Nástup globální pandemie nového koronaviru potvrdil absolutní nutnost rychlé digitalizace a zajištění automatizace a flexibility v oboru průmyslové výroby. Jasných důkazů můžeme vidět celou řadu. Pandemie nejméně narušila provoz firem, jejichž zaměstnanci mohli prakticky ihned začít pracovat na dálku, a podniků s vysokou úrovní automatizace, které si poradily s výpadkem pracovní síly. Nejlépe pak na novou situaci mohly reagovat podniky, které byly schopny flexibilně změnit svůj výrobní program a začít dodávat zboží, po kterém raketově stoupla poptávka. Digitalizace zahrnuje celou řadu oblastí, ale hlavním cílem je umožnit firmám vyrábět rychleji, efektivněji – a tedy s nižšími náklady – a také flexibilněji, aby byly schopné vyhovět individuálním požadavkům svých zákazníků. Digitalizace prochází všemi kroky průmyslové výroby, od zrychlení navrhování a simulací při vývoji nových produktů přes flexibilní plánování a řízení výroby až po nepřetržitý monitoring a optimalizaci výrobního procesu. Nejen v současné „pandemické“ době je pro firmy velkou výhodou možnost prakticky ze dne na den změnit výrobní program, řídit výrobu na dálku a díky optimalizaci průběžně snižovat náklady na energie, lidskou práci i další zdroje. „Se svým portfoliem řešení pro digitální podnik (Digital Enterprise) Siemens nabízí podnikům všechny nástroje umožňující flexibilně a bezpečně reagovat na nové podmínky na trhu a změny ve výrobě. Nejde ale jen o připravená řešení. Naši odborníci díky svým průmyslovým a digitálním znalostem pomáhají firmám rychle zavádět inovace, které přinášejí maximální možnou výrobní efektivitu, stejně jako úsporu času i peněz,“ říká Eduard Palíšek, generální ředitel společnosti Siemens ČR a ředitel Siemens Digital Industries.

Digitální podnik s MindSphere

Vzhledem k tomu, že koncern Siemens je nejen dodavatelem digitálních technologií, ale současně také globálním průmyslovým výrobcem, má jedinečnou příležitost svoje technologie testovat a zavádět i ve vlastních výrobních provozech. Digitální transformace proto proběhla například i v mohelnické továrně Siemensu, vyrábějící elektromotory. Siemens zde nasadil MindSphere, svůj vlastní otevřený operační systém a cloudové řešení pro internet věcí, sloužící pro sběr dat z připojených strojů, jejich zpracování v cloudu a následnou analýzu. Vizualizace dat získaných s pomocí MindSphere umožňuje sledovat klíčové informace o stavu stroje a délce trvání jeho různých stavů, vývoj produktivity, dostupnost stroje a další parametry. MindSphere je řešení připravené na míru potřebám průmyslu a soustřeďuje se na zpracování takových dat, která jsou právě pro výrobu a optimalizaci jejího průběhu důležitá. Detailní informace o práci strojů, respektive analýza jejich průběhu v čase, jsou také základem řešení prediktivní údržby. V režimu prediktivní údržby se oprava stroje řídí vývojem jeho technického stavu a předpovědí poruch, a to na základě dat z celého stroje. Důležité je, že stejným způsobem je možné sledovat i parametry zařízení dodaného zákazníkovi a na základě zjištěných údajů plánovat servisní zásahy. Data získávaná prostřednictvím řešení MindSphere mohou být rovněž zdrojem pro tzv. digitální dvojče, tedy přesný digitální model zařízení, na kterém lze rychle simulovat různé stavy a řešit možnosti optimalizace. „Majitelé či manažeři výrobních podniků se často domnívají, že digitalizace a automatizace procesu výroby vyžaduje masivní investici do nových strojů a vybavení. Je sice pravda, že moderní stroje jsou na propojení a automatizaci připraveny, ale současně lze do digitálních řešení integrovat také většinu stávajícího strojního vybavení, které často stačí jen dovybavit potřebnými senzory a komunikačními prvky,“ vysvětluje Eduard Palíšek.

Bezdrátové propojení strojů

Velkým tématem digitalizace výroby bude v následujících letech bezdrátové propojení strojů a dalších výrobních technologií prostřednictvím sítí 5G. Tato nová síťová technologie ukáže svůj přínos všude tam, kde firmy potřebují značnou šířku přenosového pásma, co nejkratší dobu odezvy a co nejvyšší spolehlivost připojení. V praxi může jít o připojení a ovládání různých automatizovaných a robotických technologií ve výrobě či logistice, stejně jako třeba aplikace virtuální reality, určené na vzdálené ovládání či údržbu strojního vybavení. „Síť 5G bude 10‑ až 20krát rychlejší než dnes používané LTE a současně spotřebuje jen tisícinu množství přenesené energie na bit. Jejich zavedení bude vhodné především v podnicích, které chtějí sledovat výrobu v reálném čase nebo zpracovávat data na tzv. okraji vlastní sítě (edge computing),“ popisuje potenciální výhody nové síťové technologie Eduard Palíšek ze společnosti Siemens. S nasazením a využíváním moderních síťových technologií má Siemens bohaté zkušenosti. Například již několik let používá řešení RUGGEDCOM WIN, fungující na soukromých rádiových frekvencích WiMAX v různých sektorech, a zaměřuje se na vzdálené monitorování a řízení energetických sítí (tzv. smart grids). Stejně tak Siemens nasadil i řadu izolovaných soukromých sítí LTE, například v továrnách a přístavech. Společnost Siemens také úspěšně používá pro bezdrátovou komunikaci v průmyslu již více než 15 let průmyslovou WLAN, která splňuje všechny potřebné požadavky, včetně nároků na bezpečnost bezdrátové komunikace. Očekává se, že průmyslové sítě 5G budou od roku 2023 k dispozici v Německu a ve Velké Británii, USA a dalších zemích pak do konce roku 2025. Již nyní proto Siemens pracuje na konceptech využívajících tuto moderní síťovou technologii v průmyslovém nasazení.

Bezpečnost potřebuje jasnou strategii

Digitalizace znamená propojování různých systémů, strojů, věcí a lidí, které dříve nebylo možné. S tímto propojením ale zároveň vyvstávají i nová bezpečnostní rizika. Dříve nebylo nutné zabezpečení výrobních (operačních) technologií věnovat velkou pozornost, protože v průmyslových podnicích byly provoz a související řídicí systémy tradičně oddělené od IT infrastruktury. Průmyslová automatizace a digitalizace výroby ale zásadně mění situaci. Důsledkem je, že hrozby donedávna ohrožující jen klasické IT sítě se dnes objevují i v operačních technologiích a mohou mít velmi závažné dopady na provoz a výrobu. Další bezpečnostní riziko představují i chytré mobilní komunikační technologie, jako smartphony nebo tablety, které dnes již běžně slouží k monitorování nebo ovládání průmyslových zařízení. Úspěšný kybernetický útok pak může mít obrovské následky v podobě přerušení výroby a poškození nebo odcizení důležitých dat. Firmy přitom často chybují tím, že někdy zbytečně propojí všechna zařízení – nikoli z toho důvodu, že by to bylo potřebné, ale protože je to možné. Tím se ale otevírá prostor pro další bezpečnostní rizika. „Vždy není nutné propojovat všechna podniková zařízení a sbírat veškerá dostupná data, ale stačí si vybrat jen ta relevantní. K tomu je ale nezbytná firemní strategie a vize, na jejímž základě budou vybrána klíčová kritéria, ať už je primárním cílem rychlost výroby, flexibilita nebo třeba zvýšení kvality. Jakmile bude jasný požadovaný výsledek, bude zřejmé, na jaké systémy a procesy se zaměřit a která data a systémy propojit,“ dodává Eduard Palíšek, generální ředitel společnosti Siemens ČR a ředitel Digital Industries. Propojení strojů do sítě operačních technologií velmi urychlí celý proces digitalizace, jelikož umožní centrální, on‑line distribuci výrobních programů. Součástí sítě může být i PLM řešení s CAD a CAM dokumentací, které umí tato data automaticky nahrávat například do CNC strojů. V případě nedostatečné úrovně průmyslového zabezpečení ale hrozí, že spolu s programem se do stroje dostane také virus nebo jiný škodlivý kód a celý výrobní systém zkolabuje. Je potřeba věnovat těmto problémům pozornost a nepodceňovat je. Přitom při splnění potřebných bezpečnostních podmínek je centrální on‑line přístup efektivnější, vylučuje lidské chyby a často nežádoucí modifikace výrobního programu obsluhou, kdy jeden program běží jinak nejen na stejných výrobních strojích, ale také se často liší směnu od směny. Digitalizace přináší firmám obrovské úspory, má ale i svá rizika. Stejně jako ve fyzickém světě ani v digitálním neexistuje absolutní bezpečí. Navíc rizika se mění rychleji než dříve. Lze jim ale předcházet. Průmyslové zabezpečení je nepřetržitý proces, ve kterém je zapotřebí být neustále o krok napřed před možnými hrozbami. Jeho nutnou podmínkou je analýza rizik a aktualizace obranných systémů. Siemens umí pomoci s analýzou aktuálního stavu i s navržením optimální digitalizační strategie. Zároveň má řešení pro všechny fáze digitálního podniku, která pomáhají naplnit zvolenou digitalizační strategii a současně splňují náročné požadavky na zajištění bezpečnosti.

Připraveno ve spolupráci se společností Siemens

 

Text nevyjadřuje názor redakce