OPC UA – początek nowej generacji interfejsów |
Data dodania: 28.03.22 | ||
Cyfryzacja tworzy wartość dodaną we wszystkich sektorach, w tym także w przemyśle szklarskim. Sposób w jaki standard komunikacyjny OPC UA może się do tego przyczynić, będzie zaprezentowany na targach glasstec w dniach 20-23 września 2022 r. w Düsseldorfie.
Również na zimnym końcu linii do produkcji szkła płaskiego - OPC UA zwiększa potencjał w zakresie komunikacji maszyn, fot. Grenzebach
Transformacja cyfrowa już dawno temu opanowała przemysł szkła płaskiego i postępuje w szybkim tempie. Ludzie coraz częściej monitorują procesy produkcyjne, zamiast samodzielnie wykonywać tę pracę. Niedobór wykwalifikowanej siły roboczej, rosnące wymagania dotyczące elastyczności maszyn i urządzeń, a także większe wymogi dotyczące zrównoważonego rozwoju wymagają inteligentnego prowadzenia produkcji.
Producenci mogą generować szczególną wartość dodaną, stosując podejście mechatroniczne. Dlatego warto skupić się na danych i inteligentnej komunikacji człowiek-maszyna, maszyna-człowiek oraz – co nie mniej ważne – na komunikacji między maszyną a oprogramowaniem. Zwłaszcza że coraz większa liczba maszyn i oprogramowania operacyjnego różnych producentów musi się ze sobą komunikować.
Obecnie większość wymaganych do tego interfejsów jest nadal wdrażana jako rozwiązania niestandardowe dla poszczególnych aplikacji.
PC UA wspiera operatorów w komunikacji z maszynami, fot. Grenzebach
OPC UA upraszcza instalację maszyn i urządzeń, fot. Hegla
Jednak zamiast tracić czas i pieniędze na programowanie poszczególnych interfejsów, rozwiązaniem o dużym potencjale w całym łańcuchu wartości byłby interoperacyjny standard komunikacji między producentami, taki jak oferowany przez Open Platform Communications Unified Architecture (w skrócie OPC UA).
W badaniu międzybranżowym przeprowadzonym przez VDMA (Niemiecki Związek Inżynierów) w 2021 r. podkreślono znaczenie interoperacyjnych interfejsów i związanych z nimi standardów w przedsiębiorstwach – według badania ponad 90% ankietowanych dostrzega potrzebę wykorzystywania interoperacyjnych interfejsów.
Badania te pokazały też, że największe znaczenie strategiczne ma likwidacja zastrzeżonych interfejsów, ponieważ to właśnie w pierwszej kolejności umożliwia tworzenie uniwersalnych produktów typu „podłącz i produkuj”.
Według szacunków około 10-12% zakładów w przemyśle szklarskim jest wyposażonych w tę platformę. Popyt na OPC UA zależy jednak w dużej mierze od rynku docelowego. „Nasze linie produkcyjne są już wyposażone w ten standard komunikacji.
Jednak w przeciwieństwie do Europy, popyt w Azji wciąż odgrywa podrzędną rolę” – opisuje obecną sytuację Peter Seidl, kierownik działu zarządzania produktem w firmie Grenzebach.
Ponadto integracja OPC UA bez odpowiedniej specyfikacji towarzyszącej nie pozwala na wykorzystanie jej potencjału. Interoperacyjność jest osiągana tylko wtedy, gdy połączone maszyny i systemy rozumieją zawartość interfejsu za pomocą niniejszej specyfikacji – innymi słowy, mówią tym samym językiem.
W celu zdefiniowania tej specyfikacji i zapewnienia jej przydatności dla przemysłu szkła płaskiego, producenci i dostawcy oprogramowania uczestniczą we Wspólnej Grupie Roboczej (JWG) związku VDMA i fundacji OPC.
Ważną podstawą udanej komunikacji w całym łańcuchu procesowym jest niezależna od producenta i platformy wymiana danych, którą może zapewnić OPC UA, fot. Siemens
Dzięki OPC UA linia cięcia szkła float będzie znacznie łatwiej komunikowała się z systemem znakowania laserowego, a w przyszłości także z systemami innych firm, fot. Hegla
Grupa ta opracowała pierwszą specyfikację towarzyszącą dla przetwórstwa szkła płaskiego, która została opublikowana przez fundację OPC w listopadzie 2021 roku. Specyfikacja ta jest wykorzystywana w zarządzaniu produkcją.
„Dzięki tej specyfikacji nie musimy się już martwić o to, jak się komunikujemy, ale tylko o to, co komunikujemy” – mówi Peter Seidl, który jest zaangażowany we wprowadzenie OPC UA w grupie JWG, patrząc w przyszłość interoperacyjności.
Zwłaszcza, że pracownicy stają w obliczu rosnących wymagań dotyczących elastyczności zakładów. „Producenci muszą coraz szybciej dostosowywać swoją produkcję do nowych zamówień w partiach o różnej wielkości” – zauważa Tobias Wachtmann, dyrektor działu szkła i energii słonecznej w firmie Siemens.
Właśnie taką konfigurację ułatwia OPC UA, ponieważ eliminuje ręczne indywidualne programowanie i znacznie zmniejsza liczbę różnych interfejsów. Ułatwia to również i przyspiesza integrację nowych maszyn i komponentów z istniejącymi liniami produkcyjnymi, zwiększając tym samym wydajność zakładu.
Ponadto OPC UA znacznie upraszcza generowanie „cyfrowego bliźniaka” (cyfrowego odwzorowania/ symulacji rzeczywistej linii produkcyjnej ułatwiającej komputerowy nadzór nad nią) potrzebnego do dodawania nowych obiektów lub zwiększania mocy produkcyjnych.
Aktualne dane produkcyjne w znormalizowanej formie usprawniają planowanie konserwacji i wykorzystanie zasobów oraz zwiększają jednocześnie szybkość reakcji w przypadku wystąpienia błędów.
Zapewniona jest także ochrona danych – OPC UA dysponuje szeroką gamą mechanizmów bezpieczeństwa. Komunikaty mogą być na przykład przesyłane w formacie zakodowanym na różnych poziomach, możliwe jest także podpisywanie i uwierzytelnianie.
Markus Schoisswohl zwraca jednak uwagę, że cyfryzacja musi być możliwa do opanowania. „Nie możemy pozostawiać naszych współpracowników w tyle, ale musimy uświadomić im, jakie korzyści płyną z danych przesyłanych przez OPC UA” – sugeruje Tobias Wachtmann.
„Wprowadzanie na rynek własnych rozwiązań jest obecnie zbyt krótkowzroczne. Standaryzacja interfejsów, opracowana w ścisłej współpracy z dostawcami i użytkownikami, przynosi największe korzyści w łańcuchu wartości.”
Wprowadzając pierwszą specyfikację towarzyszącą, grupa JWG położyła solidne fundamenty. W przyszłości zostaną wprowadzone kolejne specyfikacje dla większej liczby zmiennych i obszarów produkcyjnych. Eksperci oczekują, że OPC UA zadomowi się w przemyśle szklarskim w ciągu kilku lat.
W celu praktycznego wykazania korzyści płynących z tego interoperacyjnego standardu, firmy zaangażowane w prace grupy JWG planują przedstawić wersję demonstracyjną systemu na swoich stoiskach na targach glasstec 2022. Będzie możliwośćpokazania, jak OPC UA pozytywnie wpływa na wydajność zakładu szklarskiego oraz efektywniejsze wykorzystanie zasobów
|