AUTOMATYKA 10/2023 by Ł-PIAP

OD REDAKCJI

Szanowni Państwo, wrzesień 2023 r. to czas przedłużonej kanikuły ale i pierwsze powakacyjne spotkania w klasycznej bezpośredniej formie. Również nasza Redakcja wzięła udział w pierwszych imprezach. Kolejne odbywają się w październiku i listopadzie. Już dziś możemy zapowiedzieć relację z ostatnich Międzynarodowych Energetycznych Targów Bielskich Energetab, ale to dopiero w kolejnym numerze pisma. Bieżący numer został zdominowany przez przemysł spożywczy oraz druk 3D. Materiały dotyczące przemysłu spożywczego – sektora wymagającego jeśli chodzi o warunki sanitarne i przestrzeganie higieny – poruszają problematykę stosowanych tam materiałów oraz przykłady zrobotyzowanych linii produkcyjnych. Ważne jest, by wszystkie stosowane materiały gwarantowały higienę procesów. W artykule poświęconym drukowi 3D przybliżamy stosowane technologie przyrostowe, materiały budulcowe i sposoby ich spajania. Na kolejnych stronach piszemy o zaletach stosowania druku 3D w przedsiębiorstwach zautomatyzowanych, o możliwości zdalnego obliczania żywotności materiałów do druku 3D. Na koniec coś dla amatorów stosowania druku 3D w budownictwie. Małgorzata Kaliczyńska redaktor naczelna

Tematyka sztucznej inteligencji (AI) coraz częściej gości na naszych łamach. Można zauważyć, że zbliża współczesne fabryki do inteligentnych wizji, łączących złożone algorytmy sztucznej inteligencji z kolejnymi filarami Przemysłu 4.0, w tym cyberbezpieczeństwem. A co powinniśmy wiedzieć o ChatBotGPT lub najnowszej jego wersji GPT-4? Liczne wyzwania, które muszą pokonywać firmy produkujące nowoczesne oprogramowanie, zadecydowały o rozwoju wielu przedstawicieli tego sektora. O wyzwaniach stojących przed firmami rozwijającymi i wdrażającymi systemy ERP, kierunkach rozwoju tych rozwiązań oraz roli sztucznej inteligencji w odniesieniu do ERP mówi Paweł Orzeszko, dyrektor zarządzający firmy proALPHA Polska. Stałym Czytelnikom działu Prawo i normy polecamy najnowszy artykuł poświęcony rozwiązywaniu współczesnych problemów, do których należy tworzenie i zawieranie umów na odległość. Takie potrzeby pojawiły się w trakcie pandemii COVID-19, gdy zintensyfikowana została praca zdalna. Czym trzeba dysponować, by radzić sobie w nowych warunkach?

Gorąco zapraszam do lektury!

AUTOMATYKA

ROZMOWA

Optymalizacja w aspekcie ERP O wyzwaniach stojących przed firmami rozwijającymi i wdrażającymi systemy ERP, kierunkach rozwoju tych rozwiązań oraz roli sztucznej inteligencji w odniesieniu do ERP mówi Paweł Orzeszko, dyrektor zarządzający firmy proALPHA Polska.

AUTOMATYKA

ROZMOWA

Fot. proALPHA

Firma proALPHA ma ponad 30-letnie doświadczenie w tworzeniu rozwiązań ERP. W jakich sektorach przemysłu jesteście obecni? Tak, możemy pochwalić się ponad 30-letnim doświadczeniem w tworzeniu zaawansowanego rozwiązania ERP, a w Polsce działamy w tym zakresie od 18 lat. Nasza obecność na rynku jest najbardziej widoczna w takich branżach, jak budowa maszyn i instalacji, tworzywa sztuczne, elektronika, automotive, a w szczególności w segmencie produkcji dyskretnej. Ta specjalizacja nie jest przypadkowa, wynika ona z głębokiego zrozumienia wymagań tych konkretnych sektorów. Stworzyliśmy komponenty oprogramowania opracowane pod kątem potrzeb określonych branż. Są one owocem współpracy naszych centrów kompetencji z ekspertami z wieloletnim doświadczeniem w danym obszarze. Wspomniane centra kompetencji nie tylko uczestniczą w projektowaniu branżowych komponentów, ale również tworzą mapy procesów specyficzne dla poszczególnych sektorów. Jest to podejście, które nazywamy „best practices” i które jest implementowane również w ramach naszych projektów wdrożeniowych.

dukcji wariantowej, możemy dostosować się do indywidualnych potrzeb naszych klientów. Ostatnie lata to dla nas czas intensywnego rozwoju i poszerzania portfolio. Zgodnie z koncepcją Grupy proALPHA, którą nazwaliśmy ERP+, wprowadziliśmy na rynek produkty komplementarne, które są liderami w swoich kategoriach. Do nich należą tisoware skupiający się na zarządzaniu produkcją, Böhme & Weihs w obszarze zarządzania jakością, ENIT dla zarządzania energią i śladem węglowym, Cor-

elementami w naszej wizji stworzenia innowacyjnej platformy ERP+. Rynek systemów ERP w Polsce ma swoją specyfikę, różniącą się od niemieckiego. Naszą siłą jest jednak to, że korzystamy ze wsparcia merytorycznego oraz organizacyjnego spółki proALPHA GmbH i jednocześnie dostosowujemy naszą ofertę do realiów polskiego rynku. To sprawia, że zyskujemy coraz więcej polskich klientów. Rynek niemiecki, znacznie bardziej dojrzały w kontekście systemów ERP, oferuje bogate doświadczenie w zakre-

EPOCE, W KTÓREJ CENY ENERGII W OSIĄGAJĄ REKORDOWY POZIOM, ZARZĄDZANIE NIĄ STAJE SIĘ KLUCZOWYM ASPEKTEM STRATEGII BIZNESOWEJ KAŻDEGO PRZEDSIĘBIORSTWA. OSIĄGNIĘCIE TEGO CELU JEST MOŻLIWE, GDY OPROGRAMOWANIE ERP JEST DO TEGO DOSTOSOWANE.

Jakiej wielkości firmy są odbiorcami produktów proALPHA? Nasi klienci to głównie średniej wielkości przedsiębiorstwa i korporacje działające we wspomnianych wcześniej sektorach. Dzięki naszym rozwiązaniom mogą efektywnie zarządzać swoimi złożonymi procesami produkcyjnymi i logistycznymi, co w efekcie przekłada się na konkurencyjność i sukces na rynku.

porate Planning w zakresie planowania działalności i finansów, HumanIT oferujący narzędzia analityczne i BI oraz Empolis dla analizy informacji przy użyciu sztucznej inteligencji. Jeśli chodzi o popularność, bez wątpienia najczęściej wybierane przez klientów jest nasze główne rozwiązanie ERP. Wynika to z jego wszechstronności oraz możliwości dopasowania do różnorodnych potrzeb. Natomiast w segmencie produktów komplementarnych najbardziej pożądanymi wydają się być tisoware i Corporate Planning, głównie ze względu na ich specjalistyczne możliwości.

sie ich wdrażania. Dzięki bliskiej współpracy z proALPHA GmbH, możemy przenieść to doświadczenie i wiedzę do Polski. Obejmuje to definiowanie realnych wymagań biznesowych, przygotowywanie danych podstawowych, określanie kluczowych wskaźników efektywności (KPI) oraz efektywne szkolenie użytkowników w zakresie możliwości i wartości oferowanych przez systemy ERP. Jesteśmy bardzo zadowoleni z obecnego kierunku rozwoju i mamy nadzieję, że kontynuując tę strategię, będziemy mogli dalej rozwijać nasze portfolio w ramach koncepcji ERP+.

Jakie rozwiązania ERP oferujecie i które cieszą się największą popularnością? Firma proALPHA jako producent oprogramowania klasy ERP wyznacza standardy w integracji różnych aspektów biznesu – od logistyki i produkcji aż po zarządzanie finansami. Dzięki dodatkowym wprowadzonym funkcjonalnościom, jak zintegrowany workflow, system zarządzania dokumentami DMS czy integracja z działem konstrukcyjnym i konfigurator produktu dla pro-

Czym jest koncepcja ERP+ w strategii Grupy proALPHA i jak wpisuje się w specyfikę polskiego rynku? Koncepcja ERP+ dla nas oznacza rozwijanie platformy, która integruje najlepsze rozwiązania branżowe z funkcjonalnościami wykraczającymi poza tradycyjne systemy ERP. Strategia ta jest realizowana zarówno przez organiczny rozwój, jak i akwizycje firm wiodących w swoich branżach, co potwierdzają ostatnie zakupy ENIT i Empolis. Te akwizycje są kluczowymi

Czy oprócz produktów oferujecie także wsparcie techniczne? Owszem, nie ograniczamy się jedynie do dostarczania oprogramowania; oferujemy również wsparcie techniczne w ramach tego, co określamy jako Full Cloud Experience. To oznacza, że nie tylko zapewniamy hostowanie naszych rozwiązań, ale również nadzorujemy całe środowisko proALPHA, aby upewnić się, że działa ono sprawnie i efektywnie. Dodatkowo zajmujemy się również aktualizacją oprogramowania, co jest

10/2023

ROZMOWA

niezwykle ważne dla zapewnienia ciągłości i bezpieczeństwa działania. Nasza oferta łączy najlepsze cechy z dwóch modeli dostarczania oprogramowania. Z jednej strony, system jest w pełni elastyczny, co jest typowe dla rozwiązań on-premise. Dzięki temu klienci mogą dostosować oprogramowanie do swoich unikalnych potrzeb. Z drugiej strony gwarantujemy, że system będzie zawsze aktualny, co jest jedną z głównych zalet rozwiązań typu SaaS. W praktyce oznacza to, że klienci mogą cieszyć się wszystkimi korzyściami płynącymi z posiadania najnowszej wersji oprogramowania, nie martwiąc się o procesy aktualizacji. W ten sposób dążymy do zapewnienia kompleksowej oferty, która odpowiada na różnorodne i ewoluujące potrzeby naszych odbiorców.

Taka kompleksowość stwarza idealne warunki do realizacji ambitnych celów związanych z dążeniem do neutralności klimatycznej. System ENIT dostarcza wszystkie niezbędne dane i narzędzia, które są kluczowe dla opra-

standardowych rozwiązań i szuka teraz systemów, które w standardowej wersji mogą zaspokoić większość ich potrzeb. Ostatni, ale nie mniej ważny, czynnik to doświadczenie przyszłego dostawcy w obszarze produkcji, naj-

Zintegrowane rozwiązania ERP mogą znacznie usprawniać zarządzanie energią i emisjami CO₂ i tym samym wspierać firmy w dążeniu do neutralności klimatycznej. Jak oprogramowanie proALPHA wpisuje się w ten trend? Nasza koncepcja obejmuje wiele elementów – od licznika prądu aż do zintegrowanego systemu ERP. W epoce, w której ceny energii osiągają rekordowy poziom, zarządzanie nią staje się kluczowym aspektem strategii biznesowej każdego przedsiębiorstwa. Osiągnięcie tego celu jest możliwe, gdy oprogramowanie ERP jest do tego dostosowane. Jako jeden z wiodących dostawców oprogramowania ERP+ dla średnich przedsiębiorstw produkcyjnych, poszerzyliśmy ofertę o zintegrowane rozwiązania firmy ENIT. ENIT oferuje zaawansowane rozwiązania do holistycznego zarządzania zużyciem energii w przedsiębiorstwach, uwzględniając nie tylko energię elektryczną, ale również gaz i ciepło. Dzięki precyzyjnym systemom pomiarowym, możliwe jest rejestrowanie i optymalizacja zużycia, co wpływa na redukcję szczytowych obciążeń energetycznych. Ponadto nasze narzędzia umożliwiają wyliczenie zarówno całkowitego bilansu emisji CO₂ przedsiębiorstwa – Corporate Carbon Footprint, jak i emisji związanej z konkretnym produktem – Product Carbon Footprint.

cowania, wdrożenia i monitorowania strategii redukcji emisji CO₂. W efekcie zarządzanie energią i uwzględnianie środowiskowych aspektów działalności staje się nie dodatkową opcją, ale integralnym elementem strategii zarządzania przedsiębiorstwem. Przyczynia się to do ochrony środowiska i ma realny wpływ na rentowność oraz długoterminową konkurencyjność organizacji.

lepiej w branży, w której działa nasze przedsiębiorstwo. Referencje od innych klientów, którzy skorzystali z rozwiązań danego dostawcy, mogą być tu bardzo cenną wskazówką. Pamiętając o tych kryteriach, można znacznie zwiększyć szanse na wybór rozwiązania ERP, które najbardziej odpowiada specyficznym potrzebom i wyzwaniom wiążącym się z działaniem zakładu produkcyjnego.

Jak wybrać najlepsze rozwiązania ERP dla zakładu produkcyjnego? Wybór właściwego rozwiązania ERP dla zakładu produkcyjnego to kluczowa decyzja, która może znacząco wpłynąć na długoterminowy sukces przedsiębiorstwa. Jako najważniejsze w tym kontekście wymieniłbym kilka kryteriów. Po pierwsze, przeprowadzenie dokładnej analizy własnych potrzeb i zdefiniowanie kluczowych wymagań to podstawa sukcesu – chodzi o to, aby mieć jasność, jakie funkcje są dla nas najważniejsze i stanowią podstawę dla osiągnięcia sukcesu rynkowego. Po drugie, warto dokładnie sprawdzić, czy potencjalne rozwiązanie ERP spełnia te kluczowe wymagania. Oczywiście większość systemów można modyfikować, ale trzeba mieć na uwadze, że z jednej strony oznacza to dodatkowy koszt, a z drugiej – konieczność utrzymania tych modyfikacji w przyszłości. Coraz więcej przedsiębiorców ma już doświadczenie z modyfikacją

W jakim kierunku idą innowacje wprowadzane obecnie w obszarze ERP i jakich kierunków dalszego rozwoju można spodziewać się w przyszłości? Innowacje w obszarze ERP ewoluują w kilku kluczowych kierunkach. Pierwszym z nich jest automatyzacja procesów. W dzisiejszym zglobalizowanym i szybko zmieniającym się środowisku biznesowym możliwość automatyzacji rutynowych zadań daje firmom przewagę konkurencyjną. Oszczędza to czas i zasoby, co pozwala pracownikom skupić się na bardziej złożonych i wartościowych działaniach. Kolejnym aspektem jest otwartość na integrację. W przypadku naszej platformy proALPHA mamy coś, co nazywamy szyną integracyjną. Dzięki temu możemy łatwo integrować różne systemy i aplikacje, zarówno te wewnętrzne, jak i zewnętrzne. Otwartość na integrację zapewnia również elastyczność w dostosowywaniu systemów ERP do zmieniających się potrzeb i wymagań rynku.

PRZYSZŁOŚCI MOŻEMY SPODZIEWAĆ W SIĘ JESZCZE WIĘKSZEJ INTEGRACJI ZAAWANSOWANYCH TECHNOLOGII W SYSTEMACH ERP, W TYM NP. WYKORZYSTANIA ROZSZERZONEJ RZECZYWISTOŚCI W TAKICH OBSZARACH, JAK SERWIS I KONSERWACJA, CZY BARDZIEJ ZAAWANSOWANYCH NARZĘDZI DO ZARZĄDZANIA ŁAŃCUCHEM DOSTAW.

AUTOMATYKA

ROZMOWA Nie można również pominąć rosnącego znaczenia sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. Te technologie nie tylko ułatwiają automatyzację, ale również pomagają w analizie dużych zbiorów danych, prognozowaniu i optymalizacji procesów biznesowych. W proALPHA rozwijamy w tej chwili produkty, które wykorzystują te nowoczesne technologie w celu prognozowania różnych zagadnień, formułowania rekomendacji działań i oceny potencjału optymalizacyjnego. W przyszłości możemy spodziewać się jeszcze większej integracji zaawansowanych technologii w systemach ERP, w tym np. wykorzystania rozszerzonej rzeczywistości w takich obszarach, jak serwis i konserwacja, czy bardziej zaawansowanych narzędzi do zarządzania łańcuchem dostaw. Kierunek rozwoju to zdecydowanie większa inteligencja, elastyczność i wszechstronność systemów ERP. Dziś dużo mówi się o sztucznej inteligencji. W jaki sposób SI może wspierać systemy ERP? Sztuczna inteligencja w ERP to nie tylko przyszłość, ale też teraźniejszość, która już teraz oferuje wiele konkretnych możliwości dla firm. Szczególnie w sektorze średnich przedsiębiorstw produkcyjnych doświadczamy ogromnych przemian, zainicjowanych przez stosowanie SI. Ta technologia odgrywa kluczową rolę w planowaniu zapotrzebowania, projektach związanych z Przemysłowym Internetem Rzeczy, jak również w cyfryzacji łańcuchów dostaw. Dzięki zastosowaniu SI w systemach ERP, możliwe jest np. dokładne prognozowanie skutków niedoborów dostaw czy fluktuacji cen. SI nie tylko identyfikuje problemy, ale również sugeruje alternatywne ścieżki działania w różnych kontekstach, co jest nieocenione w dynamicznym środowisku biznesowym. Co więcej, ERP wspierane przez SI może analizować dane z wielu różnych źródeł w tempie, które było wcześniej nieosiągalne. Autonomiczne sterowanie i optymalizacja procesów są możliwe dzięki centralnemu systemowi danych, zwanemu Single Source of Truth, który staje się podsta10/2023

wą do tworzenia nowych projektów w zakresie cyfryzacji oraz rozwijania innowacyjnych, rentownych modeli biznesowych. W związku z tym zwłoka w realizacji transformacji cyfrowej może oznaczać utratę znaczących korzyści, które oferuje inteligentny system ERP wspierany przez SI. Dlatego firmy, które jeszcze nie zdecydowały się na tę transformację, powinny jak najszybciej rozważyć jej wprowadzenie, aby skorzystać z licznych możliwości. Czy proALPHA wdraża rozwiązania z obszaru sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego? W erze cyfryzacji i dynamicznego rozwoju technologii SI i ML odgrywają kluczową rolę w różnych obszarach zarządzania przedsiębiorstwem. W ramach naszej spółki zależnej – HumanIT – rozwijamy produkt NEMO, który korzysta z zaawansowanych algorytmów SI. NEMO pozwala prognozować różne zagadnienia operacyjne, formułować rekomendacje działań oraz ocenić potencjał optymalizacyjny w kategoriach finansowych. Zastosowania są różnorodne: od prognozowania zapotrzebowania materiałowego i poziomu zapasów magazynowych, do parametrów planowania MRP i jakości danych podstawowych.

Aby zilustrować, jak te technologie wpływają na praktyczne zastosowania, można przytoczyć przykład współpracy z producentem maszyn. Empolis zintegrował rozproszoną wiedzę z różnych systemów i formatów do centralnego portalu, digitalizując tym samym obszerne podręczniki i przechowując wiedzę w funkcjonalnej aplikacji off-line. Efektem tej innowacji było skrócenie średniego czasu naprawy o 30 % i znaczący wzrost zadowolenia klientów. W ten sposób zarówno SI, jak i ML stają się nie tylko dodatkowymi narzędziami, ale integralnymi elementami naszej strategii, mającymi realny wpływ na efektywność i konkurencyjność naszych klientów. Jak cyfrowa transformacja przekłada się na kształt rynku ERP? Cyfrowa transformacja ma znaczący wpływ na rynek ERP, ale można by rzec, że zmiany te zachodzą w sposób stały i systematyczny, a nie dynamiczny, w formie gwałtownych przesileń. Systemy ERP od zawsze były kluczowym elementem cyfrowej transformacji, pomagając firmom przekształcić tradycyjne, papierowe procesy w ustrukturyzowane, zautomatyzowane operacje. Ostatecznym celem jest ułatwienie i przyspieszenie zarządzania przedsiębiorstwem

POLSCE RYNEK ERP JEST W FAZIE W DYNAMICZNEGO ROZWOJU, JEDNAK WARTO ZAUWAŻYĆ, ŻE W KRAJACH O BARDZIEJ DOJRZAŁYM RYNKU, TAKICH JAK NIEMCY, FIRMY NIE TYLKO IMPLEMENTUJĄ SYSTEMY ERP, ALE RÓWNIEŻ ŚWIADOMIE JE WYMIENIAJĄ, ABY LEPIEJ DOSTOSOWAĆ SIĘ DO ZMIENIAJĄCYCH SIĘ WARUNKÓW I POTRZEB. Nie ograniczamy się tylko do tych działań. Grupa proALPHA nabyła również firmę Empolis, specjalizującą się w zastosowaniu SI i ML, głównie w kontekście transformacji danych. Empolis przynosi ogromną wartość w procesach serwisowych, oferując zarówno wsparcie po zgłoszeniu błędu, jak i możliwość prognozowania awarii.

przez gromadzenie i analizę danych w czasie rzeczywistym. Przykładowo takie procesy, jak planowanie materiałowe czy optymalizacja planu produkcji, które były kiedyś zarezerwowane dla specjalistów i wykonane ręcznie, są teraz zautomatyzowane i ulepszone dzięki algorytmom. W dodatku rosnące zapotrzebowanie 27

TEMAT NUMERU

Automatyzacja w branży spożywczej Ze względu na swoją specyfikę branża spożywcza jest niezwykle wymagającym sektorem. Komponenty automatyki stosowane w przetwarzaniu i produkcji żywności muszą spełniać wysokie wymagania odnośnie higieny. Agnieszka Staniszewska

ormy i dyrektywy odnoszące się do konstrukcja komponentów i urządzeń pracujących w bezpośrednim kontakcie z żywnością są surowe i wymagające. Wykonania muszą być higieniczne i zapobiegać przedostawaniu się i namnażaniu obcych cząstek, tj. bakterii czy substancji chemicznych. Zachowaniu higieny sprzyjają gładkie powierzchnie i łuki o dużym promieniu. Ponadto już na etapie projektowania należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby nie używać materiałów, które reagują na kontakt ze środkami czyszczącymi czy dezynfekującymi. Jest to niezwykle istotne z uwagi na konieczność codziennego mycia czyli zachowania w odpowiedniej czystości urządzenia. Podzespoły powinny być chronione w maksymalnym stopniu przed wnikaniem cieczy oraz kontaktem z ciałami obcymi, np. przez prawidłowe uszczelnienie.

Automatyzacja procesów

Praktycznie każdy proces składający się na przetwórstwo i produkcję żywności można zautomatyzować. Przedsiębiorstwa w obliczu braków kadrowych na rynku oraz konieczności optymalizacji kosztów są skazane na rozwijanie automatyzacji w swoich zakładach. W pierwszej kolejności automatyzowane są czynności najbardziej powtarzalne, czasochłonne, monotonne i uciążliwe dla personelu obsługującego. Typowe zadania, które podlegają automatyzacji w branży spożywczej to transport wewnętrzny, dozowanie, ważenie, pakowanie oraz paletyzacja. Transport może dotyczyć surowców, półproduktów oraz gotowych produktów, opakowań pojedynczych oraz zbiorczych, w tym palet. W zależności od stanu skupienia transportowanych produktów zastosowanie znajdują przenośniki oraz rurociągi. Wśród przeAUTOMATYKA

TEMAT NUMERU

Fot. unsplash

być pokryte silikonem o wysokiej odporności na chemikalia oraz wysoką temperaturę lub być wykonane z takich materiałów jak TPU czy PVC. Pakowanie można podzielić na umieszczanie gotowych produktów w opakowaniach jednostkowych, opakowań jednostkowych w zbiorczych np. kartonikach czy zgrzewkach oraz opakowań zbiorczych na paletach przygotowanych do transportu zewnętrznego. Automatyzacja pakowania produktów sypkich nie należy do łatwych zadań. W szczególności, gdy chodzi o takie produkty jak: mąka, kakao, kawa zmielona czy mleko w proszku, które wprawione w ruch są źródłem sporego zapylenia. Dodatkowo gwałtowne ruszanie i hamowanie transporterów generuje dodatkową porcję unoszącego się pyłu. Należy zadbać o odpowiednie zabezpieczenie urządzeń pakujących przed wnikaniem do nich pyłów. Urządzenia powinny być wykonywane w stopniu ochrony IP5X lub IP6X. Pozwala to zapobiegać uszkodzeniom elementów ruchomych oraz podzespołów pneumatycznych i elektrycznych urządzeń pakujących. Ponadto należy zadbać o mechanizmy odpylania przy procedurze zgrzewania, aby zgrzew był trwały. Urządzeniami, które okazują się przydatne w procesie pakowania są nośników stosowanych do transportu surowców i produktów o stałym stanie skupienia oraz produktów już opakowanych można znaleźć przenośniki taśmowe, płytkowe, rolkowe, paskowe, łańcuchowe i modularne lub biorąc za kryterium kierunek ruchu, przenośniki poziome i pionowe, czyli windy. Wybór odpowiedniego typu przenośnika jest determinowany przez strukturę, lepkość, stopień gładkości, wymiar oraz masę produktu. Należy pamiętać, że przenośnik czy wnętrze rurociągu mają bezpośredni kontakt z żywnością i konieczne jest aby nie wchodziły w reakcję z transportowanym surowcem czy produktem oraz aby były odporne na częste czyszczenie. Powłoka przenośników powinna być wolna od bakterii i zapewniać sterylny transport, ponadto być odporna na ścieranie oraz środki chemiczne. Przykładowo w przypadku przenośników taśmowych taśmy mogą

litych produktów, produktów sypkich oraz cieczy. Na dobór rodzaju systemu dozującego wpływ mają wielkość, lepkość oraz konsystencja porcjowanego produktu. Proces dozowania można przeprowadzać w oparciu o masę lub objętość. Dozowniki są kluczowym elementem mieszalników. Nieodłącznym elementem systemów dozujących są pompy, czujniki oraz mierniki. Zadaniem pompy jest przetłoczenie substancji ze zbiornika do głowicy dozującej. Zadaniem czujników i mierników jest dokonywanie pomiarów, na podstawie których odbywa się sterowanie zaworami z użyciem dedykowanego do tego celu systemu sterowania. Systemy wagowe stosowane w branży spożywczej są częstokroć zintegrowane z systemami i maszynami dozującymi, mieszalniczymi, porcjującymi oraz pakującymi. Kontrola wagi może być dokonywana w sposób ciągły na taśmociągu. Systemy wagowe mogą przyjmować między innymi formę wag podzbiornikowych do kontrolowania wagi surowca lub półproduktu w zbiorniku, wag platformowych do wyznaczania wagi ładunku czy wag zintegrowanych z wózkiem widłowym, które pozwalają przyspieszyć proces załadunku i transportu towarów.

OBRZE ZAPROJEKTOWANY SYSTEM D KONTROLI PROCESU UMOŻLIWIA RÓWNIEŻ ZWIĘKSZANIE JEGO WYDAJNOŚCI ORAZ MONITORING PRAWIDŁOWOŚCI JEGO PRZEBIEGU, A CO SIĘ Z TYM WIĄŻE SZYBKĄ REAKCJĘ NA EWENTUALNE NIEPRAWIDŁOWOŚCI. owijarki. Zapewniają one odpowiednie zabezpieczenie towaru znajdującego się na palecie na czas transportu. Typowymi procesami poddawanymi automatyzacji w branży spożywczej są również dozowanie i ważenie. Automatyzacja umożliwi sprawne i precyzyjne porcjowanie danego produktu, zwiększając przy tym wydajność i redukując ryzyko popełnienia błędu. Dozowanie dotyczy najczęściej drobnych, jedno-

Robotyzacja

Podobnie jak inne branże, również spożywcza, korzysta z zalet robotów i manipulatorów, robotyzując procesy, które są monotonne, wymagają dużych nakładów siły operatora lub odbywają się w niekorzystnych dla komfortu człowieka warunkach środowiskowych, np. w chłodniach. Producenci robotów oferują rozwiązania dedykowane dla branży spożywczej, 31

ochronę przed pyłami i wodą. Roboty z omawianej serii są dostępne w wersjach o zasięgu 650, 750 oraz 850 mm. Z kolei firma Comau w swoim portfolio oferuje dla rozwiązań w branży spożywczej między innymi model robota Racer3. Sześcioosiowe urządzenie o maksymalnym udźwigu 3 kg jest wykonane z aluminium. Yaskawa również ma w swojej ofercie roboty mogące pracować w kontakcie z żywnością. Przykładowo koboty HC10DT-IP67, HC20DT są standardowo wyposażone w smar spożywczy, a roboty z serii GP można zamówić z taką opcją.

Końcówki robocze

które charakteryzują się zachowaniem wysokiego stopnia higieny realizacji zadań produkcyjnych. Firma Fanuc ma w swojej ofercie wiele modeli robotów przygotowanych do pracy w branży spożywczej. Jednym z nich jest sześcioosiowy robot M-20iB/25C o zasięgu 1853 mm i dopuszczalnym udźwigu 25 kg. Robot ma stopień ochrony IP67, jest odporny na środki czystości i codzienne zmywanie, nadaje się do obszarów obróbki żywności kategorii 2. Z kolei firma Staübli oferuje gamę robotów HE, które są przystosowane do pracy w środowisku o podwyższonej wilgotności, charakteryzują się higieniczną konstrukcją zgodną z zaleceniami EHEDG, o łatwym dostępie, z możliwością czyszczenia i odkażania, które nie spowoduje uszkodzeń, z olejem spożywczym w przekładniach dopuszczonym do ewentualnego przypadkowego kontaktu z żywnością, co potwierdza jego certyfikacja przez NSF (National Sanitation Foundation). Przykładowe modele to: robot TP80 Fast Picker – dedykowany do sortowania i przenoszenia (selekcjonujący ponad 200 szt./min) oraz robot RX 160 HE, do zastosowań w branży mięsnej. Firma Mitsubishi oferuje roboty do branży spożywczej z serii MELFA. 32

Specjalna powłoka zapewnia odporność na szkodliwe działanie środków chemicznych stosowanych do mycia i sterylizacji. Konstrukcja ramion pozwala na dokładne czyszczenie, zabezpiecza przed gromadzeniem nieczystości. Elementy ze stali nierdzewnej zapewniają niezawodność. Już na etapie produkcji robotów uwzględniane są normy dotyczące urządzeń, które mają pracować przy przetwarzaniu żywności. Również firma Kuka oferuje wiele serii robotów, które mogą znaleźć zastosowanie w branży spożywczej. Jedną z nich jest seria urządzeń o nazwie KR AGILUS. To sześcioosiowe roboty ze zintegrowanym układem zasilania energią, których maksymalne obciążenie mieści się w zakresie od 6 kg do 11 kg, w zależności od modelu. Zaletą serii jest możliwość zakupu urządzeń w wersji wodoodpornej oraz higienicznej, w których stosuje się środki smarne dopuszczone do ewentualnego kontaktu z żywnością. Firma Omron oferuje roboty, które z powodzeniem sprawdzą się w branży spożywczej. Jednym z przykładów jest seria i4H SCARA wykorzystująca wysokowydajne środki smarne, opracowane specjalnie do smarowania maszyn w branży spożywczej. Klasa szczelności robotów IP65 zapewnia

Na dobór końcówki roboczej robota oprócz realizowanego zadania wpływ mają następujące cechy: rodzaj materiału, kształt, wymiar i masa przedmiotów poddawanych procesom obróbczym i przetwórczym. Najpowszechniejszym typem końcówki roboczej są chwytaki. Wśród nich można wyróżnić chwytaki pneumatyczne, magnetyczne, podciśnieniowe, precyzyjne, rotacyjne. Zadania, które można dzięki nim realizować są różnorodne. Podstawowym zadaniem chwytaków jest przenoszenie przedmiotów pomiędzy ustalonymi punktami w przestrzeni. Są użyteczne do rozładunku i załadunku maszyn i urządzeń, pakowania w opakowania jednostkowe oraz zbiorcze. Znajdują również zastosowanie przy paletyzacji. Kształty przedmiotów nie są przeszkodą dla używania chwytaków, istnieją rozwiązania konstrukcyjne, które nie dyskwalifikują do realizacji wyżej wymienionych działań chwytaków. Chwytanie przedmiotów jest również wykorzystywanie do kontrolowania jakości. Stabilny chwyt i dokładne pozycjonowanie w określonym miejscu w przestrzeni umożliwia poddanie danego produktu testowi lub analizie z użyciem elementów systemu wizyjnego. Ciekawym zastosowaniem chwytaków próżniowych jest zadanie przenoszenie jaj. Najczęściej chwytak ma kilka rzędów przyssawek, co ułaAUTOMATYKA

twia podnoszenie jaj z wytłaczanek i umożliwia jednoczesne przenoszenie większej ilości jajek. Firma Schunk ma w swojej ofercie chwytaki z serii LMG o stopniu ochrony IP69K wykonane ze stali nierdzewnej oraz SG z certyfikowaną obudową, która jest dopuszczona do kontaktu z żywnością. Oprócz chwytaków roboty mogą mać inne końcówki robocze użyteczne w przetwórstwie żywności. Ciekawym przykładem jest nóż do krojenia mięsa. Konstrukcja robota i możliwości ruchowe końcówki roboczej zapewniają krojenie z dużą dokładnością, generując mniejsze ilości odpadów. Innym przykładem jest dozownik służący obróbce i dekorowaniu wyrobów cukierniczych. Dzięki wysokiej precyzji, która charakteryzuje roboty, możliwe jest powtarzalne i równomierne rozprowadzanie dekoracji na powierzchni ciasta. Firma Astor do ostatniego z zaprezentowanych rozwiązań proponuje zastosowanie robota Epson typu Scara, który byłby wyposażony w zawór wykonany ze stali nierdzewnej ze specjalną uszczelnioną końcówką. Ciasta mogłyby być transportowane na przenośniku, a ich wysokość mierzona dalmierzem laserowym w celu precyzyjnego przeprowadzenia procesu zdobienia. Kształt poszczególnych dekoracji mógłby być przesyłany do kontrolera robota w formie pliku CAD.

Fot. pixabay, KUKA

Kontrola parametrów procesu

W przetwórstwie i produkcji żywności ważne jest kontrolowanie wielkości fizycznych ważnych dla danego procesu technologicznego. Istotne jest sprawdzanie stanu otoczenia, które ma bezpośredni wpływ na stan produktu końcowego, jego trwałość i późniejszą zdatność do spożycia. Dobrze zaprojektowany system kontroli procesu umożliwia również zwiększanie jego wydajności oraz monitoring prawidłowości jego przebiegu, a co się z tym wiąże szybką reakcję na ewentualne nieprawidłowości. Cechy, które powinien mać czujnik lub miernik dostosowany do

cy w higienicznych środowiskach, ułatwiają konserwację omawianych urządzeń oraz, co istotne, zapobiegają potencjalnym uszkodzeniom.

Urządzenia specjalistyczne

Branża spożywcza charakteryzuje się procesami składającymi się z wielu czynności, które wykonywane manualnie są żmudne i czasochłonne, w szczególności, gdy chodzi o całe partie produktowe. Z pomocą przychodzą producenci urządzeń specjalistycznych dedykowanych do automatyzowania czynności związanych z przetwórstwem żywności. Jedną z maszyn specjalnych używanych w przetwórstwie spożywczym – szczególnie w cukiernictwie jest wybijarka do jaj. Jaja są rozbijane automatycznie w sposób przypominający manualne wykonywanie tej czynności. Jaja z podajnika są przenoszone do koryta wybijarki, gdzie są unieruchamiane w zagłębieniu i rozbijane specjalistycznym ostrzem, którego szybkość posuwu oraz głębokość na jaką wchodzi w skorupę jest regulowana i zależna od jakości jaj. Wybrane wybijarki mają możliwość oddzielania żółtek od białek. Kontroli prawidłowego przebiegu całego procesu dokonuje operator, którego może zastąpić odpowiednio zaprojektowany system wizyjny. Inne urządzenia specjalne związane z cukiernictwem to ubijaczki, mieszalniki i maszyny do zagniatania ciasta. W zależności od specyfiki danego 36

rodzaju ciasta należy zadbać o dobór odpowiedniej prędkości, czasu wykonywania realizowanego zadania czy też kierunku obrotów. Można tego dokonywać za pomocą panelu sterowniczego, który jest obsługiwany przez operatora. Ciasto po ubiciu, zmieszaniu lub zagnieceniu przekazywane jest do dalszej obróbki. Czynność ta może być zrealizowana przez wychylenie misy i dodatkowe mechaniczne oczyszczenie za pomocą skrobaczek. W tej roli sprawdzają się urządzenia zwane wywrotnicami. Urządzenia specjalne znajdujące zastosowanie w dalszej obróbce ciast to: formowarki, wagodzielarki do mechanicznego dzielenia ciasta, krajalnice, wałkownice, zawijarki, które wykorzystują takie narzędzia jak noże i tłoki zasysające. Powierzchnie elementów urządzeń, które mają bezpośredni kontakt z ciastem są pokrywane teflonem, specjalnie fakturowane lub posypywane na bieżąco mąką, aby zapobiec przywieraniu do nich porcjowanego czy formowanego ciasta. Przykładowe urządzenia do obróbki ciasta ma w swoim portfolio firma Masz Gliwice. Ciekawym rozwiązaniem jest stożkowa maszyna do zaokrąglania. Specjalnie zaprojektowane kanały stożkowe minimalizują naprężenia i zapewniają osiąganie powtarzalnych kształtów. Dla zapewnienia nieprzywierania cista do powierzchni urządzenia stożek i rynny zaokrąglarki pokryte są teflonem, zaprojektowano ponadto

system podsypywania mąki. Konstrukcja urządzenia została wykonana ze stali nierdzewnej i wyposażona w koła jezdne. Ciekawym urządzeniem specjalnym jest krajalnica ultradźwiękowa, składająca się z generatora, przetwornika, wzmacniacza i sonotrody, drgającej podczas cięcia. Powstała fala ultradźwiękowa wytwarza poduszkę powietrzną wokół sonotrody, która pełni tym samym rolę ostrza, z tą różnicą, że nie występuje tu bezpośredni kontakt z rozcinanym materiałem. Jest to rozwiązanie higieniczne, ostrze ma zdecydowanie dłuższą żywotność i jest je łatwiej poddać oczyszczaniu. Ponadto estetyka pokrojonych produktów jest dużo lepsza, ich struktura pozostaje niezmieniona, nawet, gdy są wielowarstwowe, a każda warstwa ma inne właściwości i gęstość. Krajalnice ultradźwiękowe znajdują zastosowanie przykładowo w realizacji zadania krojenia wyrobów cukierniczych. Kolejne urządzenia specjalne, które są wykorzystywane w branży spożywczej to kapslownice i korkownice. Są one używane do zamykania napoi w szklanych butelkach. Zasada ich działania opiera się o rozwiązania pneumatyczne, a więc do ich prawidłowego działania wymagane jest zapewnienie zasilania powietrzem. Parametrem opisującym każdą kapslownicę jest jej wydajność, która jest wyrażana maksymalną liczbą możliwych kapslowań w ciągu jednostki czasowej. Należy ponadto zwrócić uwagę na średnice kapsli lub korków, które są dedykowane dla danego modelu kapslownicy lub korkownicy. Uzupełnieniem dla tej drugiej może być urządzenie do nakładania na korek koszyczków znanych z butelek napełnionych winami musującymi, które mają za zadanie zabezpieczać korek przed niekontrolowanym wybuchem. Urządzenia specjalne znajdują również zastosowanie w przetwórstwie owoców i warzyw. Przykładem mogą posłużyć drylownice, które umożliwiają usuwanie pestek z owoców tj. śliwki, morele, wiśnie, czereśnie. Bywa, że urządzenie do drylowania AUTOMATYKA

Turck dostarcza zdecentralizowane rozwiązania Nowoczesne zakłady produkcyjne w coraz większym stopniu wymagają bardzo elastycznych rozwiązań. Zmieniająca się specyfika czy forma produktu, brak przewidywalności wolumenu produkcji, szybkość przezbrojenia linii do innego produktu to tylko nieliczne wyzwania, przed którymi stoi kadra zarządzająca produkcją. Powyższe problemy determinują zmianę w podejściu do nowych projektów, a w konsekwencji również do zamawianych maszyn. Cezary Zakrzewski

aszyny w wykonaniu modułowym w połączeniu ze zdecentralizowanym sterowaniem stanowią idealną alternatywę dla wspomnianych we wstępie wymagań. Przykładem może być jedna z linii, jaką firma Smart Automation wykonała dla branży automotive.

Modułowość w praktycznym zastosowaniu

Smart Automation może pochwalić się wieloletnim doświadczeniem zdobytym w takich branżach, jak meblarska, spożywcza, automotive, e-commerce, chemiczna i kosmetyczna oraz farmaceutyczna. Firma zmierzyła się z tematem maszyn modułowych przy okazji projektowania nowej linii produkcyjnej dla swojego klienta z branży automotive. Duża obszarowo linia do produkcji pokryw zaworowych dla producenta aut z segmentu premium była ogromnym wyzwaniem. Klient postawił warunki, które determinoP R O M O C J A

wały zastosowanie koncepcji maszyn modułowych. Firma Smart Automation zdecydowała się zaprojektować linię składającą się z wielu stacji roboczych, na których odbywały się poszczególne etapy produkcji, takie jak: • znakowanie laserowe UV kodu DMC na potrzeby traceability, • nagrzewanie indukcyjne, montaż i pomiar wysokości insertów aluminiowych, • zrobotyzowana dejonizacja i oczyszczanie powierzchni pod uszczelkę gumową, • pomiary średnic, okrągłości, pozycji względnej otworów – system pomiarowy konfokalny na robocie, • docisk śrub z pomiarem pozycji, • montaż (wciskanie) uszczelek o skomplikowanym kształcie, • testy szczelności, przepływów i spadków ciśnienia, • etykietowanie kodu DMC i naklejki ostrzegawczej, • archiwizacja i analiza danych produkcyjnych. AUTOMATYKA

Elastyczność i optymalizacja

Kolejnym ciekawym rozwiązaniem zastosowanym w tej linii przez firmę Smart Automation jest pełne śledzenie procesu oparte na technologii RFID z głowicami TN i masterami TBEN-S1 firmy Turck. Takie rozwiązanie wspiera koncepcję modułowości oraz pozwala na elastyczną zmianę procesu – np. z pominięciem poszczególnych kroków – lub reworking danego elementu na każdym etapie produkcji. Zastosowane rozwiązanie umożliwia pełną rejestrację wyników i parametrów procesu produkcyjnego dla każdej części i rejestrowanie ich w bazie danych na serwerze i chmurze. Poza szeregiem wspomnianych wyżej zalet, modułowa linia produkcyjna jest najlepszym rozwiązaniem w przypadku projektów o wysokim ryzyku lub dużej liczbie niewiadomych. Właśnie szeroko pojęta modułowość pozwala na znaczną redukcję ryzyka i optymalizację budżetu projektu w ujęciu całościowym, stanowiąc w konsekwencji najlepsze rozwiązanie, „uszyte na miarę” potrzeb klienta. W taką filozofię idealnie wpisują się też moduły I/O z serii BL67 oraz TBEN firmy Turck z funkcjonalnością Multiprotokół. Moduły komunikują się

w jednym z trzech popularnych protokołów komunikacyjnych (Modbus TCP, EtherNet/IP i Profinet) z funkcją autorozpoznania. Umożliwia to powtarzalne podejście przy projektowaniu maszyn mimo różnych standardów komunikacji, które wymusza klient. Modułowe podejście z zastosowaniem zdecentralizowanego sterowania powoduje, że dana linia nie jest zamkniętym projektem i w każdej chwili może zostać w łatwy sposób rozbudowana.

Unifikacja

W ciekawy sposób rozwiązano kwestię okablowania i wyboru czujników indukcyjnych. Firma Smart Automation, mając na uwadze fakt jak mocno rozbudowana jest linia, już na etapie konstrukcji skorzystała z szerokiego portfolio produktów Connectivity firmy Turck. Dobrała konfekcjonowane przewody o różnych długościach i zastosowała gotowe pasywne huby w miejscach, gdzie było to konieczne do grupowania sygnałów, m.in. z czujników indukcyjnych. Dzięki temu już na tym etapie zostało wyeliminowane ryzyko prostych błędów łączeniowych, które przy mocno rozbudowanej linii trudno wykryć na etapie uruchomienia. W zakresie samych czujników indukcyjnych firma wybrała serię Uprox firmy

Fot. Turck

Dzięki zastosowanym rozwiązaniom udało się ograniczyć liczbę operatorów, zmniejszyć ilość okablowania oraz przyspieszyć prace montażowe, co nie byłoby możliwe przy zastosowaniu klasycznej technologii sterowania opartej na sterowniku z modułami rozszerzeń. Każda ze stacji roboczych składa się z podmodułów (transport, proces, konstrukcja), co umożliwiło unifikację na poziomie projektowania, montażu i programowania, jak również łatwe dokonywanie zmian w późniejszym cyklu życia maszyn. Zastosowane w linii moduły I/O firmy Turck z zaimplementowaną logiką (ARGEE) umożliwiają realizację lokalnie prostych zadań sterowania. Minimalizuje to obciążenie centralnego CPU i nie wymaga edycji programu w sterowniku centralnym w przypadku zmiany modułów. Tego typu urządzenia wydatnie wspomagają modułowe podejście w projektowaniu maszyn. Należy też zwrócić uwagę na fakt, że w ujęciu całej linii produkcyjnej modułowość można rozpatrywać na kilku poziomach. Modułami są nie tylko stacje, ale też poszczególne podmoduły, np. moduł transportu czy moduł odpowiedzialny za proces technologiczny (tych może przypadać nawet kilka na stację – np. łączenie, kontrola jakości, znakowanie).

nia całego procesu. Współpraca z firmą Turck umożliwiła nam uzyskanie wysokiego poziomu modułowości całej linii. Daje nam to możliwość późniejszej rekonfiguracji całego procesu. Możemy przerwać proces, wstawić między dwie maszyny kolejną, która będzie realizowała dodatkowe operacje. Co jest dla nas bardzo ważne, możemy też w łatwy sposób automatyzować operacje, które na etapie projektu pozostały manualne – jeśli klient w pewnym momencie poprosi o ich automatyzację – mówi Cezary Zakrzewski.

na linia była wyjątkowo dużym wyzwaniem. Firma Smart Automation pokazała w pełnym wymiarze swoje 13-letnie doświadczenie w automatyzacji i robotyzacji procesów, stosując śmiałe rozwiązania, zgodne z filozofią Przemysłu 4.0. Portfolio produktów Turck i techniczne wsparcie tej firmy na każdym etapie projektu pomogło zrealizować ciekawy, a jednocześnie skomplikowany projekt, „szyty na miarę” dla wymagającego klienta z grupy Premium w branży automotive.

Podsumowanie

Smart Automation ma siedzibę w Olsztynie. Od 13 lat realizuje ciekawe projekty w Polsce, a w ostatnich latach również na terenie całej Europy. Firma ma doświadczoną kadrę i nie boi się innowacyjnego podejścia do trudnych projektów. Specjalizuje się w automatyzacji i robotyzacji procesów, w szczególności rozwiązań prototypowych, przygotowanych zgodnie z potrzebami klienta i opartych na założeniach Przemysłu 4.0.

Firma Turck współpracuje ze Smart Automation od wielu lat, ale opisa-

O firmie Smart Automation

Fot. Turck

Turck, która umożliwia wykrywanie wszystkich rodzajów metali z tej samej odległości, co pozwala na unifikację w doborze czujników i jest kolejną zaletą przy projektowaniu maszyn. W tak rozbudowanym projekcie bardzo ważna jest sygnalizacja statusu na kolejnych etapach produkcji. Do realizacji tego zadania firma wybrała inteligentne oświetlenie WLS27 w technologii wielokolorowej RGB firmy Banner do sygnalizacji statusu maszyny (wyświetlanie kolorów w poszczególnych modułach) oraz przyciski K50, aby intuicyjnie komunikować się z operatorem. Linia produkcyjna wykonana przez firmę Smart Automation była bardzo rozbudowana i można powiedzieć, że „najdłuższa” ze wszystkich, które do tej pory przygotowała. Nad realizacją projektu czuwał Cezary Zakrzewski, kierownik sprzedaży w Smart Automation. – Firma Turck uczestniczyła w projekcie już na etapie koncepcji, co pozwoliło na optymalizację projektu oraz pokazanie klientowi możliwych rozwiązań, które ułatwią kolejne etapy przygotowania całego projektu. Szerokie portfolio urządzeń sieciowych umożliwiło kompleksową obsługę różnych sygnałów, od standardowych sygnałów cyfrowych, przez sygnały analogowe, aż po bardziej zaawansowane technologie typu RFID, która została wykorzystana zarówno do logowania operatorów, jak i śledze-

Cezary Zakrzewski Smart Automation

TURCK Sp. z o.o. ul. Budowlanych 131/4 45-123 Opole tel. +48 77 4434 800 e-mail: poland@turck.com www.turck.pl

AUTOMATYKA

Optymalizacja procesów dzięki precyzyjnym pomiarom poziomu i ciśnienia

Przemysł spożywczy charakteryzuje się wysokimi wymaganiami w zakresie bezpieczeństwa, powtarzalności i higieny procesów. Jednocześnie duży nacisk kładzie się na optymalizację cykli produkcyjnych i redukcję kosztów przy zachowaniu wysokiej jakości produktu końcowego. W tym kontekście niezawodny, precyzyjny pomiar poziomu i ciśnienia w procesie ma kluczowe znaczenie.

iągły pomiar poziomu napełnienia, sygnalizacja poziomu granicznego, minimalnego i maksymalnego czy pomiar ciśnienia to wyzwania dobrze znane wszystkim operatorom instalacji w przemyśle spożywczym. Niezawodne urządzenia pomiarowe w dużej mierze warunkują niezakłócony przebieg i bezpieczeństwo procesów. Uwzględniając wysokie wymagania higieniczne i postępującą automatyzację procesów, VEGA stworzyła kompleksowe portfolio czujników z IO-Link przeznaczonych do pomiaru poziomu i ciśnienia. Czujniki VEGA to odpowiedni „składnik” instalacji przetwarzania surowców takich, jak P R O M O C J A

cukier czy skrobia oraz do produkcji napojów, wyrobów mleczarskich, czekoladowych i wielu innych.

Szybkie zmiany poziomu i wysokie wymagania higieniczne

W pierwszej połowie 2023 r. firma VEGA wprowadziła na rynek nową sondę radarową do pomiaru poziomu – VEGAPULS 42. Czujnik jest przeznaczony do pomiaru poziomu w zakresie 15 m oraz temperatury nie wyższej niż 150 °C. Znajduje zastosowanie w produkcji, procesach dozowania lub procesach końcowych w systemach przenośników lub na liniach rozlewniAUTOMATYKA

Intuicyjna obsługa i przydatne funkcje

VEGA kładzie duży nacisk na możliwie prostą obsługę swoich sond. Przynosi to wymierne korzyści operatorom instalacji – uruchomienie czujników przebiega sprawnie dzięki ustawieniom wstępnym, a późniejszy dostęp i obsługa mogą być realizowane lokalnie lub zdalnie, również z poziomu smartfona lub tabletu, z zastosowaniem komunikacji Bluetooth. Użytkownicy mają do dyspozycji bezpłatną 46

aplikację VEGA Tools, która umożliwia uruchomienie czujników, ich konfigurację i dostęp do danych w dowolnym momencie. Klienci VEGA mogą także korzystać z nowego rozwiązania Back-up & Restore, które pozwala na tworzenie kopii zapasowych i przywracanie danych czujnika. Możliwość przywrócenia danych i ponownego zainstalowania zapewnia większą wydajność zautomatyzowanych procesów. Ponadto Back-up & Restore odpowiada na problem, z którym boryka się wiele przedsiębiorstw: jak zapewnić wystarczającą ilość przestrzeni dla stale rosnącej bazy danych.

Czytelna sygnalizacja zmian w procesie

Równie proste i intuicyjne, co obsługa aplikacji, jest odczytywanie informacji o statusie procesu. Czujniki VEGA do pomiaru poziomu, poziomu granicznego i ciśnienia są wyposażone w kolorowy, podświetlany pierścień 360°. Punkty przełączenia są wizualizowane w różnych kolorach, które można dowolnie ustawić i dopasować do specyfiki instalacji. Wystarczy zatem

spojrzeć, aby dowiedzieć się, czy pomiar jest w toku i jaki jest stan wyjścia przełączającego. Usterka w procesie jest sygnalizowana alarmem. Podświetlany pierścień jest dobrze widoczny z każdej strony, również w świetle dziennym. Komfortowy odczyt danych idzie w parze z maksymalnym bezpieczeństwem. Kompletne portfolio czujników VEGA z IO-Link ze wszystkimi dopuszczeniami dla przemysłu spożywczego pozwala kompleksowo monitorować poziom i ciśnienie w procesach, a tym samym optymalizować ich wydajność i redukować koszty bez utraty jakości produktu. Czujniki z jednego źródła to – poza jednolitą obsługą – także korzyść w postaci kompatybilnych akcesoriów i optymalizacji gospodarki magazynowej zakładu. Dodatkowe informacje można znaleźć na stronie www.vega.com. VEGA Polska sp. z o.o. ul. Jaworska 13, 53-612 Wrocław tel. 71 747 76 00 www.vega.com

AUTOMATYKA

Fot. VEGA

niają się bezpiecznymi uszczelkami, całkowicie metalową obudową i małą chropowatością powierzchni, które mają styczność z medium (poniżej 0,3 µm). Bardzo istotna jest tutaj także sama konstrukcja czujników – z membraną czołową oraz szczelną, wytrzymałą obudową (IP69K). Dzięki temu mogą być czyszczone metodą CIP, niemal wszystkimi chemikaliami, nawet do dwóch godzin w temperaturze 150 °C. Pozwala to spełnić najwyższe wymogi higieniczne i zapewnić stabilność procesów w przemyśle spożywczym.

Dynamiczny rozwój systemów transportowych Modułowa i otwarta platforma ctrlX AUTOMATION firmy Bosch Rexroth jest kluczem do wydajnej automatyzacji rozwiązań logistyki wewnętrznej. Dlatego dzisiejsze systemy transportowe muszą być projektowane tak, aby jak najszybciej dostosowywały się do zmieniających się wymagań. Kluczowe znaczenie mają zmienne gabaryty oraz ciężar transportowanych elementów. Ponadto rośnie zapotrzebowanie na inteligentne, wysoce zintegrowane, łatwe w użyciu systemy, które współdziałają niezwykle elastycznie i wydajnie.

by sprostać wspomnianym na początku wymaganiom, firma Bosch Rexroth oferuje szeroką gamę zróżnicowanych i łatwo skalowalnych systemów transportu, które zarówno spełniają obecne wymagania, jak i są przystosowane do przyszłych wyzwań. Systemy transportowe mają na celu automatyzację procesów produkcyjnych, optymalizację przepływu materiałów i ułatwienie obsługi materiałów. Zmniejsza to pracochłonność wielu zadań i nie tylko poprawia bezpieczeństwo, ale także zwiększa wydajność. Dlatego systemy transportowe stają się coraz ważniejsze w wielu gałęziach przemysłu, takich jak opakowania, towary konsumpcyjne, elektronika czy produkcja ogniw akumulatorowych. Inteligentne systemy przenośników umożliwiające indywidualne sterowanie transporterami w dowolnej pozycji cieszą się dużym zainteresowaniem i obecnie często zastępują tradycyjne systemy z napędem pasowym czy łańcuchowym. Rynek inteligentnych systemów przenośników przeżywa boom, rosnąc średnio o co najmniej 20 % każdego roku. Szybko rozwijające się rynki i rosnący globalny popyt na dobra konsumpcyjne – wynikający np. z urbanizacji oraz zmian w stylu życia i zachowaniu konsumentów – stawiają przed fabrykami przyszłości wysokie wymagania. Zapotrzebowanie na systemy o krótszym czasie cyklu i większej elastyczności w konfiguracji produktów stale rośnie. Jednocześnie rozwiązania muszą umożliwiać szybką modyfikację i dostosowywanie, a ich projekt powinien P R O M O C J A

uwzględniać jak najkrótszy czas przezbrajania lub w ogóle je wykluczać. Poszukiwane są zwłaszcza wysoce zintegrowane, niezawodne oraz łatwe w obsłudze systemy transportu o krótkim czasie wdrażania.

Transportery dopasowane do każdego zadania

Firma Bosch Rexroth oferuje pełną gamę systemów transportowych – od tradycyjnych, takich jak TS 2plus i TS 5, przez systemy przenośników łańcuchowych, np. VarioFlow plus, po systemy inteligentne, w tym ACTIVE Mover, FTS (Flexible Transport System) czy planarny system ctrlX FLOW6D. Niezależnie od tego, czy chodzi o duże liczby produktów i pełną automatyzację pracy z krótkimi cyklami, czy o niewielkie partie najróżniejszych wariantów obsługiwane w systemach półautomatycznych lub obejmujących stanowiska pracy ręcznej, rozwiązania transportowe firmy Bosch Rexroth cechują się budową modułową i mogą być skalowane zgodnie z potrzebami. Ułatwia to rozbudowę lub przebudowę istniejących instalacji. Tradycyjne systemy transportowe firmy Bosch Rexroth przenoszą palety z produktami wzdłuż linii produkcyjnej do odpowiednich stanowisk, na których są potrzebne, natomiast inne rozwiązania, w tym system przenośników łańcuchowych VarioFlow plus, działają bez paletek i sprawdzają się w wielu zastosowaniach, w których potrzebna jest duża elastyczność. System ten jest przeznaczony do bezpośredniego i pośredniego transportu produktów we wszystkich kierunkach. Dzięki rozbudowanej konstrukcji modułowej AUTOMATYKA

Fot. Bosch Rexroth AG

systemy można indywidualnie dostosowywać do każdego wyzwania, nawet przy niewielkiej ilości miejsca i w wymagających przestrzeniach. Inteligentne systemy transportowe firmy Bosch Rexroth bazują na silnikach liniowych, umożliwiają indywidualne sterowanie napędem i zapewniają dużą dynamikę. Oferta obejmuje rozwiązania FTS i ACTIVE Mover. Charakteryzują się one niezwykłą elastycznością topologii. Wyposażone w silniki liniowe systemy transportowe ACTIVE Mover czy FTS idealnie łączą precyzję, prędkość, nośność i elastyczność. Wyznaczają nowe standardy wszędzie tam, gdzie produkty muszą być przenoszone szczególnie szybko i precyzyjnie. Gdy potrzebne jest wysokowydajne, bezkontaktowe przenoszenie i pozycjonowanie – np. w przemyśle półprzewodnikowym, spożywczym i farmaceutycznym – produkty bezpiecznie przeniesie ctrlX FLOW6D. Ten system planarny firmy Bosch Rexroth zapewnia większą swobodę ruchu przy maksymalnej precyzji. Swobodnie unoszące się platformy transportowe

przemieszczają się w płaszczyźnie poziomej, pionowej lub podwieszanej. Każdy wózek ma sześć stopni swobody (6DOF) z dużą prędkością i precyzją – bez tarcia i zanieczyszczeń. Integracja z platformą ctrlX AUTOMATION pozwala stworzyć kompletne rozwiązanie z kompaktowym systemem sterowania i aplikacjami rozszerzającymi funkcjonalność. Zapewnia to całościowe, elastyczne rozwiązanie, dzięki któremu można w pełni wykorzystać potencjał lewitacji w przemyśle.

Od ruchu do perfekcji: zautomatyzowane systemy transportowe

W pełni otwarta, modułowa platforma automatyzacyjna ctrlX AUTOMATION firmy Bosch Rexroth jest kluczem do wydajnej automatyzacji rozwiązań logistyki wewnętrznej, takich jak mobilne systemy robotyczne czy autonomiczne roboty mobilne (AMR). Sterownik ctrlX CORE i system napędowy ctrlX DRIVE umożliwiają szybkie uruchomienie i zapewniają oszczędność miejsca. Narzędzia inżynieryjne, konfiguratory i aplikacje pozwalają konstruktorom

maszyn skrócić czas wprowadzania produktów na rynek, a użytkownikom tworzyć wydajne procesy na potrzeby produkcji i logistyki wewnętrznej. Automatyzacja systemów transportowych jest podstawą systemu produkcyjnego w fabryce przyszłości. Nowoczesne, zautomatyzowane systemy transportowe firmy Bosch Rexroth umożliwiają swobodne programowanie i konfigurację pod kątem różnych zastosowań. Można je dopasować do różnych rozmiarów, kształtów i typów produktów lub przypadków użycia, co zapewnia dużą elastyczność i swobodę działania na nowym poziomie. Zautomatyzowane procesy redukują wąskie gardła, zwiększają przepustowość i poprawiają ogólną szybkość produkcji.

BOSCH REXROTH Sp. z o.o. ul. Jutrzenki 102/104 02-230 Warszawa tel. 22 738 18 00 e-mail: info@boschrexroth.pl www.boschrexroth.pl

Kontrola wizyjna maszyn Współpraca Ricciarelli i Omron Nowa maszyna pakująca poziomo długie makarony do kartonów firmy Ricciarelli wykorzystuje systemy kontroli wizyjnej OMRON do weryfikacji skutecznego zamknięcia opakowań i wyraźnego znakowania OCR/OCV. Umożliwia sterowanie wszystkimi zmiennymi z poziomu interfejsu HMI oraz integrację danych produkcyjnych bezpośrednio w systemie zarządzania przedsiębiorstwem.

irma Ricciarelli, światowy lider w sektorze pakowania makaronów, zawdzięcza swój sukces zdolności do dostosowywania rozwiązań do zmieniających się potrzeb największych marek w tym sektorze. Wiedza firmy to ponad 150-letnie doświadczenie w branży spożywczej, ale także umiejętności zdobyte w zakresie opracowywania, wdrażania i instalowania kompletnych zintegrowanych rozwiązań. Bez względu na to, czy są to maszyny pakujące, systemy ważenia czy systemy paletyzacji, firma Ricciarelli może z pewnością promować się w zakresie opracowywania innowacyjnych rozwiązań.

140 kartonów na minutę – zero defektów

Nowe rozwiązanie opracowane przez Ricciarelli i OMRON to maszyna do pakowania poziomego długich makaronów do wstępnie klejonych i złożonych kartonów. Umożliwia ona pracę z dużą prędkością (do 140 kartonów na minutę), gwarantując jednocześnie doskonałe zamknięcie kartonu. 50

P R O M O C J A

Tak duża szybkość pakowania wymagała dużej wydajności przetwarzania, nie tylko ze względu na ilość danych przychodzących, ale także z uwagi na zarządzanie stosowanymi zmiennymi. Od wymiarów i koloru opakowania po jego ogólny projekt, klient wymagał pełnej kontroli nad wszystkimi wrażliwymi parametrami za pośrednictwem interfejsu HMI (interfejs człowiek-maszyna), a także integracji z oprogramowaniem do zarządzania w celu definiowania i monitorowania danych produkcyjnych. Po przeprowadzeniu analiz i badań laboratoryjnych, inżynierowie obu firm skoncentrowali swoje wysiłki na dwóch spełniających kryteria rozwiązaniach. Pierwsze rozwiązanie zostało wyposażone w dwie inteligentne kamery FHV7 firmy OMRON o rozdzielczości VGA (po jednej z każdej strony kartonu), które umożliwiają zarządzanie błędami paralaksy między obiektywem a samym kartonem oraz ich eliminację. Drugie – bardziej zaawansowane – rozwiązanie obejmowało sterownik FH-2050-10, który AUTOMATYKA

może łączyć się jednocześnie z trzema kamerami: dwiema VGA i trzecią o wysokiej rozdzielczości do odczytu numerów partii i dat ważności.

Bez utraty danych

Podczas przesyłania danych między oprogramowaniem stosowanym w procesie pakowania oraz zarządzania nie dochodzi do ich utraty. Maszyna do pakowania ma cztery stacje załadunku. Makaron jest podawany do specjalnie ukształtowanych dozowników i przenoszony do wag, które przygotowują odpowiednią porcję do umieszczenia w kartonach rozmieszczonych na przenośniku. Po przyklejeniu klap kartonu do zaznaczonego obszaru system kontroli wizyjnej OMRON weryfikuje, czy karton jest prawidłowo zamknięty i odpowiednio oznaczony za pomocą kontroli OCR/OCV.

Fot. Omron

Kontrola wizyjna maszyn – prawdziwe rezultaty

Prace prowadzone we współpracy z OMRON pozwoliły firmie Ricciarelli osiągnąć cele wyznaczone przez klienta końcowego. Korzyści płynące z nowego rozwiązania są również oczywiste dla operatorów. System kontroli wizyjnej firmy OMRON zapewnia łatwiejszą obsługę dzięki wbudowanej zaawansowanej diagnostyce i większej przejrzystości potencjalnych usterek, które mogą prowadzić do awarii. – To było duże wyzwanie dla obu naszych firm. Klient poprosił nas nie tylko o podwojenie mocy produkcyjnych w porównaniu z poprzednimi rozwiązaniami, ale także o utrzymanie tego samego poziomu jakości i bezpieczeństwa.

Firma OMRON dostarczyła nam komponenty do bardzo szybkiego zbudowania pierwszych trzech maszyn, ale przede wszystkim zapewniła nam niezbędną wiedzę i wsparcie. Licząc od momentu zamówienia do wdrożenia, wszystko zajęło nam zaledwie sześć miesięcy, więc jesteśmy bardzo zadowoleni – komentuje współpracę Giovanni Frosini, regionalny kierownik ds. sprzedaży w firmie Ricciarelli. Riccardo Biagioni, kierownik ds. kluczowych klientów z branży spożywczej i towarowej w OMRON podkreśla, że wynik był również naprawdę istotny dla firmy OMRON. – Od początku podeszliśmy do tego projektu jako współtworzenia. Dzięki informacjom i gotowości do współpracy firmy Ricciarelli, w połączeniu z naszą wiedzą techniczną i specjalizacją w zakresie systemów kontroli wizyjnej maszyn, udało nam się osiągnąć cele projektu.

O firmie Ricciarelli

Ricciarelli oferuje kompletne zintegrowane rozwiązania do pakowania makaronu i innych produktów spożywczych, takich jak ryż, rośliny strączkowe, orzechy, przekąski i cukierki. Firma założona w 1843 r. przez Garibaldo Ricciarelliego – początkowo jako warsztat mechaniczny do przetwórstwa miedzi, a później jako firma specjalizująca się w produkcji matryc do formowania makaronu – jest światowym liderem w dziedzinie pakowania dzięki szerokiej gamie zaawansowanych technologicznie maszyn do ważenia, maszyn pakujących, pakowaczy i systemów paletyzacji. Jakość jest najwyższym

priorytetem Ricciarelli. Każda maszyna w firmowej linii pakowania przechodzi rygorystyczne kontrole jakości, aby zapewnić niezawodną i długotrwałą wydajność. Firma stosuje również wysokie standardy w zakresie wykorzystywanych materiałów i procesów produkcyjnych, zgodnie z międzynarodowymi przepisami, przyczyniając się tym samym do ekorozwoju. Więcej informacji można znaleźć na stronie https://www.ricciarellispa.com/en/.

O firmie OMRON

OMRON Corporation to światowy lider w dziedzinie automatyki, działający w takich sektorach, jak automatyka przemysłowa, komponenty motoryzacyjne, elektronika i komponenty mechaniczne, służba zdrowia, systemy społecznościowe, rozwiązania i usługi. Założona w 1933 r. firma OMRON zatrudnia około 29 000 pracowników na całym świecie, którzy pracują nad dostarczeniem produktów i usług w ponad 120 różnych krajach. Firma jest zaangażowana w poprawę warunków życia społeczeństwa poprzez oferowanie technologii stymulujących innowacje w takich dziedzinach, jak przetwórstwo, produkcja i obsługa klienta. Więcej informacji można znaleźć na stronie https://industrial.omron.eu/.

OMRON ELECTRONICS Sp. z o.o. ul. Żwirki i Wigury 16A, budynek 5B 02-092 Warszawa tel. 22 458 6666 e-mail: info_pl@omron.com www.industrial.omron.pl

Bezpieczne i elastyczne

rozwiązania automatyzacji dla przemysłu opakowaniowego Pod względem cyfryzacji, z perspektywy automatyzacji i przemysłu maszynowego, sektor opakowań jest siłą napędową i pionierem innowacji. Dlatego producentom maszyn pakujących stawia się coraz wyższe wymagania. Muszą być one coraz bardziej bezpieczne, niezawodne i elastyczne, a komponenty zapewniające bezpieczeństwo i ochronę nie mogą wpływać negatywnie na wydajność procesu, walory użytkowe i elastyczność maszyn pakujących.

obec wspomnianych wymagań na znaczeniu zyskują również innowacyjne koncepcje automatyzacji, takie jak wysoki poziom bezpieczeństwa procesów, krótki czas przestoju i łatwość konserwacji. Ważnym aspektem staje się wydajne i zrównoważone wykorzystanie zasobów naturalnych, a także transport i przetwarzanie materiałów nadających się do recyklingu. W związku z tym pojawia się coraz większe zapotrzebowanie na inteligentne koncepcje automaty-

zacji, które gwarantują wysoki stopień elastyczności, nie tylko w przypadku kompletnych linii produkcyjnych, ale również kompaktowych maszyn. Odgrywają one kluczową rolę nie tylko w nowych projektach, ale także przy modernizacji urządzeń i maszyn pakujących. Bez względu na branżę oraz etap produkcji oczekiwania są spójne: dostarczone maszyny muszą wykonywać swoje zadania wydajnie, niezawodnie i bez zbędnych przestojów.

Wymagania bezpieczeństwa dla maszyn pakujących

W procesie projektowania maszyn należy uwzględnić wymagania normy EN ISO 14119 (Bezpieczeństwo maszyn – Urządzenia blokujące sprzężone z osłonami – Zasady projektowania i doboru). Szczególną uwagę należy zwrócić na zabezpieczenie przed manipulacją – dla każdego urządzenia blokującego należy przygotować ocenę ryzyka, a także wybrać czujniki bezpieczeństwa, wyróżniające się odpowiednio wysokimi poziomami kodowania i technologią, odpowiadające poziomowi ryzyka manipulacji. W szczególności w dużych instalacjach – w obszarze pakowania pierwotnego, wtórnego czy końcowego – P R O M O C J A

należy zastosować odpowiedni system kontroli dostępu. Aby zagwarantować wydajną i bezawaryjną pracę, operatorzy powinni jasno i wyraźnie kontrolować działania użytkowników mających dostęp do maszyny. Można nimi zarządzać za pomocą przełączników wyboru trybu pracy, zapewniających, że tylko odpowiednio przeszkolony personel będzie mógł korzystać z określonych trybów pracy instalacji. Zapewniają one również skuteczne odcinanie lub blokowanie dostępu do niedozwolonych trybów pracy. System kontroli dostępu PITmode fusion firmy Pilz zapewnia skuteczne wsparcie dla operatorów instalacji w każdej sytuacji, w której regularnie zachodzi konieczność przełączania między różnymi sekwencjami sterowania i trybami pracy. Operatorzy mogą dokonywać tylko tych interwencji, które odpowiadają ich poziomowi uprawnień, co zapobiega wypadkom i niewłaściwemu użyciu oraz zapewnia ochronę przed manipulacją.

Czujniki wspomagające maszyny pakujące

W zależności od poziomu ryzyka, bramy, pokrywy lub klapy w maszynach i instalacjach pakujących muszą być bezpiecznie monitorowane i w razie potrzeby blokowane. Czujniki bezAUTOMATYKA

pieczeństwa można wykorzystywać w najróżniejszych aplikacjach, a w momencie otwarcia osłony muszą gwarantować zatrzymanie niebezpiecznych ruchów maszyny i zabezpieczać przed jej ponownym uruchomieniem, zgodnie z wymaganiami normy EN ISO 14119. Jeżeli konieczne jest zastosowanie środków do bezpiecznego blokowania i ryglowania drzwi w ogrodzeniach ochronnych, osłonach i klapach, można zastosować modułowe systemy ryglowania. Powinny być one szybkie i łatwe w montażu za pomocą przewodów wtykowych oraz spełniać wszystkie wymagania normy EN ISO 14119. W obszarach, w których wykonywane są prace ręczne (załadunek i rozładunek materiałów) dostęp do stref niebezpiecznych zapewniają kurtyny świetlne. Chronią one przed dostępem lub wejściem do strefy pracy maszyny i wykrywają zarówno statyczne, jak i dynamiczne przeszkody (np. pojazdy AGV). Ich zastosowanie definiuje norma EN IEC 61496-1/-2 (Bezpieczeństwo maszyn – Elektroczułe wyposażenie ochronne). Skanery bezpieczeństwa PSENscan zapewniają dwuwymiarowy monitoring obszaru, a dzięki zintegrowanym wejściom funkcji mutingu mogą monitorować aplikacje, w których materiał jest transportowany jednocześnie do i z linii. W trakcie procesu materiał jest wykrywany przez skaner bezpieczeństwa i może przekroczyć chronione pole bez zmniejszania prędkości przenośnika. Pozwala to uniknąć przestojów i zwiększyć wydajność instalacji. Jeśli do dynamicznego mutingu w skanerze PSENscan dodamy muting częściowy, to w pewnych, zdefiniowanych wcześniej, warunkach transportowany produkt może zostać przesunięty w obrębie chronionego obszaru, nie powodując zatrzymania maszyny.

Fot. Pilz

Bezpieczne pakowanie dzięki bezpiecznemu sterowaniu

Niezależnie od tego, czy mamy do czynienia z wielostanowiskową, połączoną instalacją napełniania, czy z kompaktową maszyną pakującą, systemy sterowania mają za zadanie monitorowanie

sygnałów i zatrzymywanie urządzeń w przypadku wystąpienia zagrożenia. Konfigurowalne systemy sterowania, takie jak np. system PSS4000, można zastosować tam, gdzie konieczna jest analiza wielu sygnałów związanych z bezpieczeństwem. W mniejszych maszynach o mniejszej liczbie funkcji wystarczą konfigurowalne sterowniki bezpieczeństwa, takie jak PNOZmulti 2, które można dowolnie rozbudowywać w sposób modułowy, uwzględniając wymagania i wielkość maszyny. Oprócz monitorowania funkcji bezpieczeństwa, dzięki funkcjom logicznym mogą one również realizować funkcje sterowania standardowego maszyny.

Ochrona jako niezbędny element bezpieczeństwa w branży opakowań

Nieodłączną częścią każdego rozwiązania automatyzacji do pakowania, poza zapewnieniem bezpieczeństwa, powinna być ochrona. Odgrywa ona bowiem kluczową rolę dla wydajności instalacji, jej parametrów użytkowych i elastyczności. Wymagania dotyczące jakości procesu rosną ze względu na wymagania urzędowe lub specyfikacje klienta, dlatego rośnie również ilość przetwarzanych danych. Maszyny pakujące są w coraz większym stopniu połączone w sieć, w związku z tym rosną wymagania dotyczące bezpieczeństwa przemysłowego – innymi słowy, ochrony instalacji i maszyn przed manipulacją i niewłaściwym użyciem w obszarze pakowania. W celu zagwarantowania bezpiecznego dostępu z zewnątrz, np. podczas serwisowania i konserwacji, bezpiecznego pobierania i wymiany danych, warto rozważyć zastosowanie przemysłowych firewalli, takich jak np. SecurityBridge firmy Pilz. Monitoruje on ruch danych między komputerem PC a sterownikiem i sygnalizuje wszelkie nieautoryzowane zmiany w projekcie sterowania. Monitoruje również komunikację danych między wszelkimi dodatkowymi urządzeniami w sieci.

usług. Dzięki ponad 30-letniemu doświadczeniu w branży Pilz jest dziś uznanym, niezawodnym dostawcą usług w zakresie bezpieczeństwa maszyn, zarówno dla firm krajowych, jak i międzynarodowych. Oferujemy wysokiej jakości praktyczne rozwiązania z zakresu automatyki, jak i typowe rozwiązania bezpieczeństwa. W ramach naszych usług definiujemy wymagania klienta i dokonujemy oceny zagrożeń występujących w maszynie. Wspieramy cały etap projektowania, nadzorujemy proces nadawania maszynom znaku CE zgodnie z dyrektywą maszynową 2006/42/WE i w ten sposób gwarantujemy międzynarodową zgodność prawną dla instalacji pakowania i bezpieczeństwo pracowników klienta. PILZ POLSKA Sp. z o.o. ul. Ruchliwa 15, 02-182 Warszawa el: +48 22 884 71 00 e-mail:info@pilz.pl www.pilz.pl

Pakiet usług

Dopełnieniem oferty produktowej firmy Pilz jest kompleksowy pakiet 53

Modułowa automatyzacja i mniej tworzyw sztucznych Zmiana sposobu produkcji opakowań jest ważnym elementem starań na rzecz ochrony klimatu. Polityczne regulacje, jak unijna dyrektywa plastikowa, mają ograniczyć stosowanie tworzyw sztucznych. Branża spożywcza dąży do osiągnięcia tego celu m.in. przez wykorzystanie połączeń kartonu i tworzyw sztucznych oraz laminowanych pojemników z kartonu lub celulozy, w przypadku których materiały składowe można oddzielić i poddać recyklingowi.

perspektywy producentów maszyn nie opłaca się tworzyć i utrzymywać osobnej serii produkcyjnej dla każdej formy opakowań. Znacznie bardziej ekonomiczne są koncepcje instalacji o budowie modułowej, takie jak seria maszyn XLU, którą działające na międzynarodowym rynku przedsiębiorstwo ILLIG Maschinenbau GmbH & Co. KG opracowało przy użyciu nowoczesnego zestawu rozwiązań automatyzacyjnych ctrlX AUTOMATION firmy Bosch Rexroth.

Modułowe maszyny do pakowania

ILLIG to przedsiębiorstwo z siedzibą w niemieckim Heilbronn, należące do czołowych dostawców termoformierek i systemów pakowania oraz systemów narzędzi do kartonu, papieru i tworzywa sztucznego. To rodzinna firma o bogatej tradycji. Jej przyszłościowa seria maszyn XLU, która została 54

zaprezentowana na targach Interpack 2023, znacznie rozszerza możliwości w zakresie laminowania celulozy i kaszerowania kartonu. Z myślą o maksymalnej elastyczności przy wyborze lub łączeniu materiałów opakowaniowych modułowa seria XLU jest dostępna w trzech wersjach. Typ CLU służy do formowania i laminowania opakowań kartonowych, natomiast maszyny typu PLU są przeznaczone do laminowania naczyń z masy papierowej. Wersja TLU dodaje z kolei do tacek z tworzywa sztucznego kartonowe etykiety.

Cyfryzacja i ochrona inwestycji

Oprócz elastyczności ważnym wymogiem klienta było przygotowanie nowej serii produkcyjnej na przyszłość. – Maszyny do pakowania to inwestycje długoterminowe, muszą więc działać przez 20 lat i dłużej – wyjaśnia Markus Peter, szef działu projektowania systemów elektrycznych w firmie ILLIG Maschinenbau. Aby nowe projekty maszyn mogły dotrzymać kroku postępującej cyfryzacji, przedsiębiorstwo ILLIG zdecydowało się na otwarte rozwiązanie do automatyzacji ctrlX AUTOMATION z oferty swojego wieloletniego partnera technologicznego – firmy Bosch Rexroth. – Nasze maszyny muszą być otwarte na przyszłe aplikacje i zmiany zarówno pod względem programowym, jak i sprzętowym. Firma Bosch Rexroth zaoferowała nam optymalne warunki – podkreśla Markus Peter.

Podstawa w postaci otwartej platformy automatyzacji

Wybierając ctrlX AUTOMATION, firma ILLIG postawiła na nową generację sterowników i napędów, która podobnie P R O M O C J A

jak sam projekt maszyn cechuje się maksymalną elastycznością i otwartością. – Modułowa struktura rozwiązania stanowi dobrą platformę do opracowywania przyszłościowych instalacji. Otwarte komponenty sprzętowe i programowe zapewniają wysoką jakość procesów. Umożliwiają też pozyskiwanie danych na potrzeby ciągłej optymalizacji oraz zwiększania produktywności i efektywności energetycznej – mówi Markus Peter.

Mniej miejsca zajmowanego w szafie sterowniczej

Oprócz platformy sterującej ctrlX CORE firma ILLIG wykorzystuje do automatyzacji swojej serii modułowych maszyn również moduły ctrlX I/O oraz kompaktowe serwonapędy ctrlX DRIVE z precyzyjnymi serwosilnikami MS2N. Obsługują one wszystkie istotne osie w takich procesach, jak transport bliski, rozwijanie folii czy dostarczanie produktów za pomocą stołu obrotowego. Połączenie skalowalnej techniki napędowej oraz urządzeń dwuosiowych, przemienników częstotliwości, falowników i modułów I/O o wysokim stopniu integracji pozwala znacznie zmniejszyć wielkość szafy sterowniczej. W przypadku serii XLU oszczędność miejsca w porównaniu z tradycyjną instalacją sięga 40 %.

Przyszłościowa łączność

Platforma ctrlX AUTOMATION zapewnia też producentowi maszyn dużą swobodę projektowania sieci wewnętrznych i zewnętrznych. Jako magistralę komunikacyjną na poziomie maszyn firma ILLIG wybrała standard przemysłowy EtherCAT, dzięki czemu może sprawnie włączać do sieci niestandardowe AUTOMATYKA

komponenty różnych producentów. – Firma Bosch Rexroth od dawna jest naszym partnerem w dziedzinie automatyzacji – opowiada Markus Peter. Oprócz otwartości technologicznej za rozszerzeniem współpracy przemawiały doświadczenie branżowe i znakomita pomoc techniczna w obszarze aplikacji. – Otrzymaliśmy intensywne, partnerskie wsparcie przy podstawowych pracach inżynierskich nad nową serią maszyn. Ta pomoc przy projektowaniu i rozplanowywaniu napędów, modułów I/O i innych komponentów bardzo ułatwiła nam dotrzymanie napiętego harmonogramu – mówi szef działu projektowania systemów elektrycznych.

Zrównoważony rozwój w automatyzacji

Fot. ILLIG Maschinenbau GmbH

Dzięki nowemu, skalowalnemu zestawowi rozwiązań do automatyzacji ILLIG może w ekonomiczny sposób realizować zarówno małe, jak i złożone rozwiązania. Istotnym czynnikiem jest elastyczność programowania. – W zależności od potrzeb możemy użyć tego języka, który najlepiej pasuje do określonej sytuacji. Mamy przy tym do dyspozycji również popularne obecnie języki i formaty, takie jak Java, JSON czy Python. W dobie braku wykwalifikowanych pracowników ułatwia to poszukiwanie programistów. Nasi specjaliści szybko odnaleźli się w nowym świecie automatyzacji i wykorzystali sporą część napisanego wcześniej kodu. Przy użyciu platformy ctrlX AUTOMATION bez problemu możemy też w dalszym ciągu obsługiwać ponad 20-letnią technologię. Właśnie tak wygląda zrównoważony rozwój w automatyzacji – podkreśla Markus Peter.

Szybsze wprowadzanie nowych produktów na rynek

Jednym z fundamentów platformy ctrlX AUTOMATION jest wieloletnie doświadczenie firmy Bosch Rexroth

Maszyna typu PLU do laminowania tacek z masy celulozowej – modułowa seria maszyn Illig XLU do pakowania żywności z zastosowaniem zestawu automatyzacji ctrlX AUTOMATION firmy Bosch Rexroth

w obszarze zastosowań związanych z ruchem. Przejawia się to również w internetowych, niskokodowych środowiskach programowania. Do wirtualnej symulacji pracy sterownika ctrlX CORE można użyć komputera PC, co przyspiesza programowanie instalacji. – Szybko stworzyliśmy i uruchomiliśmy kod dla wirtualnych osi. Potem wystarczyło przestawić gotową maszynę na osie rzeczywiste, co przyniosło nam kolejne oszczędności czasowe – mówi Markus Peter.

Długoterminowa obsługa i zdalna konserwacja

Oprócz różnych elementów, takich jak sterowniki, programowanie, bezpieczeństwo i aplikacje, do całościowej koncepcji ctrlX AUTOMATION należy również przyszłościowy model serwisu, który obejmuje aktualizacje oprogramowania, całodobową pomoc telefoniczną i długoterminową dostępność części zamiennych na całym świecie. Dostawcy działający na rynku międzynarodowym, tacy jak ILLIG, mogą w ten sposób zabezpieczyć inwestycje swoich klientów na 25 lat i dłużej. Cyfrowe narzędzia, w tym ctrlX Digital Service Assistant, Service Indicator i ctrlX Device Portal, umożliwiają szybką diagnostykę zdalną, usuwanie błędów oraz wdrażanie nowych aplikacji i funkcji oprogramowania.

– Na potrzeby swoich prac projektowych klienci firmy Bosch Rexroth znajdą w sklepie ctrlX Store szeroką ofertę aplikacji naszej marki i dostawców zewnętrznych z ekosystemu partnerów ctrlX World, które powstały z myślą o zróżnicowanych zadaniach automatyzacyjnych w przemyśle. Udostępniamy też rozwiązania i biblioteki do samodzielnego tworzenia aplikacji, co dodatkowo zwiększa swobodę klientów – wyjaśnia Tobias Gerhard, który w firmie Bosch Rexroth odpowiada za rozwój działalności w obszarze towarów konsumpcyjnych.

Przyszłościowa struktura kosztów

Jak mówi Jürgen Lochner, dyrektor ds. technicznych w firmie ILLIG, wybór platformy ctrlX AUTOMATION i powiązane z nią obniżenie całkowitego kosztu posiadania pomaga przedsiębiorstwu trwale wzmacniać jego pozycję na międzynarodowym rynku. – To unikalne połączenie technologicznej otwartości i pewności dostaw sprawia, że w tych dynamicznych czasach możemy zapewnić naszym klientom optymalną strukturę kosztów. Pozwala nam to wzmacniać pozycję na międzynarodowym rynku i rozszerzać naszą koncepcję maszyn modułowych o atrakcyjne rozwiązania modernizacyjne – podsumowuje Jürgen Lochner.

BOSCH REXROTH Sp. z o.o. ul. Jutrzenki 102/104 02-230 Warszawa tel. 22 738 18 00 e-mail: info@boschrexroth.pl www.boschrexroth.pl

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY

Technologia druku 3D Pod pojęciem druku 3D kryje się szereg technologii przyrostowych, które dość mocno różnią się od siebie, zarówno pod względem procesów wytwórczych, jak i używanych w nich materiałów, a także rodzajem obiektów jakie można za ich pomocą wyprodukować. Niemniej, cechą wspólną wszystkich obecnych na rynku technologii druku 3D jest nakładanie na siebie kolejnych, cienkich warstw, stąd nazwa technologii przyrostowych, materiału budulcowego i ich spajanie. Marcin Bieńkowski

odstawy technologii druku trójwymiarowego (3D printing) opracowane zostały w 1986 r., na jednej z najbardziej znanych na świecie uczelni technologicznych – Massachusetts Institute of Technology (MIT). Co ciekawe, już w tym samym roku, uznawany za ojca druku 3D Charles Hull, założył pierwszą komercyjną firmę, która oficjalnie rozpoczęła swoją działalność w branży technologii przyrostowych. Była to firma 3D Systems, a jej pierwszą drukarką 3D była korzystająca z technologii stereolitograficznej drukarka SLA-1, będąca prototypem popularnego kilka lat później modelu SLA 250. Pierwsze drukarki 3D Systems, jeszcze w wersji beta, pojawiły się na rynku już w 1987 r., a w wersji finalnej zaledwie rok później. Modele te wykorzystywały do druku żywicę światłoutwardzalną. Od lat 90. ubiegłego wieku na rynku zaczęły się pojawiać seryjnie produkowane drukarki 3D innych firm, które pozwoliły na rozpropagowanie, głównie w branży szybkiego prototypowania,

druku przestrzennego. W 1991 r. zadebiutowała amerykańsko-izraelska firma Stratasys, która dziś śmiało byśmy nazwalibyśmy start-upem, a która rozpoczęła produkcję drukarek 3D, wykorzystujących do druku tworzywa termoplastyczne i opracowała jedną z najpopularniejszych obecnie technologii druku przestrzennego, technologię FDM. W tym samym roku firma Helisys zaprezentowała technologię LOM (Laminated Object Modeling), w której do druku stosuje się specjalną folię, a firma Cubital przedstawiła technikę drukowania z fotopolimerów utwardzanych silnym światłem UV, czyli drukarki wykorzystujące technologię SGC (Solid Ground Curing). Co warto podkreślić, obecnie wykorzystuje się jedną z dwóch podstawowych metod druku 3D. Pierwsza z nich sprowadza się do natryskiwania warstw płynnego, szybkoschnącego materiału, najczęściej tworzywa sztucznego, w taki sposób, że naniesienie każdej kolejnej warstwy buduje trójwymiarowy kształt drukowanego modelu. Druga polega na utwardzaniu specjalnie w tym celu sproszkowanego materiału nanoszonego przez specjalny dozownik na całej powierzchni komory drukującej. Jak widać, druk 3D jest przeciwieństwem techniki ubytkowej nazywanej też obróbką subtraktywną, w której to z bryły materiału za pomocą narzędzi skrawających usuwany jest jego naddatek, aż do uzyskania pożądanego kształtu. W drukowaniu przestrzennym każde przejście głowicy drukującej nanosi zaś kolejną, cienką warstwę tworzonego w procesie addytywnym obiektu. Proces budowania określonego kształtu zdefiniowany jest w przygotowanym AUTOMATYKA

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY wcześniej cyfrowym pliku. Im mniejsza możliwa do uzyskania wysokość pojedynczej warstwy, tym większa rozdzielczość wydruku, a co za tym idzie gładkość jego powierzchni. Ze względu na sposób tworzenia obiektów 3D, przedmioty te charakteryzują się tzw. warstwowością, co ma również wpływ na ich wytrzymałość w osi Z. Co więcej, w zależności od technologii, cecha ta jest w mniejszym lub w większym stopniu widoczna i wpływa na właściwości mechaniczne oraz jednorodność wydrukowanego przedmiotu.

Fot. ABB, Dassault Systèmes

Szybkie prototypowanie

Zanim przejdziemy do technologii druku 3D, przyjrzyjmy się jego zastosowaniom. Masowa, przemysłowa produkcja elementów, części i produktów o powtarzalnym kształcie i parametrach nie stanowi większego problemu. W tym celu wykorzystuje się najczęściej szereg bardzo dobrze znanych metod ubytkowych, jak np. obróbka skrawaniem. Jednak wytworzenie pojedynczych, niskoseryjnych form przestrzennych nie jest już takie proste. Im bardziej skomplikowany pod względem kształtu i swojej formy jest końcowy produkt, tym jego wytworzenie tradycyjnymi metodami jest dużo bardziej kosztowne i trudne – nie mówiąc już o zindywidualizowanej produkcji, dostosowanej np. do anatomii konkretnego człowieka. Druk 3D okazał się dla inżynierów wybawieniem. Dzięki niemu mogą bez problemu tworzyć i testować fizyczne prototypy swoich projektów, czy produkować zindywidualizowane produkty. Tego typu zastosowania druku 3D to część dziedziny określanej mianem szybkiego prototypowania (rapid prototyping). Pod pojęciem szybkiego prototypowania rozumie się grupę technik i technologii służących do szybkiego wykonania skalowanego modelu części fizycznej, podzespołu lub całego urządzenia, a jedną z nich jest właśnie technologia 3D, która niemal w całości zastąpiła wcześniej wykonywane technikami modelarskimi z drewna czy tworzyw sztucznych prototypy. Co więcej, dzięki technologii szybkiego prototypowania, nie musimy 10/2023

tworzyć elementów z docelowego materiału, być może zbyt drogiego. Zamiast tego możemy dopasowywać i zmieniać prototypy, aż uzyskamy zadowalający efekt.

Zastosowania druku 3D

Wróćmy do zastosowań druku 3D. W literaturze wymienia się następujące obszary zastosowań druku 3D: • przemysł maszynowy i motoryzacyjny • architektura i budownictwo • przemysł zbrojeniowy • medycyna i stomatologia • sztuka, kultura i moda • przemysł spożywczy • branża reklamowa • edukacja W przemyśle druk 3D służy przede wszystkim do wspomnianego szybkiego prototypowania. Wykorzystywany jest do usprawniania, przyspieszania i uelastyczniania pracy nad prototypem i pozwala na niebywałe wręcz skrócenie i uproszczenie procesów prototypowania – w praktyce rysunek z programu CAD można niemalże wprost wydrukować na drukarce 3D uzyskując gotowy, idealnie zwymiarowany i spasowany prototyp. Co więcej, wspomniana technologia pozwala na uzyskanie pełnej powtarzalności w przypadku wydruku kilku egzemplarzy potrzebnych do testów danej konstrukcji. Coraz częściej drukowanie 3D wykorzystywane jest w produkcji małych partii zindywidualizowanych wyrobów, np. ergonomicznych kasków

rowerowych dopasowanych do kształtu głowy, dedykowanych obudów czy próbnych serii produktów. Drukarki 3D przydają się też w tzw. inżynierii odwrotnej. Dzięki drukowi przestrzennemu dużo łatwiej wykonać wzorce, które mogą służyć usprawnieniu istniejących urządzeń czy wykonaniu podzespołów do od lat nieprodukowanych starych maszyn lub opracowania zamienników części w przemyśle motoryzacyjnym. Druk 3D znajduje również zastosowanie przy produkcji przedmiotów o bardzo skomplikowanej geometrii. Drukarki o dużym polu wydruku umożliwiają powstawanie niewielkich partii produktów niskoseryjnych, co w wypadku tradycyjnych technologii byłoby niezwykle kosztowne. Dodatkowo dział utrzymania ruchu może szybko wytwarzać części zamienne na swoje potrzeby, dzięki czemu unika się przestojów produkcyjnych związanych z koniecznością dostarczenia części z drugiego końca świata. Koncerny motoryzacyjne współpracują z firmami działającymi na rynku 3D w celu ograniczenia czasu wytwarzania elementów konstrukcyjnych samochodów. Dla przykładu firma Volvo dzięki drukowi 3D skróciła czas oczekiwania na zestaw metalowych narzędzi do montowania modeli samochodów aż o 94 % co znacząco obniżyło koszty. W firmir Ford druk 3D do skrócenia czasu prototypowania Forda Mustanga aż 30-krotnie i obniżenia kosztów 166-krotnie. 57

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY powierzchnię. Wadami tej metody są wysokie koszty materiałów, powolność procesu i niezbyt duże wymiary uzyskiwanych przedmiotów. Problemem może też być wymóg końcowego utwardzenia gotowego przedmiotu. Obecnie metoda ta stosowana jest głównie w prototypowaniu oraz przy wytwarzaniu personalizowanych produktów medycznych, takich jak wkładki do aparatów słuchowych, modeli ortodontycznych czy modeli anatomicznych.

Spiekanie laserem

Metoda SLS polega na nanoszeniu cienkich 0,1 mm warstw proszku i ich utwardzaniu promieniem lasera. Proces ten przypomina co nieco sposób działania drukarki laserowej, z tym że laser rysuje drukowany wzór na każdej warstwie nanoszonego proszku, a nie na fotoczułym bębnie drukującym, jak w zwykłej drukarce laserowej. Na skutek działania lasera proszkowy materiał nagrzewa się do wysokiej temperatury i jest spiekany. Cykle świecenia i nanoszenia proszku powtarzane są naprzemiennie, aż do chwili otrzymania gotowego modelu. Model taki charakteryzuje się bardzo dużą trwałością.

wielu sztuk mniejszych elementów, przy zachowaniu wysokiego stopnia powtarzalności. W metodzie SLS stosuje się proszki poliamidowe lub polistyrenowe. Twardość tworzywa sztucznego pozwala na dalszą obróbkę mechaniczną i łączenie wydrukowanych modeli w większe formy. Metoda SLS jest szczególnie interesująca ze względu na wykorzystanie materiałów szeroko stosowanych w przemyśle tworzyw sztucznych. W tej technologii można drukować m.in. z materiału ognioodpornego PA 2241 FR (flame resistant), który ma niemiecki certyfikat CS 25/ JAR25 / FAR 25 § 25-853 (a) App. F Part I, ABD 0031. Dla elementów wymagających wyższej sztywności stosowany jest poliamid PA 3200 GF (glass fiber) wzbogacony mączką szklaną. Wśród często stosowanych materiałów wymienić można również standardowo stosowany w przemyśle poliamid PA 12 (PA 2200).

Spiekania laserem ciąg dalszy

Zmodyfikowaną odmianą metody SLS jest technologia DMLS (Direct Metal Laser Sintering), w której użyto laserów o większej mocy, gdzie pro-

D RUK 3D OKAZAŁ SIĘ DLA INŻYNIERÓW WYBAWIENIEM. DZIĘKI NIEMU MOGĄ BEZ PROBLEMU TWORZYĆ I TESTOWAĆ FIZYCZNE PROTOTYPY SWOICH PROJEKTÓW, CZY PRODUKOWAĆ ZINDYWIDUALIZOWANE PRODUKTY. Technologia SLS nie wymaga stosowania podpór, gdyż produkt jest podtrzymywany przez nadmiar sypkiego materiału, który otacza drukowany model. Dzięki temu możliwy jest wydruk bardzo skomplikowanych elementów z zachowaniem wysokiej dokładności wymiarowej – technologia SLS gwarantuje dokładność w granicach 0,15 mm. Maszyny SLS charakteryzują się dużą komorą roboczą, dzięki czemu możliwy jest wydruk dużych gabarytowo przedmiotów lub 62

mień światła całkowicie przetapia sproszkowany materiał, a nie tylko go spieka. Dzięki temu możliwe jest drukowanie obiektów z metalowego, przede wszystkim aluminiowego proszku. Do druku stosowany jest proszek będący mieszaniną metali i topników lub metali z proszkami ceramicznymi. Zazwyczaj stosuje się materiały o wysokiej wytrzymałości, takie jak stal narzędziowa 316 L, stop aluminium, tytan lub Inconel (stop niklu i chromu).

Do głównych zastosowań technologii DMLS zaliczyć należy wykonywanie części metalowych o skomplikowanej geometrii. Części wytworzone po zakończonym procesie drukowania 3D są w pełni funkcjonalne. W praktyce elementy te charakteryzują się lepszymi parametrami niż części odlewane. Metodą DMLS drukuje się nie tylko modele i prototypy elementów, ale również używane w przemyśle formy do formowania wtryskowego tworzyw sztucznych, formy odlewnicze oraz pełnowartościowe narzędzia do produkcji seryjnej takie jak uchwyty, matryce, a nawet elementy dysz stosowane w silnikach samolotów odrzutowych. Możliwe jest też wykonanie wydruku struktur niemożliwych do wyfrezowania na maszynach CNC, np. wewnętrznych kanałów chłodzących.

Technologia FDM/FFF

Obecnie najbardziej znaną i popularną metodą druku 3D jest technologia FDM/FFF (Fused Deposition Modeling/Fused Filament Fabrication), która to technologia została opracowana na początku lat 90. przez założyciela firmy Stratasys. Podczas procesu wydruku materiał jest rozgrzewany i topiony, a następnie rozprowadzany warstwa po warstwie według obrysu modelu 3D zapisanego w pliku. W przypadku metody FDM, wykorzystuje się sproszkowany polimer, taki sam jak przy formowaniu wtryskowym. Materiał ten nazywany jest materiałem bazowym. Metoda FFF różni się od FDM tym, że zastosowano w niej surowiec termoplastyczny w postaci polimerowej żyłki nawiniętej na szpulę. Ta polimerowa żyłka nazywana jest filamentem. Od jakości i wilgotności filamentu w istotnym stopniu zależy jakość wydrukowanego modelu. W tworzywie sztucznym trafiającym do ekstrudera, gdzie jest uplastyczniane, topione, a następnie pod ciśnieniem podawane do dyszy, odparowująca woda może tworzyć pory, nitki lub zniekształcenia wpływające w znaczący sposób na jakość drukowanej warstwy. Ponieważ wszelkie niedokładności nałożenia warstwy osłabiaAUTOMATYKA

Fot. KUKA

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY ją ścianki drukowanego przedmiotu i zmniejszają jakość powierzchni, wielu producentów do przemysłowych drukarek 3D stosuje zamknięte, zapobiegające pochłanianiu przez polimer wilgoci, kasety z filamentem. W ten sposób drukowane przedmioty charakteryzują się powtarzalną wytrzymałością mechaniczną i wysoką jakością uzyskanej powierzchni. W technologii FDM/FFF, aby drukowany przedmiot się nie wywrócił lub nie skleiły się jego fragmenty, które mają być od siebie oddzielone, niezbędne jest użycie drugiego, dodatkowego materiału, materiału podporowego (materiał bazowy i podporowy nanoszone są przez oddzielne dysze). Jest to zwykle inny łatwy do usunięcia plastik lub np. specjalnie utwardzana skrobia. W pierwszym przypadku po wydrukowaniu modelu podpory po prostu się odcina, w drugim rozpuszcza się je w wodzie. Dzięki temu można wydrukować np. łożysko z kulkami w środku. Sama zasadza działania drukarki 3D FDM/FFF tożsama jest z działaniem zwykłej drukarki atramentowej. Głowica z dwoma dyszami przemieszcza się w płaszczyźnie XY i nanosi w odpowiednich miejscach warstwę materiału polimerowego. Po jego zastygnięciu, co trwa do kilku sekund, głowica wraz z całym mechanizmem podnoszona jest minimalnie w górę lub, co zdarza się częściej, obniżana jest płyta podstawy, nazywana w tego typu drukarkach też stołem modelowym, na której powstaje modelowany obiekt. Po zaschnięciu jednej warstwy polimeru o grubości zwykle ok. 0,1 mm, można zacząć nanosić kolejną warstwę. Proces ten powtarzany jest aż do chwili, kiedy przedmiot zostanie w całości wydrukowany. Drukarki 3D korzystające z techniki FDM mogą drukować elementy o minimalnej grubości ścianek 0,1– 0,2 mm, a w prostszych modelach skierowanych na rynek konsumencki 0,4–0,6 mm. Minimalna średnica walca jaki można w ten sposób wydrukować to ok. 0,35 mm. Grubość nakładanej warstwy to zwykle 0,1 mm, choć zdarzają się modele przemy10/2023

słowe operujące warstwą o grubości 0,02 mm, a nawet 0,01 mm. Warto pamiętać, że im większa jest grubość nakładanej warstwy, tym mniej dokładny i precyzyjny jest wydruk (bardziej zgrubny), ale jednocześnie jest on znacznie szybszy. Istotną zaletą technologii FDM/FFF jest to, że wykonane tą techniką trójwymiarowe prototypy można łatwo poddać obróbce mechanicznej. Można je szlifować, wiercić w nich otwory, frezować, toczyć i pomalować lub chromować. Elementy te można też łatwo ze sobą łączyć w większe modele używając kleju. Metodę klejenia i malowania fragmentów większego modelu wykorzystuje się właśnie przy tworzeniu makiet architektonicznych oraz wszelkiego typu makiet produktowych, w tym makiet karoserii samochodów. Do wydruku w technologii FDM/ FFF wykorzystuje się tworzywa termoplastyczne, czyli takie, które stają się płynne pod wpływem temperatury. Tworzywo podgrzewane jest zazwyczaj do temperatury ok. 170 °C–260 °C (czasami więcej) pozwalającej uplastycznić materiał, a następnie pod ciśnieniem wystrzeliwać go z dyszy. Najczęściej do druku stosuje się takie materiały, jak ABS (kopolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy) lub PLA (poliaktyd). Ten pierwszy, to materiał bardzo często wykorzystywany do produkcji obudów sprzętu AGD i RTV, a tak-

że w przemyśle samochodowym. Charakteryzuje się dużą twardością, odpornością na uderzenia i zarysowania. PLA jest nieco twardszy od ABS, ale jednocześnie bardziej kruchy. Może być użyty do drukowania przy niższej temperaturze dyszy. Zalecana temperatura do drukowania z ABS to 230 °C–240 °C, a dla PLA to 170 °C–190 °C. Warto też zwrócić uwagę, że drukarki 3D korzystające z ABS wymagają podgrzewanego stołu modelowego, tak aby drukowany przedmiot nie miał naprężeń. Dla PLA podgrzewany stół modelowy nie jest wymagany. W drukarkach 3D zgodnych z technologią FDM stosowane mogą być również inne tworzywa takie jak nylon, PVA (polialkohol winylowy), materiał drewnopodobny o nazwie LAYWOOD, lub minerałopodobny LAYBRICK (oba to polimerowe materiały kompozytowe, pierwszy z dodatkiem drewna, drugi gipsu). Spotkać też można filamenty z poliwęglanu, polietylenu o dużej gęstości czy polikaprolaktonu. Dzięki różnorodności materiałów technologia FDM/FFF często jest wykorzystywana w produkcji niskoseryjnej. Za jej pomocą otrzymuje się w pełni funkcjonalne części urządzeń czy indywidualnie dopasowane produkty, takie jak wspomniane wcześniej ergonomiczne kaski rowerowe czy motocyklowe dopasowane do indywidualnego kształtu głowy klienta. 63

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY Metody proszkowe

Ostatnią ze standardowo stosowanych metod druku 3D jest metoda proszkowa. Polega ona warstwowym nanoszeniu na przemian spoiwa będącego swego rodzaju klejem i specjalnego proszku o odpowiednio dobranej granulacji. Spoiwo nanoszone jest przez głowicę drukującą, a proszek przez specjalny zgarniacz. Cykl nanoszenia spoiwa i proszku powtarzany jest na przemian, aż do zakończenia procesu drukowania obiektu. Po skończonym druku odczekuje się jeszcze około godziny po to, aby zaszły do końca chemiczne procesy wiązania spoiwa, następnie usuwany jest niezwiązany proszek i można już wyjąć wydrukowany model z komory drukującej – tutaj nie ma potrzeby stosować materiału podporowego, gdyż przedmioty i znajdujące się wewnątrz nich niezwiązane elementy podtrzymywane są przez sam proszek. Wytrzymałość otrzymanego tą techniką modelu nie jest jednak zbyt duża i wydrukowane przedmioty poddaje się procesowi dotwardzania. Polega ono na nasycaniu modelu specjalnym lakierem lub rozcieńczoną żywicą epoksydową. Co ważne, przy drukowaniu proszkowym istnieje możliwość drukowania w kolorze. Wówczas drukarka wyposażana jest dodatkowo w zwykłą głowicę atramentową, która nanosi na drukowaną warstwę barwny tusz taki sam jak w drukarkach atramentowych, tak jak na zwykłą kartkę papieru. Dzięki temu prostemu zabiegowi wykonany przestrzenny model jest od razu kolorowy. Większość stosowanych na rynku proszkowych drukarek 3D drukuje z rozdzielczością do 600 dpi, co przekłada się na możliwość tworzenia ścianek obiektów o grubości 0,1 mm. Również tej samej grubości jest nakładana przez zgarniacz pojedyncza warstwa proszku. Oznacza to, że metoda proszkowa jest znacznie bardziej dokładna przy odwzorowywaniu obiektów 3D niż metoda FDM. Wielkość drukowanych obiektów w obu wypadkach jest porównywalna. Obie pozwalają też na wydruk elementów elastycznych. Wadą metody proszkowej jest natomiast większa kruchość wydrukowanych obiektów, co wynika ze znacznie mniejszej wytrzymałości mechanicznej zastosowanych spoiw. Obiek64

ty takie nie nadają się zwykle do obróbki mechanicznej tak jak modele FDM.

Co na rynku

Na polskim rynku oferowanych jest szereg drukarek 3D wykorzystujących różnorodne techniki i technologie druku przestrzennego. Przykładem nowoczesnych, przemysłowych drukarek do metalu klasy DMLS/SLM jest seria EOS M400, która jest jedną z największych maszyn zaprojektowanych z myślą o druku części dla branży lotniczej i kosmicznej. Jej przestrzeń robocza o wymiarach 400 × 400 × 400 mm pozwala na wydruk dużych części do samolotów i rakiet wykonanych z takich materiałów jak stopy aluminum, tytanu, niklu, a także ze stali nierdzewnej, narzędziowej i miedzi. System przetopu proszków metalowych EOS M400 wyposażony jest w dwa warianty systemu optycznego, dzięki czemu możliwa jest optymalizacja pracy maszyny do druku dużych ilości małych detali lub do szybkiego druku dużych części z warstw o większej grubości. Z kolei maszyna M2 Series 5 firmy GE Additive została zaprojektowana z myślą o spełnieniu najbardziej krytycznych wymagań ściśle regulowanego przemysłu lotniczego. Dzięki zastosowaniu optyki 3D, możliwe jest uzyskanie zmiennej wielkości plamki lasera, co pozwala to na dokładne wykonanie detali oraz zwiększenie produktywności. Jej objętość robocza to 245 × 245 × 350 mm (XYZ), Dostępne są również dwa lasery: 2 × 400 W oraz 2 × 1 kW. Drukarka Markforged X7 jest wydajnym urządzeniem FDM, przeznaczonym do drukowania bardzo wytrzymałych części. X7 charakteryzuje się wytrzymałą obudową wykonaną z materiału wzmacnianego szarpanym włóknem węglowym, tzw. Onyxu. Materiał ten oferuje 20 % większą wytrzymałość i 40 % większą sztywność niż ABS. Duże pole robocze o wymiarach 330 × 270 × 200 mm sprawia, że idealnie nadaje się do produkcji części samochodowych. Wysokość warstwy rzędu 50 mikronów nadaje wydrukom wyjątkowy wygląd powierzchni, zbliżony do części wytwarzanych tradycyjną metodą wtryskową. Jedną z największych na rynku drukarek FDM jest Stratasys F900. Stratasys F900 oferuje jeden z największych ob-

szarów roboczych dostępnych w technologii FDM. Przestrzeń o wymiarach 914 × 610 × 914 mm, co pozwala na wydajną i szybką produkcję serii produktów lub obiektów wielkogabarytowych. Maszyna znajduje zastosowanie w tworzeniu funkcjonalnych prototypów, dużych modeli koncepcyjnych i makiet, a także w produkcji finalnych produktów, części i narzędzi z materiałów termoplastycznych. Ostatnia opisywana tu drukarka 3D, HP Jet Fusion 580 Color, to wyjątkowe urządzenie dostępne na naszym rynku. Jest to bowiem kolorowa drukarka 3D dostosowana do potrzeb małych i średnich zespołów opracowujących wzornictwo produktów przemysłowych. Korzysta ona z technologii Jet Fusion, czyli odmiany systemu Polyjet – wszechstronnej technologii druku 3D. Materiałem budulcowym są płynne żywice fotopolimerowe, które nanoszone na stół roboczy są warstwa po warstwie utwardzane światłem UV generowanym przez diodę laserową wbudowaną w głowicę. Wydruki charakteryzują się gładką powierzchnią bez zauważalnych warstw czy schodków. Dzięki temu możliwe jest drukowanie cienkich ścian i skomplikowanych kształtów, a także bardzo realne odwzorowanie kolorów oraz właściwości mechanicznych zaprojektowanego modelu. W tej technologii można uzyskać kolory w palecie CMYK oraz Pantone, a także przejścia tonalne czy różne faktury. Technologia Jet Fusion pozwala również na mieszanie i odzyskiwanie podczas druku materiałów, w celu uzyskania odmiennych właściwości, np. różnych zakresów twardości. Oczywiście to tylko wybrane, naszym zdaniem ciekawe pod względem parametrów i wykorzystywanej technologii drukarki 3D, dostępne w ofercie u polskich dostawców. Kilka innych modeli zestawiliśmy w dołączonej do artykułu tabeli. Mamy nadzieję, że pomoże ona w wyborze odpowiedniego dla każdej firmy urządzenia. dr inż. Marcin Bieńkowski AUTOMATYKA W artykule wykorzystano materiały firmy CADexpert.

AUTOMATYKA

RYNEK produkcyjnej wszystkie niezbędne informacje, które ich dotyczą. Oznacza to, że systemy kontroli linii produkcyjnej i moduły procesowe muszą „mówić tym samym językiem”. Język ten musi być standardowy, niezależny od dostawcy i obejmować wszystkie informacje potrzebne do wdrożenia modułu do procesu produkcyjnego. Kandydatem dla takiego standardu jest Module Type Package.

Module Type Package

Module Type Package (MTP) to standardy opracowane przez VDI/VDE (Stowarzyszenie Niemieckich Inżynierów Elektroniki i Techniki Informacyjnej) wraz z NAMUR (Niemiecka Współnota Producentów Urządzeń Automatyzacyjnych Procesów Przemysłowych) i ZVEI (Stowarzyszenie Niemieckich Producentów Urządzeń Elektrycznych i Elektronicznych).

Kontekst

Pierwsze koncepcje MTP zostały przedstawione w 2013 r., a pierwsze standardowe dokumenty MTP opublikowano w 2017 r. Od tego czasu standardy ewoluowały i dojrzewały, mając wsparcie wielu aktywnych organizacji z różnych obszarów.

Dojrzałość

Obecnie pierwsi producenci oferują już moduły zgodne z MTP. Jednocześnie pierwsi dostawcy systemów kontroli linii produkcyjnych (np. Emerson, Siemens, Copa Data i inni) zaprezentowali wersje swoich systemów, które pozwalają wdrażać moduły zgodne z MTP do procesu produkcyjnego na zasadzie plug & play. Tym samym standard MTP można uznać za gotowy do wprowadzenia na rynek. Choć nie jest to jeszcze standard powszechnie

przyjęty i używany, ma jednak potencjał, by szybko nim się stać.

Podstawowe pojęcia

Standard MTP definiuje następujące podstawowe pojęcia: • moduły procesowe zgodne z MTP – Process Equipment Assemblies (PEA), • systemy kontroli linii produkcyjnych zgodne z MTP – Process Orchestration Layer (POL), • moduły PEA – muszą one dostarczać plik MTP zawierający wszystkie informacje niezbędne do integracji PEA przez POL (definicje HMI, opis elementów i funkcji modułu, alarmy oraz informacje dotyczące konserwacji i bezpieczeństwa), a także udostępniać interfejs MTP za pośrednictwem obsługiwanego protokołu (najczęściej OPC UA); ponadto interfejs MTP udostępniany przez PEA musi być zgodny z dostarczonym plikiem MTP, • system POL, który będzie mógł „skonsumować” plik MTP, aby móc załadować i wdrożyć PEA; na podstawie informacji dostarczonych w pliku MTP, POL może zwizualizować i kontrolować PEA.

Integracja PEA

Nowy moduł PEA musi być najpierw fizycznie zainstalowany w zakładzie produkcyjnym i podłączony do sieci. Natychmiast po tym, gdy system POL „skonsumuje” plik MTP PEA, użytkownik POL może: • zobaczyć PEA HMI automatycznie wygenerowane przez POL z pliku MTP, • podłączyć PEA HMI do złożonego HMI linii produkcyjnej, gdzie widoczne są wszystkie moduły, • przyłączyć/odłączyć PEA do/od linii produkcyjnej,

Fot. Aleksander Podwysocki, A4BEE

PRZYPADEK BIZNESOWY Szybkie dodawanie/usuwanie modułów i zmiana procesu dla nowego pilnego zamówienia, np: mała partia / szybki czas dostawy.

Szybka wymiana modułu na analogiczny moduł od tego samego lub innego dostawcy, np: • wymiana uszkodzonego modułu, • wymiana na bardziej zaawansowany nowy moduł, • wymiana na moduł od innego dostawcy w wyniku nacisku ze strony działu zaopatrzenia itp.

• ręcznie sterować PEA z HMI, • definiować i wykonywać receptury POL przy użyciu usług udostępnianych przez PEA, • obserwować linię produkcyjną w czasie rzeczywistym – przeglądać i potwierdzać alarmy oraz obserwować trendy i wartości procesowe na HMI.

MTP – nowe możliwości, nowe przypadki biznesowe

W świecie MTP można uwzględniać scenariusze, które wcześniej były trudne do zrealizowania – przykłady zostały podane w tabeli.

Właściciele zakładów i laboratoriów

MTP przynosi różne korzyści różnym grupom docelowym: właścicielom zakładów i laboratoriów, producentom PEA, sprzedawcom POL. Dla właścicieli zakładów i laboratoriów wdrożenie MTP wiąże się z następującymi korzyściami: • redukcja kosztów, ryzyka i czasu: – zerowy czas i koszt integracji nowych modułów, – wymagane jest minimalne testowanie / walidacja, ponieważ zostało to już wykonane przez dostawcę. • łatwa wymiana modułu X na analogiczny moduł, nawet od innego dostawcy, • elastyczność produkcji, szczególnie w przypadku małych partii: – już używane moduły mogą być ponownie zastosowane w przyszłych procesach, – nowe moduły mogą być dodawane niemal natychmiast. • ujednolicony wygląd HMI na poziomie zakładu – ten sam wygląd i sposób działania, nawet w przypadku różnych dostawców modułów. ZYSKI

Zerowy czas integracji – po fizycznym podłączeniu nowego modułu wystarczy przesłać plik MTP do POL, przeciągnąć i upuścić PEA HMI w POL, utworzyć nową recepturę z dostępnych usług MTP i można rozpocząć nowy proces. Zerowy czas integracji, podczas gdy bez MTP integracja nowego modułu z innym interfejsem zajęłaby dużo czasu.

Zabezpieczając przyszłość

Ryzyka i szanse Internetu Rzeczy w perspektywie cyberbezpieczeństwa Bezpieczeństwo cybernetyczne to jedna z najważniejszych kwestii dla każdej ﬁrmy. Przedsiębiorstwa starają się chronić swoje dane przed różnymi zagrożeniami, które są nieodłączną częścią korzystania z Internetu. Każdego roku rośnie potrzeba zabezpieczania informacji, ponieważ ataki stają się bardziej zaawansowane i pojawiają się coraz częściej. Warto zauważyć, że postęp technologiczny tworzy również nowe możliwości dla tych zagrożeń. Estera Sapieha

nternet Rzeczy to technologia, która zakłada, że różne urządzenia, przedmioty codziennego użytku i maszyny są połączone z Internetem, co umożliwia im wymianę danych i informacji z innymi urządzeniami lub ludźmi. Ta technologia pozwala osiągnąć wyższy poziom życia, integrując np. nasz dom z samochodem, dzięki czemu możemy cieszyć się małymi udogodnieniami, takimi jak włączanie ekspresu do kawy, gdy podjeżdżamy do garażu po porannym treningu – naprawdę świetna sprawa! Jednak zastosowanie IoT to nie tylko ułatwianie życia, dostarczanie przyjemności i delegowanie pewnych obowiązków na urządzenia. Jest to również ogromna szansa dla wielu branż.

ChatGPT, Internet Rzeczy a poszczególne branże

Według ChatGPT branże, które mają bezpośrednie przełożenie na społeczeństwo i gospodarkę, a korzystają z rozwiązań IoT to: • Przemysł – IoT pomaga w zwiększeniu wydajności i optymalizacji procesów produkcyjnych, co ma bezpośredni wpływ na konkurencyjność przedsiębiorstw i rozwój przemysłu, • Zdrowie – IoT może pomóc w zdalnym monitorowaniu stanu zdrowia pacjentów, co przyczynia się do poprawy jakości opieki medycznej i zmniejsza koszty związane z leczeniem chorób przewlekłych, • Transport – IoT stanowi wsparcie w optymalizacji tras, zwiększaniu bezpieczeństwa na drogach i ogra80

niczaniu emisji zanieczyszczeń powietrza, co ma kluczowe znaczenie dla społeczeństwa i środowiska, • Energetyka – IoT pozwala na optymalizację zużycia energii, co ma bezpośredni wpływ na koszty i środowisko, • Inteligentne miasta – IoT umożliwia optymalizację zarządzania infrastrukturą miejską i zwiększenie bezpieczeństwa, co ma wpływ na jakość życia społeczności miejskich. Każda branża ma swoje specyﬁczne potrzeby związane z wykorzystaniem technologii IoT. Z tego powodu trudno wskazać jeden najważniejszy sektor, który byłby szczególnie podatny na zagrożenia cybernetyczne. W celu zapewnienia jak najwyższego poziomu cyberbezpieczeństwa niezbędna jest współpraca między przedsiębiorstwami, branżami oraz państwami. W odpowiedzi na tę potrzebę Unia Europejska przyjęła wniosek dotyczący Unijnego Aktu o Solidarności Cybernetycznej, którego celem jest poprawa zdolności cyberbezpieczeństwa w Unii. Akt przewiduje wsparcie w wykrywaniu i budowaniu świadomości zagrożeń oraz incydentów związanych z cyberbezpieczeństwem. Dzięki temu wnioskowi obywatele i przedsiębiorstwa będą mogły korzystać z bezpiecznej przestrzeni cyfrowej, a kluczowe podmioty, takie jak szpitale czy obiekty użyteczności publicznej, zostaną wzmocnione w zakresie ochrony. Komisja Europejska proponuje wprowadzenie europejskiej tarczy cybernetycznej, która umożliwi szybkie AUTOMATYKA

RYNEK

i skuteczne wykrywanie poważnych zagrożeń cybernetycznych. Unijny Akt o Solidarności Cybernetycznej przewiduje również utworzenie mechanizmu cyberbezpieczeństwa, który ma poprawić zdolność reagowania na incydenty. Mechanizm ten ma wspierać działania związane z gotowością, utworzenie unijnej rezerwy bezpieczeństwa cybernetycznego oraz zapewnienie wsparcia ﬁnansowego. W odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na cyberbezpieczeństwo planowane jest utworzenie Akademii Umiejętności w Zakresie Cyberbezpieczeństwa UE. Akademia będzie podnosić kwaliﬁkacje specjalistów ds. cyberbezpieczeństwa oraz niwelować niedobór pracowników mających wiedzę w tym obszarze.

Fot. E. Sapieha, A4BEE

Waga współpracy w zakresie cyberbezpieczeństwa i kompleksowych rozwiązań

Kroki podejmowane przez Unię Europejską wskazują na ważność problemu cyberbezpieczeństwa. W ramach działań prawnych i instytucjonalnych dąży się do poprawy poziomu bezpieczeństwa. W artykule opublikowanym przez McKinsey – „Cybersecurity for the IoT: How trust can unlock value” – opisano problematykę cyberbezpieczeństwa w nowych technologiach, takich jak Internet Rzeczy. Autorzy zwracają szczególną uwagę na rosnące ryzyko cyberataków, gdy wiele urządzeń jest podłączonych do sieci za pomocą technologii IoT oraz na konieczność wprowadzenia rozwiązań z zakresu cyberbezpieczeństwa w systemach IoT. Podkreślają potrzebę nieustannego doskonalenia systemów bezpieczeństwa, co zwiększa zaufanie do technologii i zachęca konsumentów do korzystania z niej. Cyberbezpieczeństwo jest kluczowym elementem zapewnienia bezproblemowej obsługi IoT. Dlatego istotne jest utrzymanie wysokiego poziomu zaufania przez zaangażowanie sztucznej inteligencji. Jest to wyzwanie, któremu trzeba sprostać, aby zawsze odpowiadać na potrzeby konsumentów.

Zagrożenia cybernetyczne związane z Internetem Rzeczy wzrastają ze względu na kompleksową interakcję między technologiami informatycznymi i operacyjnymi. Zwiększone ryzyko może uniemożliwić firmom wdrożenie IoT z fazy pilotażowej do produkcji. Wiele firm traktuje cyberbezpieczeństwo jako oddzielną kategorię, a nie integralną część projektu IoT. Konieczne jest holistyczne podejście, które obejmuje wykrywanie zagrożeń, ochronę przed atakami, identyfikację podatności, reakcję na ataki i odzyskiwanie danych utraconych w ich wyniku. Ryzyko związane z cyberbezpieczeństwem dla IoT dotyczy zarówno bezpieczeństwa cyfrowego, jak i fizycznego, dlatego należy uwzględnić kompleksowe ramy poufności, integralności i dostępności.

Ryzyko związane z cyberbezpieczeństwem – największa bariera we wdrażaniu IoT

Badanie przeprowadzone wśród przedstawicieli różnych branż wykazało, że największą przeszkodą we wdrożeniu Internetu Rzeczy jest brak odpowiedniego cyberzabezpieczenia. Około

30 % respondentów wskazało ryzyko związane z cyberbezpieczeństwem jako główny problem. Spośród nich aż 40 % stwierdziło, że byliby skłonni zwiększyć swój budżet na wdrożenie IoT o 25 % lub więcej, gdyby te kwestie zostały rozwiązane. Do 2030 r. rynek IoT będzie wart 500 mld dolarów, przy czym kluczowe branże, takie jak przemysł, transport, opieka zdrowotna i inteligentne miasta, będą stanowić ponad 65 % rynku. Jeśli ryzyka związane z cyberbezpieczeństwem będą odpowiednio zarządzane, chęć korzystania z technologii IoT przez decydentów może wzrosnąć średnio o 20 % do 40 %, co daje łączną wartość 100–200 mld dolarów. Silniejsze cyberzabezpieczenie tworzy również sprzyjające środowisko do wprowadzania nowych aplikacji. Dostawcy usług IoT mogą zyskać dodatkowe 5–10 punktów procentowych wartości, co łącznie przekłada się na 25–50 mld dolarów. Badanie pokazuje również, że choć wszystkie branże mogą skorzystać z wdrożenia cyberbezpieczeństwa, należy mieć na uwadze, że niektóre z nich są lepiej przygotowane do wykorzystania potencjału IoT. Ponadto przedsię81

biorstwa o wyższym cyberryzyku mają możliwość tworzenia większej wartości rynkowej przez zwiększenie bezpieczeństwa. Po skutecznym wyeliminowaniu zagrożeń związanych z cyberbezpieczeństwem sektory typu produkcja, opieka zdrowotna, mobilność i transport oraz inteligentne miasta będą skłonne zainwestować więcej w aplikacje IoT. Badanie wykazało również, że zaufanie cyfrowe i prywatność danych są istotnymi czynnikami wpływającymi na decyzje zakupowe konsumentów. Niestety, dostawcy często nie doceniają tych aspektów. Podczas gdy większość nabywców (61 %) uważa zaufanie cyfrowe i prywatność danych za kluczowe elementy przy podejmowaniu decyzji zakupowych, jedynie 31 % dostawców uznaje je za istotne podczas projektowania systemu. Przedstawione wyniki niewątpliwie pokazują duże zainteresowanie technologią dostarczaną przez przedsiębiorstwa dla wielu branż. Jedną z ﬁrm oferujących usługi z zakresu IoT jest ARM, najbardziej znana z opracowywania energooszczędnych architektur mikroprocesorowych, szeroko stosowanych w urządzeniach wbudo-

wanych, mikrokontrolerach, smartfonach, tabletach i innych urządzeniach mobilnych. W kontekście Internetu Rzeczy ARM odgrywa ważną rolę, dostarczając architekturę i rozwiązania, które umożliwiają urządzeniom IoT wydajne i efektywne działanie. Wraz z rozwojem Internetu Rzeczy szybka i niezawodna łączność staje się niezbędna. ARM ściśle współpracuje z ﬁrmami telekomunikacyjnymi i producentami układów radiowych, aby zapewnić skuteczną obsługę łączności 5G w urządzeniach IoT. Bezpieczeństwo jest ważnym aspektem IoT, zwłaszcza w przypadku urządzeń, które gromadzą i przetwarzają wrażliwe dane. ARM projektuje swoją architekturę z myślą o bezpieczeństwie, oferując mechanizmy izolacji procesów i ochrony danych. Kolejna firma to Comarch – działająca globalnie spółka technologiczna, która oferuje szeroką gamę rozwiązań z zakresu IoT, mających znaczący wpływ na rozwój różnych gałęzi przemysłu. Usługi i produkty IoT firmy Comarch znajdują zastosowanie w przemyśle, logistyce, opiece zdrowotnej i wielu innych sektorach. Comarch dostarcza narzędzia do mo-

nitorowania, analizy i optymalizacji procesów produkcyjnych. Rozwiązania IoT umożliwiają zbieranie danych w czasie rzeczywistym z maszyn i urządzeń w celu kontrolowania produkcji, przewidywania usterek i optymalizacji wydajności operacyjnej. Comarch przywiązuje dużą wagę do bezpieczeństwa od początku projektu. Wszystkie produkty i rozwiązania firmy są projektowane z myślą o bezpieczeństwie, aby zminimalizować ewentualne podatności lub słabości. Z kolei firma A4BEE jest dostawcą przełomowych innowacji i strategii przeznaczonych dla klientów z obszarów biotechnologii, farmacji, life science oraz produkcji. Zarówno korporacje, małe i średnie firmy, jak i dynamicznie rozwijające się start-upy, opierają swoje zaufanie na doświadczeniu firmy jako partnerze, który ma wyspecjalizowaną wiedzę i kompetencje oraz dostarcza usługi najwyższej jakości wraz z efektywną komunikacją. A4BEE oferuje spersonalizowane systemy do efektywnego zarządzania procesami produkcyjnymi zgodnie z potrzebami klientów. Oferowana przez firmę platforma Gateway gromadzi, przechowuje i organizuje wszystkie potrzebne dane w jednym miejscu. Skraca to czas wprowadzania na rynek inicjatyw firm, jednocześnie zwiększając elastyczność i skalowalność organizacji. A4BEE opracowuje połączone, przenośne inteligentne urządzenia, które monitorują aktywność pracowników i określają potencjalne obszary ryzyka, zapobiegając potencjalnym przyszłym incydentom. Eksperci w A4BEE są gotowi do przeprowadzenia kompleksowych audytów i testów penetracyjnych oraz opracowania skuteczniejszych rozwiązań przygotowanych specjalnie z myślą o potrzebach klientów. Bezpieczeństwo i zgodność są kluczowymi aspektami procesu produkcji i rozwoju od najwcześniejszych etapów opracowywania nowych produktów.

Współzależność IoT i cyberbezpieczeństwa

Rosnące zapotrzebowanie na bezpieczne technologie IoT wynika głównie z potrzeb rynku i nabywców. W tym kontekście zgodność z przepisami od82

AUTOMATYKA

Fot. E. Sapieha, A4BEE

RYNEK grywa kluczową rolę w holistycznym podejściu do technologii skoncentrowanych na cyberbezpieczeństwie. Rządy coraz bardziej promują kompleksowe zasady zarządzania ryzykiem, takie jak normy opracowane przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO) oraz wytyczne Komisji Gospodarczej ONZ ds. Europy. Połączenie IoT i cyberbezpieczeństwa stanowi interesującą perspektywę na przyszłość. Wprowadzenie bezpieczeństwa do rozwiązań IoT na poziomie architektury, równoległego projektowania oraz dodatkowego oprogramowania może pomóc w zapewnieniu bezpieczeństwa i zaufania w systemach IoT. Jednak aby to podejście działało skutecznie, dostawcy zarówno rozwiązań IoT, jak i cyberbezpieczeństwa muszą współpracować i angażować się w ten proces. Takie rozwiązanie jest istotne, ponieważ liczba urządzeń i aplikacji IoT stale rośnie. Jednocześnie wzrasta również liczba potencjalnych zagrożeń związanych z cyberbezpieczeństwem. Technologia IoT i cyberbezpieczeństwo mogą łącznie przynieść wiele korzyści, takich jak łatwiejsza identyﬁkacja i uwierzytelnianie użytkowników, a także możliwość blokowania ataków cybernetycznych, a nie tylko ich wykrywanie. Jednak wprowadzenie takiej zmiany podejścia może być wyzwaniem, zwłaszcza jeśli chodzi o integrację cyberbezpieczeństwa z istniejącą infrastrukturą IoT. Podejmowanie działań na różnych poziomach, szczególnie na etapie projektowania produktu, jak również w podejściu branżowym, może przyczynić się do poprawy jakości i zwiększenia szans osiągnięcia tego celu. IoT i cyberbezpieczeństwo są ważne w różnych branżach, przy czym warto podkreślić, że szczególnie branża medyczna przykłada dużą wagę do bezpieczeństwa danych, poufności i integralności. W obszarze opieki zdrowotnej istnieje silna potrzeba zwiększenia cyberbezpieczeństwa w rozwiązaniach IoT, ze względu na istotne zagrożenia dotyczące prywatności pacjentów i decyzji terapeutycznych opartych na danych pacjenta. Potwierdzają to również badania przeprowadzone przez McKinsey.

Jak uwolnić potencjał IoT w przyszłości?

Rosnąca liczba zagrożeń cybernetycznych, które są również wynikiem sytuacji na świecie, powinna skłaniać producentów technologii do zapewnienia najwyższego poziomu bezpieczeństwa. Takie postępowanie i jego efekty są szczególnie oczekiwane przez konsumentów. Obecnie minimalizacja ryzyka związanego z cyberbezpieczeństwem w dużej mierze leży w gestii użytkowników, którzy powinni regularnie monitorować swoje sieci, aktualizować oprogramowanie, stosować silne hasła i metody uwierzytelniania oraz korzystać z narzędzi bezpieczeństwa, takich jak zapory sieciowe i oprogramowanie antywirusowe. Budowanie technologii IoT jest wyzwaniem dla dostawców, ponieważ dążą oni do dostarczania najnowszych i coraz bardziej zaawansowanych rozwiązań, często odsuwając na bok potrzebę zapewnienia równie wysokiej jakości bezpieczeństwa. Jednak czy to jest dobre i jedyne rozwiązanie? Konsumenci są gotowi na korzystanie z technologii, włączając ją w swoje codzienne życie czy pracę. Jednak na drodze do pełnego

zaufania często staje obawa przed zagrożeniami, które mogą wystąpić, a co się z tym wiąże – niepewność w kwestii odpowiedzialności za swoich klientów czy pracowników i ich danych. Badania McKinsey rzucają nowe światło na technologię IoT. Pokazują, czego oczekuje konsument i na co nastawione są branże korzystające z tych rozwiązań. Już dziś IoT ułatwia pracę oraz życie, a w przyszłości grono odbiorców tego rozwiązania będzie jeszcze większe, podobnie jak szanse związane z tą technologią. Położenie nacisku na cyberbezpieczeństwo jest kluczowym ﬁlarem udoskonalania IoT. Technologie mają pomagać nam żyć, skracać czas pracy i podnieść poziom umiejętności, jednak bez zabezpieczeń najwyższej jakości nasze dane mogą być narzędziem w niepowołanych rękach. To, co jako użytkownicy i osoby zainteresowane korzystaniem z technologii IoT możemy zrobić już dziś, to przede wszystkim weryﬁkacja, czy dostawca usług spełnia standardy oraz w jaki sposób nas chroni. Estera Sapieha A4BEE

Jak sztuczna inteligencja zmienia fabryki? Sztuczna inteligencja to zestaw szybko rozwijających się przełomowych technologii, które radykalnie przekształcają różne strefy funkcjonowania człowieka, środowiska i przemysłu. Wraz z rozpowszechnianiem cyfrowych urządzeń komputerowych i pojawieniem się dużych zbiorów danych, sztuczna inteligencja coraz częściej przenika do społeczeństwa w postaci nowych funkcjonalności smartfonów, autonomicznych samochodów czy rozwiązań inteligentnego handlu detalicznego. W Przemyśle 4.0 algorytmy uczenia maszynowego tworzą autonomiczne systemy, które przyspieszają proces automatyzacji, sprawiając, że inteligentna fabryka staje się rzeczywistością. Sylwia Batorska

ostęp z wdrażania AI jest prawie niezauważalny. Jednak następuje i to w bardzo dynamicznym tempie. Uwagę społeczeństwa na nieograniczone możliwości nowych technologii, mających często przewagę nad ludzkim umysłem, zwracają kamienie milowe, ukazujące potencjał sztucznej inteligencji. Jednym z nich był moment, w którym AlphaGo, program opracowany przez DeepMind, który pokonał mistrza świata w grze w Go w 2016 r. Kolejnym było pojawienie się generatywnych aplikacji AI (Generatve AI, GenAI), które nie tylko wykonują szereg rutynowych zadań, takich jak reorganizacja i klasyfikacja danych, ale również samodzielnie tworzą sztukę cyfrową, piszą teksty czy komponują muzykę. Tym samym pobudzają wyobraźnię ludzi na całym świecie, zachęcając do różnorodnych zastosowań. Do najpopularniejszych aplikacji GenAI, które prawie każdy może używać do komunikacji i tworzenia należą np. ChatGPT, Claude, chatbot Bard czy Stable Diffusion. ChatGPT trafił do użytku w listopadzie 2022 r. Cztery miesiące później jego twórca firma OpenAI wypuściła na rynek nowy duży model językowy (Large

Language Model, LLM), nazwany GPT-4 ze znacznie ulepszonymi możliwościami. ChatGPT-4 potrafi przetwarzać 8192 tokenów, czyli równowartość ok. 11 000 słów. Z kolei powstała w maju 2023 r. generatywna sztuczna inteligencja firmy Anthropic, założonej przez byłych pracowników OpenAI, o nazwie Claude jest może przetworzyć 100 000 tokenów tekstu, co odpowiada tworzeniu ok. 75 000 słów na minutę – czyli długości przeciętnej powieści. Claude, podobnie jak ChatGPT, jest w stanie generować treści na różne tematy, od pisania wierszy, przemówień po tworzenie contentu. Również w maju br. firma Google ogłosiła kilka nowych funkcji opartych na generatywnej sztucznej inteligencji, w tym nowy model LLM o nazwie PaLM 2 do obsługi chatbota Bard i innych produktów Google. PALM 2, jak zapewniają twórcy, wyróżnia możliwość realizacji zaawansowanych zadań, w tym kodowania, matematycznej analizy, klasyfikacji i odpowiadania na pytania, tłumaczenia z biegłością wielojęzyczną itp., a to wszystko przy wykorzystaniu połączenia optymalnego skalowania obliczeniowego, bogatych zestawów danych i ulepszonej architektury modelu. AUTOMATYKA

RYNEK Kreatywnym zastosowaniem sztucznej inteligencji do tworzenia sztuki wizualnej wykazała się firma Stability AI, która zaprezentowała Stable Diffusion. Ten zaawansowany generator obrazów, oparty na sztucznej inteligencji, dzięki imponującej liczbie 3,5 mld parametrów jest może generować obrazy o rozdzielczości jednego 1 Mpx w różnych wymiarach.

Jak działa AI?

Powstające modele LLM oparte są na ekspansywnych sztucznych sieciach neuronowych, inspirowanych ogromną liczbą neuronów połączonych w całość w ludzkim mózgu. To zasługa ewolucji w zakresie głębokiego uczenia Deep Lerning (DL). Modele wykorzystujące DL mogą przetwarzać niezwykle duże i zróżnicowane zbiory nieustrukturyzowanych danych i zwiększać zakres zadaniowości. Ulepszona została ich funkcjonalność w szerokim zakresie modalności, w tym obrazów, wideo, audio i kodu komputerowego. To z kolei przekłada się na możliwości AI w zakresie klasyfikowania, edytowania, podsumowywania, odpowiadania na pytania i opracowywania nowych treści.

Fot. shutterstock

Dlaczego AI jest ważna w branży produkcyjnej?

Wdrażanie sztucznej inteligencji w zakładach produkcyjnych cieszy się coraz większą popularnością wśród producentów. Przemysł produkcyjny jest głównym użytkownikiem sztucznej inteligencji – wg ankiety przeprowadzonej przez Capgemini 93 % liderów uważa, że ich organizacje przynajmniej w umiarkowanym stopniu korzystają ze sztucznej inteligencji. Jak wynika z tego samego badania ponad 50 % czołowych europejskich producentów wdraża obecnie sztuczną inteligencję na różne sposoby. Liderem są Niemcy, gdzie 69 % producentów korzysta z osiągnięć AI. W Japonii odsetek ten wynosi 30 %, a w Stanach Zjednoczonych 28 %. Dla porównania w wysoce zautomatyzowanych Chinach jest to 11 %. Te dane są już z pewnością wyższe, ponieważ sztuczna inteligencja dociera do przemysłu produkcyjnego w szybkim tempie, już jako usługa na żądanie. Do umożliwienia takiego podejścia

przyczyniły się rozwiązania takich firm jak: IBM Watson AI, Microsoft Azure AI, Google Cloud AI Platform czy Amazon AWS AI. Udostępniają oni producentom gotowe modele i narzędzia sztucznej inteligencji, umożliwiające wewnętrzną integrację z operacjami procesowymi. Zakłady produkcyjne, jako generatory ogromnej liczby danych analitycznych, na które wpływają setki zmiennych, trudnych do przeanalizowania przez człowieka zaliczają się do największych beneficjentów wdrożenia AI. Modele uczenia maszynowego mogą z łatwością przewidzieć wpływ poszczególnych zmiennych w złożonych sytuacjach. Nic więc dziwnego, że producenci coraz chętniej wykorzystują moce obliczeniowe i zdolności do szybkiej analizy AI, aby zapobiec problemom, takim jak nieoczekiwana awaria maszyny czy wadliwa dostawa produktu oraz aby zwiększyć wydajność, dokładność i produktywność w różnych procesach. Stosując sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe

aby upewnić się, że wszystkie opony są zmontowane w optymalnym stanie. Audi wykorzystuje system wizyjny AI do przeprowadzania identyfikacji pęknięć blachy. Po kilkumiesięcznym szkoleniu sztucznej sieci neuronowej przy użyciu kilku milionów obrazów testowych system był w stanie uczyć się niezależnie i obecnie wykrywa pęknięcia również w niestandardowych formatach. Z kolei firma BMW wykorzystuje zautomatyzowane rozpoznawanie obrazu, podczas którego aplikacja AI porównuje bieżącą sekwencję produkcyjną z setkami innych obrazów z tej samej sekwencji, aby upewnić się, że wszystkie części są prawidłowo zamontowane. Inny producent samochodów, firma Volvo wdrożyła oparte na kamerach narzędzia AI, które sprawdzają elementy gotowych pojazdów, w tym podwozie i opony. Tego typu narzędzia mogą być stosowane przez warsztaty samochodowe do wyszukiwania usterek.

AKŁADY PRODUKCYJNE, JAKO Z GENERATORY OGROMNEJ LICZBY DANYCH ANALITYCZNYCH, NA KTÓRE WPŁYWAJĄ SETKI ZMIENNYCH, TRUDNYCH DO PRZEANALIZOWANIA PRZEZ CZŁOWIEKA ZALICZAJĄ SIĘ DO NAJWIĘKSZYCH BENEFICJENTÓW WDROŻENIA AI. mogą poprawić efektywność operacyjną, wprowadzać nowe produkty, dostosowywać projekty do zmiennych potrzeb rynkowych i planować przyszłe działania finansowe, aby osiągnąć postęp w transformacji cyfrowej.

Kontrola jakości

Sztuczna inteligencja jest szczególnie przydatna w kontroli jakości, ponieważ może wykorzystywać zautomatyzowane inspekcje wizualne do wykrywania drobnych wad, których ludzkie oko może nie dostrzec. Japoński producent opon Bridgeston korzysta z narzędzia AI wyposażonego w czujniki, które sprawdza 480 różnych elementów fizycznych,

Analityka predykcyjna

Niezależnie od zastosowań w różnych branżach, zdolność predykcyjna sztucznej inteligencji pozostaje nieoceniona. Oprócz kontroli jakości stanowi najczęstsze zastosowanie AI. Proaktywne monitorowanie pozwala zapobiegać potencjalnym problemom w przyszłości, w tym przewidywać, kiedy działająca maszyna może ulec awarii. Dzięki temu inżynierowie mogą wcześniej zaplanować serwis czy niezbędne naprawy, tym samym minimalizując przestoje i optymalizując harmonogramy konserwacji. Firmy ABB i Microsoft pracują nad wdrożeniem generatywnej sztucz85

Robotic Item Picker wykorzystuje AI i system wizyjny do dokładnego wykrywania i kompletacji towarów

nej inteligencji do przemysłu, która usprawni analizę danych i pomoże podjąć właściwą decyzję zapobiegając awarii urządzeń. Z połączenia platformy dla przemysłu ABB Ability Genix z usługami Azure Open AI Service powstanie Genix Copilot, wyposażony w zaawansowane narzędzia wnioskujące i algorytmy uczenia maszynowego. Genix będzie wykorzystywał GPT-4, aby „uczyć się” pracy urządzeń, co udoskonali monitoring online i umożliwi skuteczne przewidywanie awarii. Platforma będzie integrowała skontekstualizowane dane z trzech środowisk: operatorskiego (OT, np. systemy sterowania w fabrykach), informatycznego (IT, np. systemy ERP) i inżynieryjnego (ET, np. narzędzia do projektowania elementów i całych instalacji technologicznych). Może zostać uruchomiona w chmurze, na konkretnej maszynie lub w infrastrukturze IT przedsiębiorstwa. Według obliczeń ABB, informacje zwrotne, jakie dostarczy Genix Copilot w zakresie monitoringu w czasie rzeczywistym czy też serwisu predykcyjnego, mogą przełożyć się na wydłużenie o 20 % czasu życia urządzeń i zredukowanie o 60 % nieplanowanych przestojów. Narzędzie wesprze również proces transformacji energetycznej (monitoring i optymalizacja w zakresie zużycia energii i emisji), a także bezpiecznego przepływu informacji w przedsiębiorstwie. Jedną z kluczowych koncepcji predykcyjnych jest cyfrowy bliźniak czyli wirtualna replika zasobu fizycznego, która przechwytuje dane w czasie rze86

czywistym i symuluje jego zachowanie w środowisku wirtualnym. Przykładem konserwacji predykcyjnej opartej na sztucznej inteligencji w produkcji jest zastosowanie technologii cyfrowych bliźniaków w fabryce Forda. Dla każdego produkowanego modelu samochodu Ford tworzy różne cyfrowe bliźniaki. Każdy bliźniak zajmuje się odrębnym obszarem produkcyjnym – od koncepcji, przez budowę, po eksploatację. Łącząc cyfrowego bliźniaka z danymi z czujników z rzeczywistych urządzeń, sztuczna inteligencja może analizować wzorce, identyfikować anomalie i przewidywać potencjalne awarie. Może precyzyjnie określać straty energii i wskazywać miejsca, w których da się zaoszczędzić energię, a tym samym zwiększyć ogólną wydajność linii produkcyjnej. Podobnie firma Siemens ma asystenta kognitywnego, który umożliwia ciągłe i niestrudzone monitorowanie instalacji przemysłowych przez całą dobę. Tym samym sztuczna inteligencja poprawia wydajność hali produkcyjnej, ułatwia automatyzację operacji, umożliwia automatyzację zadań i analizę dużych zbiorów danych, w oparciu o które podejmowane są decyzje.

Robotyczna automatyzacja procesów

Roboty automatyzują powtarzalne zadania w procesach produkcyjnych i minimalizują lub znacznie ograniczają błędy ludzkie. Sztuczna inteligencja wspomaga działanie robotów i interakcje między robotami a ludźmi. W centrum tej ewo-

lucji znajdują się roboty współpracujące, które zostały zaprojektowane specjalnie do pracy z ludźmi. Koboty obsługiwane przez sztuczną inteligencję w przemyśle motoryzacyjnym mogą wykonywać powtarzalne, ciężkie prace, takie jak pozycjonowanie i mocowanie pokryw silnika do zespołu nadwozia, dając pracownikom liniowym więcej czasu na skoncentrowanie się na innych zadaniach. Dodanie sztucznej inteligencji do kobotów umożliwia ich szybsze wdrażanie, a także „intuicyjne” monitorowanie obszarów roboczych linii produkcyjnej pod kątem zmieniających się warunków i samodzielne dostosowywanie się do nich. Sztuczna inteligencja może poprawiać dokładność i niezawodność robotów przemysłowych, a także umożliwić ich sprawniejszą obsługę. Jedną z ważniejszych jest również rola AI w minimalizowaniu wysiłku programistów i inżynierów, potrzebnego do stworzenia i wdrożenia rozwiązań robotycznych.

Zarządzanie łańcuchem dostaw i zapasami

Zarządzanie łańcuchem dostaw odgrywa kluczową rolę w przemyśle produkcyjnym, a sztuczna inteligencja okazała się przełomem w tej dziedzinie. Wykorzystując moc sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego w produkcji, firmy rewolucjonizują swoje procesy w łańcuchu dostaw i osiągają znaczną poprawę wydajności, dokładności i opłacalności. Sztuczna inteligencja w łańcuchu dostaw umożliwia wykorzystanie analiz predykcyjnych, optymalizację zarządzania zapasami, popytem i usprawnienie logistyki. Liderem w zastosowaniu AI w zarządzaniu zapasami jest firma Amazon, która wykorzystuje algorytmy oparte na sztucznej inteligencji, mogące analizować wiele zmiennych, takich jak koszty transportu, moce produkcyjne i czasy realizacji, w celu optymalizacji sieci łańcucha dostaw. Na ich podstawie firma lokuje centra lokalizacji zamówień, zapewniając terminowość dostaw i zmniejszając koszty transportu. AUTOMATYKA

RYNEK BMW stosuje w swoich magazynach produkcyjnych pojazdy sterowane automatycznie (AGV) napędzane sztuczną inteligencją, aby usprawnić operacje intralogistyczne. Pojazdy AGV oparte na sztucznej inteligencji mogą analizować przychodzące zamówienia, optymalizować trasy kompletacji i efektywnie alokować zasoby.

Fot. ABB, Autodesk

Projektowanie nowych produktów

Wraz z pojawieniem się sztucznej inteligencji rozwój nowych produktów w przemyśle uległ znaczącej transformacji. Zintegrowanie AI z procesami produkcyjnymi zaowocowało innowacyjnym podejściem i usprawnionymi procesami, które rewolucjonizują sposób, w jaki firmy tworzą i wprowadzają nowe produkty na rynek. Jedną z kluczowych zalet AI, wykorzystywaną przy opracowywaniu nowych produktów jest możliwość szybkiego i wydajnego analizowania ogromnej liczby danych. Stosując algorytmy uczenia maszynowego, producenci mogą analizować zebrane informacje o trendach rynkowych, preferencjach klientów i poczynaniach konkurencji. AI ułatwia podejmowanie decyzji w oparciu o dane i projektowanie produktów zgodnych z wymaganiami rynku Wykorzystując możliwości uczenia maszynowego producenci półprzewodników mogą identyfikować usterki komponentów, przewidywać problemy już na etapie projektu i proponować optymalne układy scalone. Analityka oparta na AI bada struktury komponentów, ulepszając układy mikrochipów i redukując koszty, jednocześnie zwiększając wydajność i zmniejszając czas wprowadzenia produktu na rynek. Wykorzystanie oprogramowania do projektowania generatywnego w celu opracowywania nowych produktów jest jednym z głównych przykładów sztucznej inteligencji w produkcji. Najczęściej dochodzi do połączenia możliwości firmy zajmującej się projektowaniem generatywnym z potrzebami producenta udostępniającego parametry

projektowe i cele wydajnościowe. Dane z procesów są przekazywane do algorytmów sztucznej inteligencji, które na ich podstawie mogą generować wiele opcji, badając szeroki zakres możliwości projektowych. Celem jest osiągnięcie optymalnych i innowacyjnych projektów Dzięki wieloczynnikowej analizie i przyspieszonej iteracji projektu firmy produkcyjne mogą zwiększyć swoją przewagę konkurencyjną i wprowadzić na rynek innowacyjne i skuteczne produkty. Według ekspertów jednym z obszarów, w którym sztuczna inteligencja znajdzie znaczące zastosowanie będą produkty robione pod indywidualne zamówienie klienta. Innowacje wspomagane AI powstają już na bardzo wczesnym etapie projektowania. Przykładem jest producent samochodów, firma BMW, która wykorzystuje oprogramowanie Monolith, aby zastosować sztuczną inteligencję do przewidywania skutków zderzeń bez przeprowadzenia czasochłonnych, kosztownych testów zderzeniowych i aerodynamicznych. Inżynierowie BMW zbudowali samouczące się modele, które po przeanalizowaniu ogromnej liczby istniejących danych zderzeniowych były w stanie dokładnie przewidzieć siłę działającą na kość piszczelową dla wielu różnych typów zderzeń bez powodowania fizycznych wypadków. Fizyczne testy zderzeniowe będą przeprowadzane na późniejszych etapach rozwoju, gdy projekt będzie wystarczająco dojrzały, aby stworzyć fizyczne prototypy. Sztuczną inteligencję coraz częściej wykorzystuje się także w procesie projektowania, szczególnie w przypadku

wytwarzania przyrostowego (druk 3D). W tak zwanym projektowaniu „generatywnym” algorytmowi sztucznej inteligencji podaje się cele projektowe i parametry, których należy przestrzegać, takie jak ograniczenia materiałowe i kosztowe, a następnie algorytm wypróbowuje tysiące różnych opcji projektowych, aby znaleźć najlepszą. Ostateczne projekty są często znacznie lżejsze i mocniejsze niż projekty stworzone przez ludzi. Firma General Motors wykorzystała takie narzędzie sztucznej inteligencji od firmy Autodesk do zaprojektowania wydrukowanego w 3D wspornika siedzenia, który połączył osiem różnych części w jedną lżejszą o 40 % i mocniejszą o 20 % od poprzedniej.

Potrzebne supermoce

Komputery kwantowe mają rewolucyjny potencjał do wprowadzenia nowego podejścia do obliczeń i rozwiązywania niezwykle złożonych obliczeniowo problemów, dlatego są nieocenione w badaniach nad sztuczną inteligencją. Wykorzystanie bitów kwantowych (kubitów) do wykonywania obliczeń równoległych i manipulowania zjawiskami kwantowymi, takimi jak superpozycja czy splątanie kwantowe przekłada się na zdolność efektywnego rozwiązywania bardzo złożonych zadań, gdy w grę wchodzą analizy oparte na miliardach danych. Unia Europejska, chcąc pozostać w czołówce regionów stawiających na innowacyjny rozwój, zasygnalizowała plan rozszerzenia dostępu do swoich superkomputerów obliczeniowych o dużej wydajności (HPC), umożliwiając

Generatywna sztuczna inteligencja we współpracy z drukiem 3D

Na bazie platform NVIDIA Omniverse i Siemens Xcelerator powstał cyfrowy bliźniak wykorzystujący rozwiązania AI

Prognozy rozwoju AI

Sztuczna inteligencja rewolucjonizuje przemysł produkcyjny dzięki swoim możliwościom transformacyjnym. 88

Produkcja jest branżą przodującą pod względem generowania danych. Szacuje się, że nawet 60–75 % z nich nie jest wykorzystywana. AI otwiera nowe możliwości pod względem analizy danych i przełożenia zaczerpniętych wniosków na wsparcie procesów produkcji, zarządzania czy sprzedaży. Jak wynika z najnowszego raportu Vantage Market Research, oczekuje się, że globalna sztuczna inteligencja w produkcji będzie rosła o 51,5 %/r. w ciągu najbliższych sześciu lat, osiągając wartość rynkową 17,9 mld USD do 2028 r. Tak dynamiczny rozwój AI będzie napędzany coraz lepszym dostępem do infrastruktury szkoleniowej. W nadchodzącej erze sztucznej inteligencji zmianie ulegną sposób i czas realizacji zadań, co wpłynie na zwiększenie wydajności w wielu sektorach. Eksperci spodziewają się, że oprócz przemysłu AI odegra największą rolę w takich sektorach jak sprzedaż i marketing, obsługa klientów, rozwój oprogramowania.

Czy AI może być twórcą wynalazku?

Przyszłość sztucznej inteligencji w kontekście prawa patentowego jest niepewna. Dotychczas nie uchwalono żadnego prawa krajowego ani konwencji międzynarodowej dotyczącej ochrony dzieł twórczych, których autorem jest „twórca” sztucznej inteligencji. Prekursorem, który podjął próbę zrewolucjonizowania podejścia do możliwości patentowania wynalazku stworzonego przez AI

Podsumowanie

Sztuczna inteligencja wnosi do sektora produkcyjnego głęboką zmianę. Uzupełnia lukę potrzebną do rozwoju zaawansowanych technologii i cyfryzacji. Rozszerza ludzkie możliwości, stanowiąc wsparcie w kreatywnym podejściu nad innowacyjnymi projektami, umożliwiając inżynierom odkrywanie nieznanych dotąd możliwości. W procesach produkcyjnych AI przyczynia się do znacznej poprawy efektywności operacyjnej, usprawnienia i optymalizacji produkcji. W najbliższych latach sztuczna inteligencja z pewnością zmieni przemysł, doprowadzając do znaczącej transformacji przez poprawę procesów projektowania i zwiększenie ogólnej wydajności. Dla opartego na cyfrowych rozwiązaniach Przemysłu 4.0. otwiera nowe możliwości wzrostu, pomagając firmom produkcyjnym wyprzedzić konkurencję, torując drogę do bardziej innowacyjnej i zrównoważonej przyszłości. Fot. NIV DIA

startupom wykorzystywanie tych zasobów. Warunek jest jeden, startupy chcące uzyskać dostęp do unijnych zasobów obliczeniowych dużej mocy – które obecnie obejmują superkomputery przedeksaskalowe i petaskalowe – będą musiały skorzystać z programu dotyczącego zarządzania sztuczną inteligencją. Trwa rozbudowa europejskiej bazy HPC. W czerwcu 2023 r. zapadła decyzja o wyborze sześciu krajów, w których mają być zlokalizowane komputery kwantowe, sfinansowane w ramach European High Performance Computing Joint Undertaking – EuroHPC JU, czyli Europejskiego Wspólnego Przedsięwzięcia w dziedzinie Obliczeń Wielkiej Skali w Europie. Jednym z wyborów jest Polska. Pierwszy polski komputer kwantowy będzie zainstalowany w Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym. Komputer ten będzie częścią europejskiej architektury kwantowej, która ma służyć przede wszystkim celom badawczo-rozwojowym. Będą z niej korzystać zarówno użytkownicy ze środowiska naukowego, jak i przemysłowego oraz z sektora publicznego. Poznańska maszyna nie jest jedyną, która umożliwi obliczenia polskim naukowcom i przedsiębiorcom, kolejny komputer kwantowy LUMI-Q będzie zainstalowany w Ostrawie w Czechach.

jest dr Stephen Thaler. Złożony przez niego wniosek w urzędach patentowych różnych krajów dotyczył nowego typu pojemnika na napoje, którego zadaniem jest zapobieganie rozlaniu. Wynalazek został stworzony przez DABUS, system sztucznej inteligencji opracowany przez firmę Thaler. Urzędy patentowe m.in. w Stanach Zjednoczonych, Europie czy Korei odrzuciły wniosek patentowy na wynalazek stworzony przez system sztucznej inteligencji (AI). W orzeczeniu podano argument, że obecne prawo patentowe nie pozwala na uznanie systemu AI za twórcę. Jednak nie da się zakwestionować faktu, że najbliższych latach sztuczna inteligencja będzie odgrywała coraz ważniejszą rolę w tworzeniu nowych wynalazków. To z kolei będzie wymagało ewolucji prawa patentowego, aby dotrzymać kroku szybko zmieniającemu się środowisku technologicznemu.

Sylwia Batorska AUTOMATYKA

AUTOMATYKA