Vysvetlime na úvod anglický pojem edge a priemyselný edge, čo tieto výrazy definujú?
D. Šutora: Ak by sme sa držali striktného prekladu anglického výrazu edge, tak je to hrana. A v podstate to vystihuje to, kde sa priemyselné edge technológie nachádzajú – na rozhraní sveta informačných technológií (IT) a technológií priamo vo výrobnej prevádzke (z angl. Operational Technology, OT). Pracovníci zodpovední za IT chcú, aby ich technológie boli ľahko spravovateľné, s možnosťou pravidelných aktualizácií najmä, ale nielen z dôvodu kybernetickej bezpečnosti a pod. Naproti tomu stoja požiadavky prevádzkových technikov, ktorí zase vyžadujú vysokú odolnosť technológií inštalovaných v prevádzke bez pravidelných aktualizácií, ktoré by mohli spôsobiť zastavenie liniek. Čiže z pohľadu riadiacich systémov sa vyžaduje skôr stabilita systému. Edge technológia veľmi dobre spolupracuje so zariadeniami na úrovni výrobnej prevádzky a zároveň je zaistená funkcionalita z IT sveta z hľadiska možnosti vykonávať pravidelné aktualizácie.
M. Pohančenik: Dokážeme spojiť štandardy priemyselnej komunikácie, ako sú S7, OPC UA, EthernNet/IP, SLMT a ďalšie, s IT vrstvou, kde sa najmä v poslednom čase v rámci priemyselného internetu vecí (IIoT) presadzujú komunikačné štandardy, ako napr. MQTT. Edge zariadenia teda konvertujú údaje z úrovne prevádzky do databázovej štruktúry zrozumiteľnej pre IT úroveň.
Aký je rozdiel medzi centralizovanou správou/spracovaním údajov a edge riešením?
M. Pohančenik: V konečnom dôsledku možno edge zariadenie považovať za centralizovanú správu a spracovanie údajov. Z môjho uhla pohľadu je dôležité zamerať sa na to, aký je rozdiel medzi rozhraním edge a napr. posielaním údajov do cloudu. Edge, ako som už spomenul, je v podstate centralizovaná správa údajov v oflline režime, keď sa údaje zbierajú priamo na edge zariadenie, umiestnené napr. v rozvádzači. Potom tu máme svet cloudových riešení, kde môže edge zariadenie slúžiť ako brána na posielanie prevádzkových údajov do cloudového úložiska; tu má ich správu a riadenie väčšinou na starosti iný subjekt. Veľkou výhodou edge riešenia je to, že majiteľ, resp. prevádzkovateľ edge riešenia má jeho správu pod svojou kontrolou, riadi to, ako sa s údajmi narába a kde sú uložené. Je totiž veľmi málo firiem, ktoré chcú mať na svojej linke nejakú škatuľku priamo pripojenú do internetu.
D. Šutora: Máme zákazníkov, ktorí na zber údajov z viacerých závodov z rôznych lokalít primárne využívajú cloudové riešenie. Takéto riešenie im pomáha sledovať výkonnosť jednotlivých závodov. A tí istí zákazníci používajú aj naše edge riešenia umiestnené lokálne v prevádzke, ktoré zase využívajú na lepšie vyladenie výkonnosti jednotlivých liniek a technologických zariadení. Celé riešenie edge a cloudových technológií sa primárne nastavuje podľa preferencií a potrieb zákazníka.
M. Pohančenik: Veľmi dôležitým faktorom je ešte čas a oneskorenie, s ktorým údaje na miesto určenia prichádzajú. Edge dokáže zbierať a prezentovať údaje takmer v reálnom čase, pretože je s konkrétnym strojným zariadením alebo linkou prepojený, povedzme, metrovým káblom. Najvyššia rýchlosť pri prenose údajov v rámci edge technológií je jedna milisekunda, čo je porovnateľné s rýchlosťou komunikácie po priemyselnej zbernici Profinet. Pri CNC strojoch možno pracovať dokonca aj s mikrosekundami. Pri cloude treba však rátať s nejakým oneskorením spracovania a zobrazenia údajov.
Kedy by podnik mal/mohol začať uvažovať o edge riešení?
D. Šutora: Uvažovať o nasadení edge riešenia by v podstate mal každý podnik, ktorý chce v súčasnej ťažkej konkurenčnej dobe prežiť. Dáta sú novým zlatom a keď ich podnik nebude vedieť zbierať, zhromažďovať, analyzovať a vyvodzovať z nich konkrétne závery, tak sa rýchlo prepadne na chvost v rámci svojej konkurencie. Mať údaje z prevádzky, znamená mať reálny obraz o tom, čo sa tam deje. To sa týka sledovania rôznych výkonových parametrov, ako sú napr. kľúčové ukazovatele výkonu (KPI), celková efektívnosť zariadení (OEE), sledovanie dostupnosti a poruchovosti zariadení a strednej doby medzi poruchami a opravami, prípadne zbierania údajov pre potreby údržby, ako sú rôzne notifikácie z liniek a strojov či alarmy. Uvažovať o edge riešení má význam aj vtedy, ak podnik vyvíja vlastné aplikácie, napr. v Pythone či C++/#, následne ich zabalí do kontajnerov a dokáže ich umiestniť na odolný edge hardvér. Navyše, výhody edge riešenia sa nemusia týkať len pracovníkov lokálneho podniku, ale napr. aj pracovníkov zo strany dodávateľa technológií či rôznych strojov, ktorí skôr ako začnú vzniknutý problém riešiť, dokážu sa vďaka údajom z edge zariadení lepšie pripraviť na zásah a zvoliť, či bude potrebné vycestovať k zákazníkovi, alebo budú schopní daný problém vyriešiť prostredníctvom vzdialeného prístupu.
Suma sumárum, ak podnik alebo originálny výrobca zariadení hľadá rýchlo nasaditeľné, flexibilné a cenovo dostupné riešenie, tak práve edge je tou správnou voľbou. Podobnú funkcionalitu síce ponúkajú aj ďalšie technológie, ako sú systémy SCADA a pod., ale v tomto prípade nie sú ich nastavenie a konfigurácia úplne triviálne, zatiaľ čo pri edge riešení je to pre používateľa podstatne jednoduchšie. O edge má zmysel uvažovať aj vtedy, ak zákazník nemá veľký rozpočet, ale napriek tomu chce získať lepší prehľad o svojich prevádzkach. Priemyselné edge riešenia sú postavené na priemyselných PC, kde v prípade našej spoločnosti začíname pri základných modeloch s cenovou úrovňou tisícpäťsto eur. Samotné aplikácie pre edge zariadenia sa prenajímajú formou predplatného na jeden rok. Jedna aplikácia sa pohybuje na úrovni štyristo eur a stará sa napr. o cyklové časy a základné OEE ukazovatele. Na nasadenie a oživenie takéhoto riešenia nepotrebuje zákazník žiadnu externú firmu, ktorá to bude niekoľko týždňov nasadzovať. V prípade riešenia našej spoločnosti si zákazník zakúpi Industrial Edge, prenajme si licenciu a jej vlastní technici zabezpečia komunikáciu medzi PLC, príp. pohonmi, motormi a pod. a edge zariadením. Čiže naozaj ide o nízkonákladové riešenie v jednotkách tisíc eur.
M. Pohančenik: Dôležité je ešte spomenúť aj to, že základný balík pre edge riešenie od našej spoločnosti je zadarmo, okrem samotného zakúpenia hardvéru. Pokročilejšie riešenia a aplikácie, ako je napr. Performance Insight, sú k dispozícii za spomínaných štyristo eur na jeden rok. Ešte by som spomenul to, že často sa u zákazníkov stretávame s argumentom, že edge riešenie nepotrebujú, lebo si zber, spracovanie a vizualizáciu údajov dokážu spraviť v systéme WinCC. Áno, to je možné, ale na to potrebujete programátora a treba vedieť veľmi presne pracovať s časovou synchronizáciou, čo nie je úplne triviálne. Navyše, čokoľvek nové budete chcieť pridať, opäť to bude potrebné programovať, čo opäť zaberie nejaký čas. Naopak edge ponúka tzv. „wau“ efekt, kde sa určia dôležité tagy a na pár jednoduchých nastavení už zákazník dokáže sledovať napr. ukazovateľ OEE. Bez potreby hlbokých znalostí edge či iných prevádzkových technológií sa dá veľmi rýchlo a jednoducho vytvoriť základ na sledovanie zvolených parametrov a tie ešte deliť podľa rôznych kritérií, či už sú to pracovné zmeny, linky a pod.
Je to teda tak, že zákazník si dokáže zakúpené edge riešenie sám spravovať a nie je odkázaný na trvalú podporu zo strany dodávateľa?
D. Šutora: Presne tak. Ak si zákazník sám vyvíja aplikácie, tak si ich v rámci edge riešenia dokáže aj sám spravovať, t. j. aktualizovať, udržiavať a pod. Ak si zákazník vyberie aplikácie z portálu Siemens s edge aplikáciami, ktorý funguje veľmi podobne, ako napr. portál s aplikáciami pre Android zariadenia, Siemens sa stará o všetky aktualizácie, úpravy a udržiavanie takejto aplikácie. Výhodou je, že Siemens sa v rámci poplatku sa zakúpenie aplikácie potom stará o rôzne vylepšenia týchto aplikácií, ako je zvyšovanie rýchlosti, bezpečnosti a pod. Je pravda, že podobný systém ponuky aplikácií má aj konkurencia, ale dovolím si tvrdiť, že ten rozdiel medzi našou spoločnosťou a konkurenciou je práve v šírke ponúkaných aplikácií.
Ako zistiť, ktoré edge riešenia sú pre našu prevádzku vhodné, resp. aké typy aplikácií sú na to vhodné?
D. Šutora: V rámci prvého mítingu so zákazníkom práve zisťujeme, v ktorých oblastiach sa chce posunúť vpred. Pritom môže ísť o jednu zo šiestich základných oblastí – optimalizácia údržby, flexibilná integrácia IT, zníženie prevádzkových nákladov, zlepšenie vzájomnej interakcie technologických zariadení, zlepšenie účinnosti využívania zdrojov a zvyšovanie produktivity. Na základe jeho výberu vieme navrhnúť konkrétne aplikácie, ktoré môžu pomôcť pri riešení zlepšenia vo vybraných oblastiach. Na druhom mítingu už realizujeme proof-of-concept, takže zákazník nebude kupovať žiadnu mačku vo vreci. Bezplatne dodáme vlastný edge hardvér a na ňom nainštalujeme vybrané aplikácie. Počas druhého mítingu sa ešte v rámci jednoduchého hodinového školenia oboznámi personál s obsluhou a údržbou edge riešenia. Následne sa prepojí edge zariadenie s PLC a celé riešenie necháme mesiac, prípadne o niečo dlhšie pracovať s reálnymi údajmi z prevádzky. Spolu so zákazníkom počas celého mesiaca sledujeme, či sú výsledky také, ako očakával. Následne sa spracuje vyhodnotenie, prínosy, slabé miesta a pod. Po mesiaci vieme povedať, či sa zvolil správny hardvér, koľko aplikácií bude na edge bežať a zákazník sám povie, ktoré aplikácie konkrétne to budú.
M. Pohančenik: Ak má zákazník svoju výrobu alebo linky postavené primárne na technológiách od našej spoločnosti, tak tam je tá voľba z hľadiska kompatibility jasná. Nie je však problém pripojiť aj linky a stroje osadené riadiacimi systémami tretích strán, a to práve vďaka už spomínaným zabudovaným štandardným komunikačným rozhraniam. Samozrejme sa snažíme presadiť naše riešenie, pretože je otestované v rôznych aplikáciách, je spoľahlivé, postavené na x86 technológii. Na trhu sú dostupné aj iné edge riešenia, ale väčšinou sú predávané vo forme „škatuľky“ a zákazník si musí sám vytvoriť aplikácie. V našom riešení máme už hotových množstvo fungujúcich predpripravených aplikácií.
Čo tvorí edge riešenie z hľadiska hardvéru/softvéru?
D. Šutora: Zákazník si v prvom kroku bezplatne založí svoje konto na Industrial Edge Hub Access. Zakúpi si edge zariadenia, čo môžu byť fyzické alebo virtualizované zariadenia, ktoré bežia na počítači. Väčšinou ide o priemyselný počítač, pričom v ponuke máme viacero verzií podľa požiadaviek zákazníka na výkonnosť. Vytvorí sa Industrial Edge Management, čo je riešenie na správu aplikácií, ich sťahovane do jednotlivých edge zariadení, aktualizáciu a zálohovanie. Výhodou je, že na čítanie údajov z PLC nemusím byť odborník na PLC kód, ale edge sprístupní údaje v zrozumiteľnej podobe použiteľnej na ďalšiu prácu a rozhodovanie.
M. Pohančenik: Industrial Edge beží na Industrial OS, čo je vlastne Debian v. 12 – linuxový operačný systém vyvinutý našou spoločnosťou. Na ňom je nainštalovaný Industrial Edge Runtime. Na riešenie Industrial Edge sa pristupuje cez webové rozhranie. Celá filozofia s aplikáciami funguje na technológii dokker. Hotová aplikácia alebo aplikácia vytvorená zákazníkom napr. v Pythone sa zabalí do kontajnera a dá sa následne spustiť na edge zariadení. Rôzne aplikácie zabalené v kontajneroch si dokážu vymieňať údaje prostredníctvom protokolu MQTT.
Ako vyzerá integrácia edge technológií s už existujúcimi systémami priemyselnej automatizácie v prevádzke? Dá sa hovoriť o „pohode“, alebo je to skôr „maturita“?
M. Pohančenik: Ak má zariadenie ethernetový port, tak s edge riešením sa k nemu môžeme pripojiť. Ak ethernetový port k dispozícii nie je, ale je tam starší riadiaci systém, napr. s Profibus komunikáciou, aj na to máme vhodné riešenia, napr. v podobe prevodníkov z Profibus na ethernet. V podstate nie sme nijako limitovaní z hľadiska typu zariadenia a celé riešenie dokážeme spojazdniť za jeden deň. Pokiaľ zákazník vie, čo chce, a vie sa pripraviť, nasadenie je bezproblémové.
Je teda edge riešenie primárne určené na spracovanie údajov z prevádzok, alebo ho možno využiť aj na riadenie technológií?
M. Pohančenik: Primárne na zber a analýzu údajov, ale vieme z toho vytvoriť plnohodnotné riadenie na úrovni riadiaceho systému SIMATIC S7-1500. Na čo by si mali dávať pozor vývojári, resp. implementátori edge riešenia, na čo sa sústrediť a čomu sa určite vyhnúť? D. Šutora: Zakúpené aplikácie sa nedajú preprogramovať, zákazník si ich nedokáže upravovať. Aplikácia sa musí používať tak, ako bola naprogramovaná, a zákazník sa s ňou musí dobre oboznámiť pred tým, ako ju zakúpi. Avšak ponúkané aplikácie sú vytvorené tak, že dokážu vyriešiť množstvo praktických úloh. Ak v našej ponuke nemáme aplikáciu, ktorú zákazník požaduje, musí si ju sám vytvoriť, zabaliť do kontajnera a dokáže ju na edge zariadení spustiť. Ako sme už spomenuli skôr, vieme poskytnúť skúšobnú verziu každej aplikácie. Pri vývoji edge riešenia je dôležité sústrediť sa a pochopiť zákazníka, aké má potreby, aké údaje potrebuje. A pokiaľ nemá dostatočný rozpočet, nie je logické vytvárať/programovať svoje riešenie, ale ísť cestou zakúpenia licencií hotových aplikácií.
Čo ak napriek najlepšiemu úsiliu zainteresovaných strán riešenie nefunguje tak, ako sme očakávali?
D. Šutora: Snažíme sa v prvom rade o to, aby to takto nedopadlo 😊. Ako sme už spomenuli, najskôr u zákazníka spravíme testovaciu prevádzku, nenútime ho hneď do kúpy. Tam zákazník presne zistí, či riešenie, ktoré sme v spolupráci s ním navrhli, má preňho zmysel. Čiže už po testovacej prevádzke vie s veľkou pravdepodobnosťou povedať, či je riešenie OK, alebo do toho nejde. Ak sa rozhodne pokračovať, licencie sú prenajímané na rok. Ak zákazníkovi po roku prevádzky riešenie nesplní očakávané požiadavky, ďalší rok ich platnosť nepredĺži, prípadne si kúpi iné aplikácie.
Ak by sme sa pozreli na správu a riadenie edge zariadení – je to lepšie riešiť na úrovni edge, alebo v cloude?
M. Pohančenik: Štandardne je edge riešenie realizované lokálne, ale máme aj možnosti prepojenia s cloudovými technológiami. Naša spoločnosť má vlastný cloudový systém Insight Hub, ale možno využiť aj riešenia tretích strán, ako je napr. AWS od Amazonu. A funguje to úplne bez problémov.
Ako vyzerá životný cyklus edge zariadenia/riešenia a aké náklady sú s tým spojené?
M. Pohančenik: To závisí od zvoleného riešenia. Vo všeobecnosti platí, že zákazník si zakúpi edge zariadenie – fyzické alebo virtuálne, Industrial Edge Management systém a aplikácie. Ak sa hardvér pokazí, vymení ho za nový a na ten nahrá zálohované aplikácie.
Z praktického hľadiska bude asi najväčší záujem o otázku prínosov edge technológií pre pracovníkov na rôznych úrovniach podniku.
D. Šutora: Na obsluhu linky, resp. strojného zariadenia sa edge nevyužíva, pokiaľ si zákazník vyslovene nepraje, aby operátor pracoval s nejakými informáciami. No vyššie úrovne v podniku, či už oddelenia údržby alebo vedúci prevádzok, majú vďaka edge riešeniam sprístupnené všetky potrebné údaje z linky, ako sú napr. prestoje, výkonnosť linky, počty kusov, výrobné trendy a pod. Navyše podnikový manažéri majú okrem toho k dispozícii aj údaje za viaceré linky či výrobné haly. Na úrovni vedenia podniku je k dispozícii kompletný náhľad na výrobu, pričom údaje možno prehľadne filtrovať podľa konkrétnych potrieb.
Mohli by sme na záver spomenúť niektoré príklady nasadenia edge technológií v rôznych odvetviach priemyslu?
D. Šutora: S kolegom sme primárne zameraní na oblasť automobilového priemyslu; čiže všade tam, kde je potrebné v rámci diskrétnych procesov riešiť napr. kontrolu kvality na základe analýzy zvuku alebo obrazu a kde je potrebné zapojiť umelú inteligenciu alebo neurónové siete, je edge veľkým prínosom. Pekným príkladom je nasadenie edge riešení vo výrobnej prevádzke automobilky Audi v Nemecku. Máme už aj aplikácie u zákazníkov na Slovensku, len potrebujeme ešte čas na vyhodnotenie prínosov a až potom bude možné tieto aplikácie aj konkretizovať. Okrem automobilového priemyslu sa nám darí nasadzovať edge riešenia aj v potravinárskom priemysle.
Je edge technológia vhodným riešením aj pre malé a stredné podniky?
D. Šutora: Edge riešenie nie je určené len pre veľké podniky, ale aj pre malé a stredné, keďže cenovo začína na hranici niekoľko tisíc eur. Ako sme spomenuli, veľkú obľubu si získava aj u výrobcov strojov a liniek, čo sú často práve stredné a menšie podniky.
Ďakujeme za rozhovor.