Mükemmel Endüstri 4.0 stratejisi

Tübingen'deki Paul Horn GmbH, tüm değer zincirinin daha da geliştirilmesi ve dijitalleştirilmesini sürekli olarak ileriye taşıyor. Horn, üretim ortamında dijitalleşmeyi hızlandırmak amacıyla mevcut ve yeni sistemleri birbirine bağlamak için ölçeklenebilir bir standart çözüm geliştirdi. Sistemlerin optimize edilmiş ağ bağlantısı sayesinde Horn, müşterilerine daha iyi teslimat performansı da dahil olmak üzere birçok alanda fayda sağlıyor.

Horn, 2018 yılında mevcut sistemleri dijitalleştirmek ve ağ oluşturmak (güçlendirme) için bir proje başlattı. Hedefler arasında üretimde hizmet odaklı bir mimarinin (SOA) tanıtılması ve varlık yönetimi açısından verilerin standartlaştırılması yer alıyor. Geliştirilen konseptin aynı zamanda gelecekteki sistemleri birbirine bağlamanın temelini oluşturması da amaçlanıyor. Projenin ön çalışmasında, sürdürülebilir dijitalleşme için üretimin tüm BT mimarisinin dikkate alınması gerektiği kısa sürede anlaşıldı. Üretim kapsülleri olarak adlandırılan konsept, hem otomasyon piramidinin değiştirilmesine yönelik yöntemsel yaklaşımı hem de altyapı (donanım, ağlar, konumlar), uygulamalar, arayüzler, teknolojiler ve süreçlerden oluşan genel bir Endüstri 4.0 mimarisini tanımlamaktadır.

Üretim kapsülü, belirli bir amacı yerine getirmek için gereken işlevsel bir bileşen birimidir. Örneğin, taşlama alanındaki bir üretim kapsülü en az bir CNC makinesinden oluşur ve otomasyon, köşe hesaplama için bir bilgisayar veya gerekirse daha fazlası ile desteklenir. Konsept kasıtlı olarak bir kapsülün kapsamını sınırlamaz, bu da sistemin genel olarak uygulanabileceği anlamına gelir.

Mantıksal sınırlamaya ek olarak Endüstri 4.0 konsepti aynı zamanda ortaya çıkan verilerin kapsüllenmesini de ele alır. Bu öncelikle bilgilerin yetkisiz erişime karşı hedeflenen şekilde gizlenmesini ve standart arayüzlerin tanımlanmasını (kara kutu modeli) içerir. Dışarıdan gelenlerin kapsülün tek tek bileşenleriyle iletişim kurması mümkün değildir. Yalnızca bilinçli olarak sağladığı verileri ve işlevleri görürler. Anlamsal bir veri modeliyle birlikte bu, üretimin standardizasyonu ve hizmet odaklılığının temelini oluşturur. OPC UA'nın kullanılmasıyla, BT güvenliğini dikkate alırken konsepti gerçekleştirmek için uygun bir standart mevcuttur.

Teknik olarak kapsülleme, yerel güvenlik duvarlarına sahip fiziksel veya sanal yönlendiricilerin kullanımı yoluyla ağ düzeyinde zaten gerçekleşmektedir. Bir kapsülün dışarıdan ulaşılabilen merkezi iletişim ortağına entegratör denir. Bir entegratörün görevi, örneğin özel protokolleri OPC UA'ya çevirerek ve verileri uyumlu hale getirip toplayarak bileşenlerin bağlantısını desteklemektir. Bir kapsül içindeki diğer bileşenlerin (M2M) iletişimi etkilenmeden kalır. Entegratör ayrıca toplanan verilerin ön işlenmesi veya web görselleştirmesi için yerel hizmetler de sağlar.

Horn, makinelerinin çoğunu halihazırda üretim kapsülleriyle donattı. Konseptin esnekliği ve ölçeklenebilirliği, çok çeşitli sistemlerin hızlı bir şekilde bağlanmasına olanak tanır. Hassas takım üreticisinin dünya çapında üretimde yaklaşık 600 makine ve sistemi bulunmaktadır. Ayrıca bina yönetim sistemleri gibi diğer alanlardan da cihazlar bulunmaktadır. Katma değer, çeşitli iş birimlerinin karşılaştığı çeşitli zorluklarda açıkça görülmektedir. Uzaktan bakım otomatikleştirildiğinden ve sistem operatörü bir anahtar kullanarak etkinleştirebildiğinden BT için yönetim maliyetleri azalır. Ağ tarafındaki sistemlerin yalıtılmasıyla BT güvenliği artırılır; tek bir arızalı makinenin üretimin geri kalanı üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Şirket içi makine mühendisliği ve bakımı, yönetilebilir depolamadan ve kurulu ve standartlaştırılmış donanımın uzun vadeli kullanılabilirliğinden yararlanır. Kaydedilen veriler, standardizasyon ve anlamsal açıklama sayesinde otomatik olarak kaydedilebilir ve değerlendirilebilir. İş mili hızı veya sıcaklıklar gibi güç ve makine verileri, entegratör aracılığıyla merkezi olarak kaydedilir ve OPC UA aracılığıyla standart bir şekilde kullanıma sunulur. Çözüm, veri modellerine dayalı görselleştirmeye olanak tanır. Bu, örneğin bir üretim hattındaki tüm makinelerin durumuna ilişkin genel bir bakış sağlar. HORN Endüstri 4.0 mimarı André Hoettgen: "Sistemlerin ağ üzerinden birbirine bağlanması, mevcut süreçleri optimize etmeyi ve gelecekteki üretim teknolojilerini yeniden düşünmeyi mümkün kılıyor. Kolektif zeka, teslimat performansını artırıyor ve çok daha çok yönlü takımların önünü açıyor."