Az idei CeBIT valamint a Hannoveri Ipari Vásár is az integrációt helyezte a középpontba: az IT és az ipar egyre erőteljesebb összefonódását. Önbeállító gépek, intelligens termékek, automatikus gyártási eljárás váltások – az Ipar 4.0 folyamatai úgy hangzanak, mintha egy sci-fiből léptek volna elő. Hogy végül milyen formát öltenek ezek a folyamatok, annak “formálása” jelenleg is zajlik.
Bizonyára eltelik még néhány év, mire teljes egészében átélhetjük az Ipar 4.0 korszakát, de a vállalkozások már ma is gyakorlati előnyökre tehetnek szert, ha alkalmazzák a benne rejlő lehetőségeket. Azonban egyetlen dolog biztos: rengeteg adatra van szükség. Ezért létfontosságú, hogy egy megbízható és mindig rendelkezésre álló adatközpont szolgálja ki a nagy adatigényű folyamatokat.
Mióta az Ipar 4.0 fogalmat választották a hannoveri ipari szakkiállítás és vásár témájának, a szakértők és az érdeklődők is a negyedik ipari forradalomról beszélnek. Az Experton Csoport és a BITKOM közös előrejelzése alapján a német vállalatok mintegy 11 milliárd eurót fognak befektetni 2020-ig ICT megoldásokba, hogy Ipar 4.0 kompatibilisek legyenek.
Ez a befektetési volumen csak 2015-ben már 650 millió eurót fog elérni, ami 45%-kal több a 2014-es értéknél. Mindazonáltal vannak szakértők, akik szkeptikusabbak az Ipar 4.0 koncepciójával szemben, illetőleg egy sokkal hosszabb kifutási periódussal számolnak. Azonban egy dologban egyetértenek: a vállalkozások akkor döntenek jól, ha időben felkészülnek a negyedik ipari forradalom kihívásaira. Jelenleg az Ipar 4.0 még egy nem teljesen kiforrott fogalom, mégis megkérdőjelezhetetlen szinonimája a gyártó- és feldolgozó folyamatokban bekövetkező költségcsökkentésnek. Megnövelt rugalmasság, gyorsabb folyamatok és átláthatóság – ezek a legfontosabb alapjellemzői.
A fókusz pedig a digitális kommunikáció, amelynek segítségével növelhető a jelenleg is használatban lévő merev gyártófolyamatok rugalmassága, amelyeket annak idején egyetlen egyszerű feladat végrehajtására terveztek. Ugyanez igaz a munkafolyamatokra, az emberi erőforrás-tervezésre, az alkatrészellátásra és a logisztikára is.
IP címet minden eszköznek
Az Ipar 4.0 koncepciója dióhéjban annyi, hogy a gyártási folyamatban lévő minden egyes résztvevő elemnek – legyen bármilyen kicsi is – önálló IP címet ad, egészen a 24 V tápellátásig a kalapsínen. Az IT azonban nem csak a CNC vezérlő rendszerre korlátozódik. Ehelyett az IT infrastruktúrát és a vállalatnál meglévő számtalan egyéb eszközt is bevonja a vállalati IT-be. Ez teszi lehetővé, hogy rendkívül rugalmas gyártási folyamatokat lehessen létrehozni, amelyeket valós időben lehet felügyelni és vezérelni.
Az Ipar 4.0 végül minden szektorba eljut majd, de egyes területeken gyorsabb és jóval mélyrehatóbb változásokat hoz, mint másokon. A német kis- és közepes méretű gyártó vállalatok mintegy 15 százaléka már ma is decentralizált, hálózatosított és autonóm vezérlésű gyártási folyamatokat használ – Ipar 4.0-t, ha úgy tetszik. Ezt a Freudenberg IT felkérésére a független Pierre Audoin Consultants tanácsadó cég legfrissebb felmérése is alátámasztotta. Az Ipar 4.0 németországi korai befogadói szinte kivétel nélkül megtalálhatók az 500 főnél többet foglalkozató autóipari beszállítók között is.
A VDE egy friss tanulmánya rávilágított, hogy az Ipar 4.0 alkalmazásának legfőbb gátló tényezői az IT biztonsági problémák, a szabványok és normák hiánya valamint a szükséges továbbképzések idő- és költségigénye. És noha az “okos gyár” fogalma még nem pontosan definiált, a vállalatok akkor döntenek helyesen, ha már ma megalapozzák a hálózatos működésüket egészen a gyártási szintig – vagyis képeznek egy rugalmas és skálázható alapinfrastruktúrát, amely az elvárt rendelkezésre állást is garantálja. Egy dolog biztos: minél több gyártási folyamatot fűznek fel a hálózatra, annál fontosabb lesz annak megbízható és minden körülményre felkészített, üzembiztos működése, amely a potenciális fizikai fenyegetések ellen is védelmet nyújt. A magas rendelkezésre állás éppúgy az Ipar 4.0 létfontosságú tulajdonsága, mint a benne használt végberendezésekbe épített szenzorok és hálózati kapcsolatok pontos működése.
Szilárd alapok
A teljes infrastruktúra aktív eszközöket, mint például switcheket, valamint a hálózat többi elemét, úgymint kapcsolószekrényeket, hűtést és klímaberendezéseket és az ezeket felügyelő monitoring rendszert tartalmaz. A megbízható és jövőbiztos koncepcióknak szilárd alapokra van szükségük.
Az IT infrastruktúra az idő előrehaladtával bővülni fog – intelligens eszközöket fognak beépíteni minden gépbe és csarnokelosztóba. Az adatok áramlása és a kapcsolat ezek között az eszközök között forró és poros gyártási környezetben jön létre, amit pontosan úgy kell védelmezni, mint egy normál 19”-os racket egy adatközpontban. Ezért létfontosságú, hogy a gyáregységekben lévő legkisebb szekrényt is be kell illeszteni a védelmi koncepcióba. A szekrényeknek megfelelő védettséget kell nyújtaniuk az EMC sugárzás ellen, ami például csak igen magas minőségű kábelbevezetés segítségével történhet. Minden szekrénynek megbízhatóan ellen kell állnia a rázkódásoknak és természetesen ki kell zárniuk a port, szennyeződést és folyadékokat – vagyis olyan tulajdonságokkal kell rendelkezniük, mint az IP 55-ös védettségű Rittal TS IT hálózati- és szerverszekrény. Az áramelosztás szintén kritikus kérdés.
A kemény gyártási környezet magas elvárásokat támaszt a megbízható és szünetmentes áramellátással szemben. A megfelelően méretezett gyűjtősínrendszerek nemcsak az áramellátást biztosítják, hanem képesek együtt nőni a teljes rendszerrel és biztosítani az Ipar 4.0 forgatókönyvei szerinti megnövekedett igényeket.
Fókuszban a biztonságos kapcsolószekrények
A hálózati eszközök számára a gépcsarnokba telepített szekrényeknek szintén magas követelményeknek kell megfelelniük. Fontos továbbá, hogy változatos kábelformátumok fogadására és telepítésére legyen lehetőség bennük. A gyártócsarnokokban lévő nagyobb távolságok okán gyakran használnak optikai kábeleket két elosztóállomás között. Ezek a kábelek viszonylag nagy hajlítási sugárral rendelkeznek, amit számításba kell venni. Mihelyst az aktív eszközöket is telepítették a szekrényekbe, a hűtés és a klimatizálás is fontos kérdéssé válik, hiszen nem megengedhető, hogy egy túlmelegedés miatt álljon a gyártósor.
A szekrények szigorú tömítettsége miatt nehézkes egy szimpla ventilátoros megoldással hűteni a bennük lévő eszközöket, még akkor sem, ha megfelelő IP védettségű szűrőt alkalmaznak. Ezekben az esetekben tehát aktív klímaberendezéseket kell használni, ami a szekrényen belül lévő hőt hűtőközeg segítségével elvonja és átadja a környezetnek. Kiterjedt szekrényrend-szerek esetén a Rittal a folyadékhűtésű LCP termékcsaládot javasolja, amely vizes és gázos hűtésű kivitelben is választható és számtalan kiviteli formája miatt bármilyen rendszerkörnyezethez hatékonyan illeszthető.
A gyártás számára hagyományosan a rendelkezésre állás a legfontosabb érték. A vállalkozások az IT stratégiájukat a mai napig kivétel nélkül a maximális rendelkezésre állási érték alapján tervezték. A folyamatos rendelkezésre állás azonban épp oly fontos, mint a biztonság. Az Ipar 4.0 ezért ezt a korábbi szemléletet is forradalmasítja. A gépekbe telepített, hálózatba kötött érzékelők és jeladók rendkívüli módon hozzájárulnak az Ipar 4.0 kifejezett céljaihoz: a költségcsökkentéshez, a racionalizáláshoz és a hosszú távú versenyképességhez. Immár lehetségessé válik a testreszabott gyártás, a gyors konfigurációváltások illetve az erőforrások, az idő valamint a fogyasztás korábban nem tapasztalt mértékű kontrollja. Mindazonáltal a hálózati kommunikáció kétirányú utca. Ha az eszközök feletti kontroll rossz kezekbe kerül, annak katasztrofális következményei lehetnek.
A techconsult cég felmérése alapján a német kis- és középvállalatok csak mintegy egynegyede rendelkezik ma rendszeresen ellenőrzött és frissített IT stratégiával. Kevéssel több, mint felük csak az általános IT stratégia részeként foglalkozik IT biztonsággal, és egyötödük még nem rendelkezik önálló IT stratégiával vagy épp dolgoznak rajta. Ebből látszik, hogy óriási az elmaradás és megfelelő biztonsági lépésekre van szükség, ami nem csak a számítógépek tűzfalának beállítását jelenti.
Egy gyártó környezetben lévő, hálózatba kötött eszközt felügyelni kell, és nem csak a szokásos környezeti értelemben (hőmérséklet, páratartalom, stb.), hanem például a jogosulatlan hozzáférés tekintetében is. A szekrényekbe is telepíthető intelligens felügyeleti eszközök, mint a Rittal CMC III rendszere képes ezt a feladatot ellátni és minden fontos információt központilag összegyűjteni. A CMC III-ba integrált kapcsoló csatlakozók akár folyamatok aktiválására vagy például ajtók reteszelésére is alkalmasak.
Adatközpont mint elosztóállomás
A fenti folyamatok a vállalatok adatközpontjainál jelenleg létező felelősségi körök jelentős kibővítését teszik szükségessé. Az Ipar 4.0 eszközeiből gyűjtött adatokat specifikus alkalmazásokban kell gyűjteni és feldolgozni. A jövőben a gyártástámogató rendszerek (Manufacturing Execution Systems, MES) jelentős szerepet fognak játszani a gyártás irányításában és optimalizálásában.
A különféle szállítóktól és más vállalatoktól származó információk felhasználásával az adatközponti szolgáltatások egy központi elosztóállomássá fejlődnek a vállalaton belül. A Rittal felkérésére az IDC által elvégzett kutatás szerint ezek a folyamatok a vállalatok saját adatközpontjaiban fognak zajlani. Noha a vállalatok mintegy 60%-a szeretne megfelelni a jelenlegi igényeknek például hibrid felhőkapacitások használatával, elrettentik őket a kockázatok. Ezért egyelőre a lokális adatközpontok fogják betölteni azt a szerepet, amelyet az Ipar 4.0, a Big Data és a mobilszolgáltatások terjedése támaszt az adatigényekkel szemben.
Villámgyors fejlesztés
Az IDC kutatása megállapította, hogy a kis- és közepes vállalkozásoknál lévő adatközpontok átlagos életkora 6,9 év. A moduláris adatközpontok, mint a Rittal RiMatrix S megoldása egy villámgyors és hatékony modernizálást tesz lehetővé, hiszen a moduláris, standardizált felépítés miatt gyorsaságot és skálázhatóságot nyújt a vállalatoknak. Új adatközpontok építhetők szinte napok alatt és az új előírásoknak és igényeknek is könnyebb megfelelni. Az előre definiált, előtanúsított modulok egyszerű tervezést és a vállalatok már meglévő infrastruktúrájába való könnyű beépíthetőséget garantálnak. Az egész adatközpont standard komponensekből áll – a szervermodul meghatározott számú TS IT hálózati- és szerverszekrényt tartalmaz, továbbá hűtési modult, áramellátást és szünetmentes tápellátást, valamint monitoring eszközöket.
Egy standard RiMatrix S „csomag” 6 vagy 9 szekrényből áll, és tetszés szerint kombinálható nagyobb egységekké. Ezzel a megoldással a vállalkozások egy olyan adatközpontot kapnak, amelynek minden komponensét előtanúsította a TÜR Rheinland szervezet. A RiMatrix S modulok ezen tanúsítása egy robusztus, auditált gyártási folyamatot igényel, ami biztosítja, hogy a szükséges termékjellemzők, vagyis a hatékonyság, teljesítmény és biztonság mindig állandó minőségi színvonalon maradjanak. Az adatközpont végtanúsítása azután történhet, miután beépítették a vállalatok meglévő infrastruktúrájába.
A moduláris, standardizált adatközpontnak mindössze egyetlen cikkszáma van, és a kulcsra-kész átadás igen rövid határidő alatt történik – köszönhetően a magas szinten standardizált moduloknak. Az üzemeltetési költségek előzetesen kiszámíthatók, mert a Rittal előre definiált PUE (energiahatékonysági együttható) értékkel adja át modulos adatközpontjait. Ha tehát a szervermodult a hozzá tartozó Rittal hűtőmodullal együtt használják, akkor akár 1,15-ös PUE érték is elérhető. Akár új adatközpontok telepítéséről, akár a régiek modernizálásáról legyen szó, a RiMatrix S rendszerrel egy modern, jövőbiztos IT infrastruktúra alakítható ki az Ipar 4.0 kihívásait is maximálisan szem előtt tartva.
