Industry 4.0

Περίπου 300 χρόνια μετά τη βιομηχανική επανάσταση, μία άλλη βιομηχανική τάση έχει κάνει την εμφάνιση της τα τελευταία χρόνια, φέρνοντας  σαρωτικές αλλαγές. Ο λόγος για τη βιομηχανία 4.0 (industry 4.0), όπου οι συνδεδεμένες συσκευές στο βιομηχανικό διαδίκτυο των πραγμάτων «IIoT» και τα δεδομένα που παράγουν, βοηθούν τα εργοστάσια να γίνουν πιο έξυπνα και πιο αυτοματοποιημένα, επιτρέποντας στους χειριστές να επιτύχουν μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και να προστατεύσουν καλύτερα τους εργαζομένους τους.

Περίπου 300 χρόνια μετά τη βιομηχανική επανάσταση, μία άλλη βιομηχανική τάση έχει κάνει την εμφάνιση της τα τελευταία χρόνια, φέρνοντας  σαρωτικές αλλαγές. Ο λόγος για τη βιομηχανία 4.0 (industry 4.0), όπου οι συνδεδεμένες συσκευές στο βιομηχανικό διαδίκτυο των πραγμάτων «IIoT» και τα δεδομένα που παράγουν, βοηθούν τα εργοστάσια να γίνουν πιο έξυπνα και πιο αυτοματοποιημένα, επιτρέποντας στους χειριστές να επιτύχουν μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και να προστατεύσουν καλύτερα τους εργαζομένους τους.

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων τριών αιώνων, οι βιομηχανίες έχουν περάσει από αρκετούς μετασχηματισμούς. Κατά τη διάρκεια της βιομηχανικής επανάστασης του 18ου αιώνα, οι ατμομηχανές αντικατέστησαν την ανθρώπινη εργασία στη διαδικασία κατασκευής, ενώ μερικά χρόνια μετά, η άνοδος των υπολογιστών, των δικτύων και της ρομποτικής επέτρεψε την περαιτέρω αυτοματοποίηση στις εγκαταστάσεις παραγωγής (εικόνα 1). Το Industry 4.0, είναι ένα όνομα για την τρέχουσα τάση της αυτοματοποίησης και της ανταλλαγής δεδομένων στις τεχνολογίες παραγωγής. Η βιομηχανία 4.0, δημιουργεί αυτό που ονομάστηκε “έξυπνο εργοστάσιο”, περιλαμβάνοντας τα κυβερνο-φυσικά συστήματα, το διαδίκτυο των πραγμάτων(IoT), το cloud computing και τον υπολογιστικό υπολογισμό. Τα κυβερνο-φυσικά συστήματα παρακολουθούν τις φυσικές διαδικασίες, δημιουργούν ένα εικονικό αντίγραφο του φυσικού κόσμου και μέσω του διαδικτύου των πραγμάτων, επικοινωνούν και συνεργάζονται  με τους ανθρώπους σε πραγματικό χρόνο. Μερικά παραδείγματα βιομηχανικού αυτοματισμού, είναι η μηχανική όραση, όπου αντικαθιστά το ανθρώπινο μάτι για να καταστήσει την επιθεώρηση διαφόρων προϊόντων πιο αποτελεσματική και λιγότερο επιρρεπή σε σφάλματα (εικόνα 2). Τα ίδια συστήματα μηχανικής όρασης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να κατευθύνουν οχήματα, χωρίς την ανθρώπινη παρέμβαση. Μία άλλη κατηγορία, είναι οι ανιχνευτές αερίων ή άλλοι τύποι αισθητήρων οι οποίοι μπορούν να ανιχνεύσουν διαρροές σε πρώιμο χρονικό διάστημα και να προειδοποιήσουν για την εκκένωση ενός χώρου, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις ζημιές.

Industrial Internet of Things (IIoT)

Το βιομηχανικό Ίντερνετ των πραγμάτων (IIoT) (εικόνα 3) είναι η χρήση των τεχνολογιών Internet of Things (IoT) στις βιομηχανίες. Επίσης γνωστό ως βιομηχανικό διαδίκτυο, το IIoT ενσωματώνει τη μηχανική μάθηση (machine learning), μεγάλη τεχνολογία δεδομένων, τις τεχνολογίες επικοινωνίας και αυτοματισμού μηχανής προς μηχανή (M2M), σε βιομηχανικά περιβάλλοντα. Η φιλοσοφία του IIoT είναι ότι οι έξυπνες μηχανές είναι καλύτερες από τον άνθρωπο όταν πρόκειται για ακριβή, σταθερή καταγραφή και επικοινωνία δεδομένων. Αυτά τα δεδομένα μπορούν να επιτρέψουν στις εταιρείες να επιταχύνουν την αντιμετώπιση των αναποτελεσματικοτήτων και των προβλημάτων που παρουσιάζονται, εξοικονομώντας χρόνο, χρήμα και δυνατότητες για ποιοτικό έλεγχο. Σε μια εγκατάσταση IIoT, οι αισθητήρες συλλέγουν διάφορους τύπους δεδομένων, όπως για παράδειγμα την κατάσταση των μηχανών, τις περιβαλλοντικές συνθήκες του χώρου και τον χρόνο που κάθε εργαζόμενος ξοδεύει. Στη συνέχεια, τα δεδομένα αναλύονται και φιλτράρονται από υπολογιστές, προτού αποσταλούν για περαιτέρω ανάλυση. Οι αισθητήρες λύνουν τα χέρια των εργαζόμενων, οι οποίοι δεν θα πρέπει πλέον να κάνουν χειρωνακτική επιθεώρηση των μηχανημάτων, ενώ παράλληλα θα ενισχύεται και η ασφάλεια τους κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Οι βιομηχανικές κάμερες με τη σειρά τους, διαδραματίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στις βιομηχανίες, καθώς είναι ιδανικές για τον έλεγχο και την ορθότητα των προϊόντων, παρέχοντας σημαντικές πληροφορίες (εικόνα 4). Για παράδειγμα, σε ένα αυτόματο σύστημα ψεκασμού το οποίο είναι ιδιαίτερα πολύπλοκο, μία βιομηχανική κάμερα μπορεί να κάνει ακριβείς μετρήσεις του σχήματος και της θέσης μίας συσκευής, καθοδηγώντας τους βραχίονες ψεκασμού αναλόγως, ενώ ταυτόχρονα, τα αποτελέσματα της βαφής μπορούν επίσης να ελέγχονται οπτικά. Σύμφωνα με πρόσφατη έκθεση αγοράς της MarketsandMarkets, η αγορά IIoT, αναμένεται να αυξηθεί από 113,71 δισ. δολάρια που ήταν το 2015, φθάνοντας τα 195,47 δισ. δολάρια μέχρι το 2022.

Προκλήσεις

Στις πρώτες ημέρες η ενοποίηση των συστημάτων βασίστηκε σε σειριακή τεχνολογία. Η σειριακή τεχνολογία ήταν αξιόπιστη, αλλά δεν ήταν πολύ γρήγορη, καθώς το εύρος ζώνης και οι απαιτήσεις απόδοσης, αυξάνονταν ολοένα και περισσότερο. Σήμερα, τα πρότυπα Ethernet έχουν εξελιχθεί και είναι σε θέση να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις των βιομηχανικών εφαρμογών. Ωστόσο η κύρια ανησυχία που δημιουργείται γύρω από τη βιομηχανική διασύνδεση, είναι η διαλειτουργικότητα μεταξύ των συσκευών και των μηχανών που χρησιμοποιούν διαφορετικά πρωτόκολλα και έχουν διαφορετικές αρχιτεκτονικές. Η μη κερδοσκοπική κοινοπραξία βιομηχανικού διαδικτύου (IIC) είναι ένας ανοικτός οργανισμός, με 258 μέλη από τις 22 Νοεμβρίου 2016. Το IIC (εικόνα 5) δημιουργήθηκε για να επιταχύνει την ανάπτυξη, και την ευρεία χρήση των διασυνδεδεμένων μηχανών, συσκευών και ευφυών αναλύσεων. Η κοινοπραξία ιδρύθηκε από την AT & T, τη Cisco, τη General Electric, την IBM και την Intel τον Μάρτιο του 2014, και συντονίζει τις προτεραιότητες και τις τεχνολογίες που επιτρέπουν το βιομηχανικό διαδίκτυο και επικεντρώνεται στη δημιουργία προτύπων που προωθούν την ανοικτή διαλειτουργικότητα και την ανάπτυξη κοινών αρχιτεκτονικών.

{gallery}4672{/gallery}