Przemysł 4.0 – Integracja IoT w środowisku produkcyjnym

„Przemysł 4.0”, nazywany inaczej czwartą rewolucją przemysłową jest projektem, który ma na celu zmianę sposobów wytwarzania, usprawniania i dystrybucji produktów. Głównym powodem wdrożenia Przemysłu 4.0 w przedsiębiorstwie jest zwiększenie jego wydajności, produktywności, jakości i tempa rozwoju. Technologie, które wspierają rozwój tej rewolucji to między innymi: sztuczna inteligencja, przetwarzanie danych w systemach chmurowych oraz robotyka. Jednym z nieodłącznych elementów tej koncepcji jest także IoT, czyli „Internet rzeczy”. Pod tym pojęciem, które pochodzi z angielskiego Internet of Things, kryje się wykorzystanie urządzeń i maszyn, które dzięki wyposażeniu w odpowiednie czujniki i technologie mogą gromadzić, przetwarzać i wymieniać dane z nadrzędnymi systemami.

Jednym z obszarów, w których IoT może poprawiać wydajność zakładu jest zwiększenie komfortu pracy i produktywności pracownika. Dzieje się to między innymi dzięki wykorzystaniu czujników, które monitorują wilgotność, temperaturę czy jakość powietrza w pomieszczeniu. Jeżeli któryś z tych czynników nie spełnia odpowiedniej normy, taka informacja może zostać przesłana natychmiastowo do systemu, który automatycznie uruchomi procedury poprawienia jakości wskazanych parametrów. Takie pomiary mogą być istotnie nie tylko dla samych pracowników, lecz również dla procesów produkcyjnych, które niekiedy wymagają stałych, sprecyzowanych warunków otoczenia, jak na przykład procesy związane z malowaniem elementów.

Użycie urządzeń IoT pozwala również na redukcję kosztów związanych ze zużyciem prądu i energii. Dzieje się to za sprawą kilku czynników. Dzięki specjalnym czujnikom możliwe jest uruchamianie maszyn dopiero wtedy, gdy pracownik chce ich użyć. Dla procesów produkcyjnych, które nie wymagają obecności człowieka, inteligentne systemy, na podstawie pomiarów z czujników podpowiadają, kiedy najkorzystniej będzie je wykonywać, by generowały najmniejsze koszty. Wiąże się to z cenami prądu w określonych taryfach. Takie urządzenia mogą być wykorzystane również w bardziej przyziemnych rozwiązaniach, jak na przykład obsługa światła w pomieszczeniu poprzez czujniki ruchu lub automatyczne spłuczki w toaletach, które zapobiegają nadmiernemu zużyciu wody. Urządzenia IoT mogą też w zależności od warunków słonecznych przełączać źródło energii z prądu sieciowego na energię dostarczaną z paneli fotowoltaicznych.

Czujniki wbudowane w maszyny i urządzenia będące elementami IoT, pozwalają na bieżąco monitorować stan urządzeń. Dzięki temu w czasie eksploatacji mogą wychwycić pewne zmiany, które są sygnałami o zbliżającej się awarii bądź konieczności wymiany elementów konstrukcyjnych. Mowa tu o objawach, których człowiek nie byłby w stanie zaobserwować, a zniwelowanie ich z wyprzedzeniem pozwala zaoszczędzić pieniądze. Przystąpienie do wymiany wadliwych elementów odpowiednio wcześnie, może zapobiec konieczności wymiany innych wskutek wystąpienia większej awarii. Dodatkowo takie działanie zmniejsza czas przestojów pracy maszyny i pozwala przeplanować procesy produkcyjne tak, by odnieść jak najmniejsze straty.

Koncepcja przetwarzania brzegowego polega na tym, by przetwarzać dane zbierane z urządzeń IoT możliwie blisko ich źródła. Niektóre z czujników zbierają dane, na które decyzje i reakcje powinny być podejmowane natychmiastowo. W zależności od wielkości pakietów danych zbieranych przez urządzenie, ich wysyłka na serwer (lub do chmury) i dalsze prace obliczeniowe mogą zajmować więcej czasu, niż wymagany czas reakcji. Dzięki tej koncepcji, oprócz zaoszczędzenia czasu, mamy dodatkowo pewność, że nie marnujemy miejsca w bazie danych na informacje, które właściwie nie są już potrzebne.