové sítě, např. Bluetooth, WiFi, UWB (Ultra Wide-Band), ale také infračervený nebo ultrazvukový signál. Využít je možné i systémy RFID, především aktivní systémy, které mají tagy vybavené baterií, takže mohou samy vysílat, nebo pasivní systémy RFID s anténami vytvářejícími fázové pole.
RTLS jsou systémy omezeného dosahu. Je-li třeba lokalizovat objekty i mimo dosah lokálních sítí, zvláště ve volném terénu, lze RTLS kombinovat s GPS.
V inteligentních továrnách budoucnosti budou různé výrobní prvky, jako jsou např. automaticky řízené vozíky (AGV) a mobilní roboty, spolupracovat s lidmi, stroji a systémy. Poloha stroje nebo robotu bude v tomto ohledu relevantní proměnnou. Vědět, kde přesně jsou v továrně, je proto nezbytné pro vysoce efektivní pracovní postup a pro bezpečnost, stejně jako znát stav a pozici výrobku a materiálu nebo vysokozdvižného vozíku. Ale není to jen průmysl, kde tato řešení mohou najít uplatnění. Kromě určení polohy objektu ve skladu v čase a prostoru či automatického určení vzdálenosti mezi objekty, umožňujících např. lokalizaci strojů, vybavení a nástrojů ve výrobních halách, optimalizaci výroby nebo mobilních robotů či vysokozdvižných vozíků pro vymezení bezpečných zón a získání přehledu o aktuálním stavu vozového parku, jsou využitelná třeba i ve zdravotnictví. Ale stejně tak např. při monitorování a zabezpečení souprav v kolejové dopravě, při sledování pohybu nákupních košíků, v retailových obchodních systémech nebo ve sportu ke sledování pohybu hráčů na hřišti a podpoře a analýze tréninku či utkání.
RFID
Starší technika RFID nenabízí přesnost dosahovanou RTLS. V řadě případů může být optimálním řešením právě „hybridní“ systém kombinující různé technologie a využívající výhody „obou světů“. Na úseku, kde je zapotřebí naprosto přesná lokalizace, se tak např. uplatní sofistikovanější RTLS, zatímco tam, kde není vyžadována maximální přesnost, se může aplikovat jiná, levnější technologie. Podstatné je, aby všechny části umožňovaly pořizovat, přenášet a analyzovat digitální data. Navíc lze díky škálovatelnosti a modularitě těchto technologií ekosystémy nasazené u zákazníka i jejich konfiguraci průběžně modernizovat či doplňovat podle měnících se potřeb a požadavků a nahrazovat postupně jednodušší systémy vyspělejšími variantami. Příkladem inovace je RF600 UHF RFID (obr. 1), jenž umožňuje data z nástrojů, produktů, beden, palet a kontejnerů přenést s využitím protokolu OPC UA a MindSphere do cloudu a zde je využít pro analýzy v reálném čase, které podporují rychlé a informované rozhodování při řízení výrobních procesů (obr. 2).
Digitální dvojče: reálná optimalizace skladů ve virtuálním světě
Software Tecnomatix Plant Simulation umožňuje simulaci, analýzu a optimalizaci sekvencí a procesů díky schopnosti vizualizovat veškeré skladovací provozy. Digitální dvojče skladového provozu usnadňuje digitální návrh, simulaci, ověření a optimalizaci všech intralogistických procesů ještě před jejich uvedením do praxe (obr. 3). Digitální dvojče manipulační techniky umožňuje virtuální plánování, simulaci, odhady a optimalizaci těchto systémů jak pro manuální či automatické stroje, tak i pro kombinaci obou. Díky tomu je možné verifikovat a optimalizovat výrobní kapacity a efektivitu již v rané fázi konceptu. Dále je také možné simulovat provoz mechanických a elektrických přístrojů a automatizaci systémů pro přepravu materiálu současně s automatickým generováním programů pro PLC. To je výchozím bod pro virtuální zprovoznění.
Digitální dvojče reálného provozu skladu
Při provozu manipulační techniky vzniká velké množství hodnotných dat. Sběr a analýza těchto dat jsou zcela zásadní, aby bylo možné získat informace ze zařízení a poznatky z konkrétních aplikací. Příklady:
- stav strojů v decentralizovaných systémech,
- spotřeba energie,
- informace o údržbě,
- analýza provozních podmínek,
- porovnání reálných a plánovaných provozních podmínek pro uzavření zpětné vazby ve fázi plánování.
Společnost Siemens dodává techniku pro kompletní řízení skladového hospodářství od návrhu a simulace skladu a provozu v něm přes technické prostředky až po služby spojené s dlouhodobým a úspěšným provozem skladového hospodářství, intralogistiku a řízení celého dodavatelského řetězce.
Více informací lze nalézt na stránkách siemens.cz/rfid.
Radim Adam
Obr. 1. Systém pro radiofrekvenční identifikaci Simatic RF600 UHF RFID
Obr. 2. Data RFID jsou prostřednictvím OPC UA a MindSphere přístupná pro cloudové aplikace
Obr. 3. Digitální dvojče automatizovaného skladu