Myat Kornél 2022. április 30. 09:10
Digitális információáramlás az iparban
A digitális transzformáció jegyében zajló ipari digitalizáció elérte a magyar gyárakat is. Az ipar 4.0-s innovatív technológiák nemcsak az előállított termékekben, hanem magában az előállítás módjában is tetten érhetők. Szintén a trend fontosságát jelzi, hogy a piacon egymást érik a különböző, a gépek párbeszédét, az információ útját, az adatok hatékony és automatizált áramlását, feldolgozását segítő megoldások.

Kétségtelen, hogy egy ilyen ellátási nehézségekkel, elszálló nyersanyag- és energiaárakkal, munkaerőhiánnyal nehezített időszakban kihívást jelenthet minden beruházás, azonban az évtized meghatározó digitalizációs versenyéből biztosan csak az a gyártó kerülhet ki győztesen, aki időben kapcsol át automatizált, adatvezérelt üzemmódra.

Manuális adatgyűjtés, félig automatizált rendszerek

A digitalizáció kulcsa az adat és az automatizálás. Míg az adatot gyűjteni és elemezni, a gépeket és rendszereket automatizálni kell. Annál hatékonyabb és pontosabb a gyártás során az információ áramlása, ezáltal könnyebben optimalizálható a termelés folyamata, minél pontosabban és automatizáltabban megy az végbe. Ha a gyártósorok gépeinek kézzel rögzített adataival kell bajlódniuk a termelésirányító mérnököknek, akkor ott nagyobb a hibázás lehetősége, illetve számolni kell azzal is, hogy az adatok útja hosszabb a nehezebb adatkinyerés és manuális rögzítés miatt, illetve lassabb a nem, vagy csak félig automatizált információáramlásból eredően. Az ilyen esetekben a termelési (OT) és informatikai (IT) rendszerek közötti hatékony kommunikációról sem beszélhetünk, ami az adatalapú működés első pillérét jelenti. Ez a probléma több kisebb gyártó üzemnél fennáll, amelyek így hátrányban maradnak a digitalizációba és az ipar 4.0-s technológiákba fektető konkurenseik mögött. 

Forrás: Continental Automotive Hungary Kft. 

Adatvezérelt, automatizált folyamatok, adatoptimalizált gyártás

Ma már a legkorszerűbb gyártó üzemekben olyan összehangolt, IoT- és felhőalapú analitikai rendszerek működnek, amelyek képesek a gyártás folyamata során a gyártóberendezések adatainak, illetve a külvilág releváns információinak azonnali kiértékelésére és a folyamat azonnali optimalizálására.

Mit jelent ez a gyakorlatban? Például azt, hogy egy Nagykanizsán IoT-szenzorokkal felszerelt gyártósor MES-rendszere (Manufacturing Execution System – Termelésvégrehajtó rendszer), valós idejű adatokat képes küldeni egy felhőalapú központi informatikai rendszerbe, így a Detroitban ülő termelésirányító mérnök az adatokat MI (mesterséges intelligencia) segítségével kielemezve optimalizálni tudja a termék-előállítás teljes ciklusát. A rendszer által vizualizált adatok alapján születhet meg a döntés, figyelembe véve a gyártóberendezések kapacitását, a nyersanyagok beérkezésének sebességét, a gyártás, az összeszerelés, a csomagolás és a szállítás folyamatát, amely így teljesen adatvezérelten történik. Az ilyen rendszerekben lehetőség van a termelés prediktív modellezésére, de a hibák detektálására és azonnali kiszűrésére is, akár teljesen automatizált formában. 

Az adatalapú, adatvezérelt működésnek feltétele a minél nagyobb fokú automatizáltság és persze az, hogy a termelési és informatikai rendszer humán és nem humán komponensei azonos protokollokat, „nyelvet” beszéljenek és gondolkodásmódot kövessenek, hiszen a két faktor együttes megléte, a humán és a gépi kommunikáció összhangja is szükséges a hatékony működéshez. Belátható, hogy egy ilyen rendszer nemcsak a gyártási folyamat adatalapú tervezéséhez, optimalizálásához, ezáltal a bevételek növeléséhez járulhat hozzá hatékonyan, hanem például a szintén adatokra épülő prediktív karbantartás révén tervezhetőbbé teszi a szükséges kiadásokat is.

Ipar 4.0 és adatalapú tervezés a Continentalnál – Az információ útja a gyakorlatban

Annak érdekében, hogy gyakorlatban is képet kapjunk a digitalizáció előnyeiről, Zseli Máté lean és termelékenység mérnökségvezető avat be minket a nagyvállalatnál alkalmazott technológiák működésébe.

A Continental Automotive Hungary Kft. budapesti üzemében a gyártástechnológiai újítások bevezetése, valamint a korszerű informatikai trendek követése a vállalati kultúra részévé vált. A termékekről és a gyártóberendezésekről gyűjtött adatok az gyártásirányítási rendszerben gyűlnek és kapcsolódnak össze. A termelési folyamatok fejlesztése érdekében a Continental központilag támogatott szabványosított megoldásokat kínál a gyárak számára. Az egyes gyártólokációk választhatnak az ipar 4.0 technológia katalógusból az alapján, hogy az adott alkalmazás milyen mértékben támogatja az adott gyár értékáramának szignifikáns mértékű fejlődését. A központi megoldásokon túl lokális fejlesztések is megvalósulnak. A Continental budapesti stratégiájának fókuszában a vevők és munkavállalók elégedettsége, valamint a költségtudatosság szerepel, ezt a törekvést támogatja a digitalizációs stratégiai pillér. 

Forrás: Continental Automotive Hungary Kft. 

A termelési folyamatokat a lehetőségekhez mérten leegyszerűsítetik, majd automatizálják, robotizálják, digitalizálják annak érdekében, hogy emberi döntéseket és beavatkozásokat kizárólag azoknál a munkameneteknél végezzenek, ahol a munkavállalók szakmai tudása az adott folyamat hatékony elvégzése szempontjából hozzáadott értéket képvisel. Az ipar 4.0-s technológiák bevezetése a gyártáson túl minden termelést támogató folyamatfejlesztés részévé vált, így az ellátási lánc, a karbantartás, a minőségbiztosítás vagy a humánerőforrás-menedzsment területén is. Az ipar 4.0-s innovációk termelésbe történő bevezetése alatt a Continental rendkívül széles spektrumot ért. A robotokat és önvezető járműveket, az automatikus alapanyag-rendelést, a mesterségesintelligencia-alapú döntéshozatalt, a valós idejű geolokációt, a termelési oktatást, az üzletiintelligencia-kimutatásokat és egyéb, a termelést direkt és indirekt módon támogató alkalmazásokat is ipar 4.0-s innovációként kezelnek.

Így jut el az adat a gépből a döntéshozatalig

Autóipari gyártókörnyezetben, így a Continental budapesti gyárában is, a termékek életútjának nyomon követése, továbbá a termelési paraméterek mérése egyedileg és a legapróbb részletekbe menően napi rutinként jelenik meg. Minden berendezés aktívan kommunikál, és különböző típusú adatcsomagokat küld a gyártásirányítási rendszer felé. Az adatok mennyisége az évek során exponenciális nő, így folyamatosan növelik a gyártási adattárhelyek kapacitását. A tárolt adatok strukturált módon történő vizualizációja támogatja a döntési folyamatokat.

IT/OT rendszerek összehangolt működése

Az IT/OT alkalmazások a vállalati gyártásirányítási rendszeren keresztül kapcsolódnak össze. A MES-rendszer felelős a gyártás felügyeletéért, és olyan irányított folyamatokat biztosít, amelyek a vevők által támasztott követelményeket biztosítják a minőség, a mennyiség és a termelési hatékonyság tekintetében. A MES felelős továbbá a gyártási adatok gyűjtéséért, megjelenítéséért és szükség esetén a beavatkozásért is. A rendszer a termelésfelügyelet mellett kapcsolódik egyéb innovatív rendszerekkel a minőségbiztosítás, ellátási lánc és a karbantartás területén. Az említett hardveres és szoftveres digitális alkalmazások a gyártásirányítási rendszerrel kommunikálnak, és a MES segítségével kollaborálnak.

Az adat megjelenése a különböző folyamatokban

A berendezésekről származó adatok gyűjtéséért és az adattárház felé történő továbbításáért a gyártásirányítási rendszer a felelős. A vállalatnál a minőségbiztosítás területén egyedi nyomon követést alkalmaznak, és a hibakép-felismerő rendszerük automatikus értesítést küld, lehetővé téve az azonnali hibaelhárítást. Az újabban bevezetett és vevők által elfogadott mesterségesintelligencia-alapú rendszer bevezetése következtében az automata nyomtatott áramköri lapkaszerelő sorok egy részén a minőségbiztosítással kapcsolatos döntéseket már az MI hozza meg. Az említett gyártósorok alapanyagfogyásának nyomon követése szintén automatikusan biztosított, így az utánrendelés is emberi beavatkozás nélkül történik. A karbantartás munkájának segítése és az állásidők csökkentése eszközfelügyelet és kontaktszámláló segítségével történik. A vállalat vezetőinek döntéshozatalát a vállalat- és gyártásirányítási rendszerben tárolt adatokból nyert információkból készített BI- (Business Intelligence – üzleti intelligencia) kimutatások támogatják. A budapesti üzem aktívan használja az új lehetőségeket, ezzel folyamatosan növelve a gyártósori hatékonyságot és produktivitást.

Forrás: Continental Automotive Hungary Kft. 

Ipari digitalizációs szótár: 

OT (Operation Technology – operatív technológia), IT (Information Technology – információtechnológia): Az OT a termelési eszközök, gépek vezérlésének „nyelve”, az adat (data) és az adatgyűjtés forrása, míg az IT az információt továbbító, az adatot feldolgozó informatikai rendszert jelenti. Az automatizált adatalapú rendszerekben az OT- és az IT-rendszerek összehangoltan működnek, aminek feltétele, hogy a protokollokat és a nyelveket mindkét oldalon egyeztessék egymással. 

IoT (Internet of Things – dolgok internetje): Általánosságban egymással kommunikálni képes, adatgyűjtő és egymással adatokat cserélő okoseszközök gyűjtőneveként használjuk. 

IIoT (Industrial Internet of Things – ipari dolgok internetje): Az ipari felhasználásban különböző kommunikációs rendszerek, protokollok segítségével adatokat cserélő, hálózatba között, az otthoni felhasználású eszközöknél nagyobb precizitású szenzorokat, kamerákat, mérő- és gyártóberendezéseket értünk alatta. 

Felhőalapú rendszer, adattárolás (Cloud): Olyan adattárolási módot jelent, amely nem egy lokális adattárolóhoz kapcsolódik. A felhőalapú számítástechnika (Cloud Computing) privát vagy nyilvános hálózaton keresztül teszi elérhetővé a szolgáltatásokhoz (IaaS, PaaS), szoftverekhez (Saas), egyéb adatokhoz való hozzáférést, akár földrajzilag egymástól távol elhelyezkedő felhasználók számára, egyidejű használatot (például adatelemzést) lehetővé téve a termelésirányító mérnökök vagy a termelésoptimalizáló szoftverek számára. 

Ipari big data: A különböző gyártási folyamatok és eszközök által létrehozott nagy mennyiségű adat és az azt feldolgozni képes információtechnológiai környezet. A termelési folyamatok adatalapú folyamattervezéséhez és optimalizálásához szükséges a gyártás során, például gyártósori szenzorok által küldött adatok rendszerezése, feldolgozása, elemzése. 

Mesterséges intelligencia (MI – Artificial Intelligence, AI): A digitalizáció alapját jelentő technológia, a humán képességek, például gondolkodáshoz hasonló tudatos tevékenységek feltételezésére épül gépek esetében. A gépek betáplált algoritmusok és tanulás segítségével képesek adatok elemzésére, szabályszerűségek, mintázatok felismerésére, amelyek segíthetik a döntések meghozatalát. 

Cikkünk eredetileg a GyártásTrend magazin áprilisi lapszámában jelent meg, amely ezen a linken olvasható.