Digitalisering af produktionsteknologi: De rigtige grænseflader for efternølere

"Eksisterende forretningsmodeller udfordres af digitaliseringen, og de globale markeder bliver stadig mere ustabile" [1].

Disse indbyrdes forhold samt de deraf følgende ændringer af forretningsmodellerne og de dermed forbundne risici skal ses på en meget differentieret måde. Især maskinindustrien med dens typiske struktur af SMV'er og "skjulte mestre" er i en meget god position på verdensplan til ikke at se digitalisering som en trussel, men som en mulighed for at udvide eksisterende forretningsmodeller og på lang sigt åbne nye markeder ved hjælp af nye teknologier. I sidste ende står det klart for alle forretningsaktører, at digitalisering sikrer den langsigtede konkurrenceevne for OEM'er inden for maskin- og anlægsteknik.

1. Vejen til digitalisering kan kun navigeres med succes i mange individuelle skridt. For de involverede kan det ikke være et spørgsmål om altomfattende kollektive funktionaliteter, som beskrevet under begreberne "IIoT", "Industri 4.0", "digital engineering" og lignende. Det handler snarere om konkrete tilgange, der kan bruges til at øge maskinernes effektivitet og omkostningseffektivitet gennem hele deres livscyklus med så lille en indsats som muligt. Og fordi automatisering inden for maskinteknik primært har været drevet af digitalisering i årtier, er det primært de relevante OEM'er, der med succes kan implementere disse tilgange baseret på deres kernekompetencer. Kun OEM'er kan implementere konkrete tiltag på en målrettet måde, der kombinerer eksisterende funktioner og systemer med de mest lovende nye kontrol- og datatransmissionsteknologier! [2]
   

2. Digitalisering i industrien nævnes ofte i samme åndedrag som nøgleordet "Industri 4.0" Dette udtryk står for den 4. industrielle revolution: Således sidestilles det disruptive potentiale i den nuværende teknologiske udvikling med virkningen af den industrielle brug af dampmaskiner, elektricitet og computere. Succesfulde aktører som Amazon, Microsoft og Google nævnes ofte som slående eksempler på forandringens kraft. For mellemstore maskin- og anlægsproducenter ses denne udvikling dog som en trussel, i hvert fald delvist. Digitaliseringens hovedpersoner forsøger at tage brodden af dette. Hans Beckhoff, grundlægger og CEO for Beckhoff Automation, påpegede meget rammende under et arrangement i Industri- og Handelskammeret i 2017, at forandring er en mulighed for den industrielle produktion, og at forandringstempoet er langsommere end først antaget: "Set fra nutidens perspektiv virker introduktionen af dampmaskinen som en revolution. Det tog dog mere end et halvt århundrede, før brugen af det i industrien førte til betydelige masseændringer." Digitaliseringens indvirkning på den industrielle produktion i dag skal ses på samme måde. Det sætter gang i den evolutionære udvikling på alle niveauer og i alle processer. Samtidig understreger Beckhoff, at denne erkendelse ikke betyder, at vi skal læne os tilbage og ikke gøre noget! Ifølge Beckhoff er det de modige, der vil blive belønnet, når de kreativt udvikler nye forretningsmodeller for produktionssystemer.
   

HARTING har analyseret sine kunders implementeringsstrategier og kan kun bekræfte Beckhoffs teorier. For at opnå varig succes med digitaliseringsprojekter er det derfor tilrådeligt ikke at forsøge at opnå alt på én gang [3].

Uanset om udviklingen er revolutionerende eller evolutionær, er de involverede enige om, at data danner grundlag for mere rationelle processer - og det betyder alle typer data. Sloganet "Data er den nye olie!" oprindeligt omtalt som "big data" eller lagring og tilgængelighed af forbrugerdata. Men denne karakteristik kan sagtens anvendes på data i industrien. For at blive i metaforen kræver den "nye olie" dog stadig funktionelle "rørledninger" og andre strukturelle elementer. "Data er den nye olie" beskriver den aktuelle situation for mange maskin- og anlægsproducenter, som er i færd med at revidere oprettelsen, behandlingen og overførslen af data for deres produkter.

• OEM'er er eksperter i mange eksisterende teknologiske, maskinrelaterede data, i brugen af disse data i deres egne maskinfunktioner og i avancerede automatiseringsfunktioner.

• Den øgede brug af den "interne intelligens" i automatiseringskomponenter som drev, intelligente sensorer, aktuatorer eller HMI-systemer med alle tilhørende datatransmissioner er nu også en del af en OEM's standardværktøjskasse.

• Derudover betragtes alle mulige datatransmissionslag på maskinnetværks- eller linjeniveau, der bruger kendte datagenererings-, maskin-, bruger- og procesmodeller, også som virksomhedsejet knowhow.

• Men i digitaliseringens ånd er det ikke alle de ovennævnte datastrukturer og transmissionslag, som er en del af kontrol- og automatiseringssystemerne, der bare kan "rives ned" og erstattes med nye. Det skyldes, at næsten hele funktionaliteten i moderne produktionssystemer er baseret på software og passende specifikke grænseflader; disse funktionaliteter er blevet udviklet med enorme udgifter til materialer og teknik.

I tråd med data-olie-analogien skal gennemprøvede og tilstrækkeligt funktionelle "rørledningsstrukturer" fortsat bruges og udvides med nye "rørledninger". Det gør det muligt for virksomhederne at forbedre deres egen konkurrenceevne og vinde nye markedsandele i deres eget segment eller i andre segmenter af produktionsteknologien. For at sige det med styringsteknologi til industrielle systemer: En OEM inden for maskinteknik har brug for sine gennemprøvede feltbusser og grænseflader til evolutionær digitalisering. Samtidig er passende fysiske grænseflader en fordel for udvidelsen af nye systemer og tjenester i edge-området og for den mest sømløse forbindelse til "big data"-verdenen Hvis du mestrer begge discipliner, er du optimalt rustet til at klare de voksende og i nogle tilfælde stadig ukendte fremtidige krav fra maskinbrugere.

De trendsættende krav til udvikling i forbindelse med digitalisering, som er skitseret i det følgende afsnit, er baseret på erfaringerne fra HARTING Technology Group. Virksomheden leverer løsninger til alle typer datagrænseflader til moderne drev-, kontrol-, HMI- og kommunikationsteknologi i maskintekniske produktionssystemer.

HARTING er også en pioner inden for mange banebrydende udviklinger af strøm- og signaltransmission i industrielle miljøer. Inden for Industrial Ethernet spiller HARTING en nøglerolle i udformningen af forskellige standarder på det fysiske lag: For eksempel er virksomheden aktivt involveret i løsninger til SPE-teknologi (Single Pair Ethernet).

Årtiers erfaring inden for grænseflader til fabriksautomatisering kombineret med ekspertisen fra en trendsætter inden for de nyeste datatransmissionsteknologier (der strækker sig ind i big data-verdenen) gør det muligt for HARTING altid at finde den optimale løsning på det fysiske lag til ethvert specifikt grænsefladedesign. Ved hjælp af de rigtige grænseflader kan OEM'er på afgørende vis fremme den overgang til digitalisering, der er så vigtig for dem. På den måde skal hver løsning forblive kompromisløst førende i forhold til den respektive applikation med dens mekaniske, miljømæssige og EMC-forhold og andre krav.

"Hvad er den enkleste og mest effektive måde at designe grænsefladerne til datatransmission i produktionssystemer på - på alle tænkelige niveauer i fabrikken og helt op til 'skyen'?" Dette spørgsmål giver ofte hovedbrud i maskinproducenternes forsknings- og udviklingsafdelinger, som gradvist ønsker at udvikle individuelle specifikke aspekter af digitaliseringen i deres projekter.

De krav, der skal opfyldes, er som følger:

• Alle typer datagrænseflader skal kunne implementeres, både de velafprøvede og de nye.

• Udvalget af grænseflader skal være skalerbart, hvilket betyder, at den samme grænsefladetype kan designes i den krævede standardversion, IP-beskyttelsesklasse eller til de krævede miljøforhold (EMC, modstandsdygtighed over for snavs, UV-stråling, mekaniske belastninger som stød og vibrationer og overholdelse af hygiejnekrav).

• Det skal være muligt at bruge pålidelige og standardkompatible grænseflader til overgange mellem lokationer eller sektioner.

• Der skal være produktvarianter, der er designet til forskellige fremstillings- og monteringsprocesser hos OEM'en, f.eks. til værktøjsfri montering, hvis der er behov for fleksibilitet, eller til automatisk montering, hvis der skal fremstilles større mængder med høj processikkerhed.

• Datagrænsefladerne skal kunne kombineres med hinanden og kan placeres sammen med andre signal- og strømgrænseflader i et hus eller endda sammen i en isolerende krop for at spare plads og omkostninger og forenkle processerne.

Den ovenfor skitserede tilgang gør det muligt for udviklere og projektledere at koncentrere sig om de opgaver, der er centrale for deres respektive applikationer i designfasen - uden at skulle bruge tid på de "perifere kriterier" for grænseflader. Samtidig kan de være sikre på, at der er en passende grænseflade til alle udvidelsestrin i et maskinmodul eller en dataoverførselsforbindelse. De tilsvarende løsninger er både omkostnings- og funktionsoptimerede samt skalerbare. Omkostningseffektive, teknisk enkle udvidelser af tjenester og systemforbedringer på alle niveauer af fabriksautomatisering og derover kan implementeres når som helst, selv med tilbagevirkende kraft, af maskinbrugeren.

Referencer

1. T-Systems: At drive digitaliseringen fremad nu (t-systems.com)

2. HMS: "Målet er at skabe merværdi ud af dataene." (industry-of-things.de)

3. HARTING: Smart uden skader? - BRANCHEGUIDE 2020/2021 - Nye virksomhedsguider