V moderním světě převládá touha vše propojit. Chytré telefony s auty, kávovar s budíkem, žaluzie s východem slunce, chytré hodinky s aplikací pro zdraví a nejvíce ze všeho toužíme po propojení lednice s digitálním nákupním seznamem. Proč? Aby byl náš život pohodlnější, lepší a o něco víc efektivnější.
Každý den si zařízení mezi sebou vyměňují informace, posílají si data sem a tam, a tím se navzájem ovládají v reálném čase. V tomto ohledu je potřeba dosáhnout jakési „automatizace“ každodenního života, která se sama dokáže přizpůsobit vnějším potřebám.
Tyto procesy se v zásadě nazývají „internet věcí“ (anglicky Internet of Things, zkráceně IoT). Zařízení jsou vzájemné propojena a navzájem se řídí a vyměňují si informace.
Definice
Internet věcí
… REFA (Německá asociace pro organizaci práce, provozní organizaci a vývoj podnikání) definuje pojem internet věcí jako „rostoucí propojenost přístrojů, senzorů a dalších zařízení využívající IP (z anglického „Internet protocol“) síť. Cílem je zajistit, aby fyzické věci, které dokáží poskytnout informace o vlastním stavu, poskytovaly tyto svá data i pro další zpracování v síti.“
To je přesně to, čeho chce Průmysl 4.0 dosáhnout. Zejména ve výrobním a logistickém průmyslu lze pomocí správně implementovaného internetu věcí dosáhnout skutečné zázraky ve výkonnosti a v úsporách nákladů.
Průmysl 4.0 jednoduše znamená, že všechna zařízení zapojená do výrobního prostředí jsou prostřednictvím sítě propojena a probíhá mezi nimi neustálá výměna informací v reálném čase. To zahrnuje jak výrobní závody a logistické systémy, tak produkty, které mají být vyrobeny (nebo jejich součásti) ale i lidi.
Pro tuto vzájemnou výměnu informací jsou především zapotřebí tři věci: data, data a znovu data. A to nás přivádí zpět k hlavnímu tématu této kapitoly: kyber-fyzikálním systémům (CPS). Ty jsou totiž základem Průmyslu 4.0 právě z toho důvodu, že CPS dodává, můžete hádat co, ano jsou to data.
Exkurz
Data, informace a vědomosti – svět CPS
Data jsou věc dobrá, ale ve skutečnosti poměrně zbytečná, pokud nejsou zpracovaná smysluplným způsobem. V propojeném (průmyslovém) světe jsou data surovinou a tím opravdovým využitelným zdrojem jsou ve skutečnosti znalosti získané z dat. Jelikož CPS je hodně o datech, je důležité abyste dokázali rozeznat rozdíly.
Data jsou jednoduché znaky, symboly a čísla generována systémem, například strojem vygenerované číslo „1992“, se kterým toho zatím nelze moc udělat.
Informace vznikne, když jsou tyto data zařazena do kontextu. V tomto procesu vznikají znalosti o nějaké situaci. Například výstupem z průmyslové váhy je jedna jednotka: „1,992 gramů“ – s touto hodnotou už toho dokážeme udělat mnohem víc. Informace však mají stále velmi malou hodnotu, protože nevíme, kam je vložit.
Nyní stále potřebujeme skutečnosti nebo produkt, ke kterému lze informace přiřadit. Např.:“ Ke spojení dvou elektronických součástí je zapotřebí 1,992 gramů lepidla“. Tímto způsobem nejprve zjistíte, co je k čemu potřeba, a můžete posléze učinit rozhodnutí nebo vyřešit problém.
Aby Průmysl 4.0 fungoval, musí být fyzický svět (tj. výrobní prostředí se všemi stroji a produkty) připojen k digitálnímu světu (síť a software). To je přesně úkol CPS.
K tomu dochází zkombinováním mechanických a elektronických komponentů s informačními a softwarovými komponenty. Ty pak mezi sebou komunikují prostřednictvím datové infrastruktury (např. internetu). Proces tvoří především dva základní úkony:
generování a výměna dat
monitorování a řízení infrastruktury
Důležité
“Vestavěné systémy” a CPS
Pozorný čtenář si již všiml na obrázku výše, že v souvislosti s CPS jsou zmiňovány vestavěné systémy (angl. embedded systems). Co to znamená?
Vestavěné systémy jsou technologickými předchůdci CPS a zahrnují klasické technologie pro měření a řízení. I v tomto případě je digitální („kybernetický“) svět spojen s mechanickým („fyzickým“) světem, ale každá jednotka, každé zařízení existuje samo o sobě. CPS jsou nyní celou skupinou takových zařízení, připojených k síti a propojených konstantní výměnou dat („systémy“ – odtud název kyber-fyzikální systémy).
Nicméně, podstatou CPS není to, že tyto úkoly přebírá, ale JAK RYCHLE je přebírá. Protože ve výrobním prostředí Průmyslu 4.0 (nazývaném také jako „chytrá továrna“) existuje pouze jedno krédo a to je: plnou rychlostí vpřed. Aby mohlo propojené výrobní prostředí tuto síť plně využívat, musí být data načtena v reálném čase, zpracována do informací a vědomostí a poté musí být výrobní proces odpovídajícím způsobem upraven.
Statická a mobilní zařízení, vybavení a stroje (jako jsou dopravní pásy nebo roboti), tedy všechny propojené objekty, jsou poté řízeny v reálném čase. To může vést k obrovskému zvýšení efektivity výroby, snížení nákladů a optimalizaci složitých postupů a procesů v době jejich obsluhy.
Zapamatujte si
Kyber-fyzikální systémy (CPS) jsou technologickým základem Průmyslu 4.0 nebo internetu věcí. Věnují se:
generování a vyhodnocení dat při výrobě a dalším zpracování
řízení a kontroly infrastruktury ve výrobním prostředí v reálném čase
Za tímto účelem je fyzický svět (výrobní zařízení, logistické systémy, stroje atd.) kombinován s digitálním světem (software) prostřednictvím datové sítě (internet). To se provádí propojením mechanických nebo elektronických součástí se součástmi softwaru nebo informačních technologií. Tato propojení se nazývají CPS.
V moderním světě převládá touha vše propojit. Chytré telefony s auty, kávovar s budíkem, žaluzie s východem slunce, chytré hodinky s aplikací pro zdraví a nejvíce ze všeho toužíme po propojení lednice s digitálním nákupním seznamem. Proč? Aby byl náš život pohodlnější, lepší a o něco víc efektivnější.
Každý den si zařízení mezi sebou vyměňují informace, posílají si data sem a tam, a tím se navzájem ovládají v reálném čase. V tomto ohledu je potřeba dosáhnout jakési „automatizace“ každodenního života, která se sama dokáže přizpůsobit vnějším potřebám.
Tyto procesy se v zásadě nazývají „internet věcí“ (anglicky Internet of Things, zkráceně IoT). Zařízení jsou vzájemné propojena a navzájem se řídí a vyměňují si informace.
Definice
Internet věcí
… REFA (Německá asociace pro organizaci práce, provozní organizaci a vývoj podnikání) definuje pojem internet věcí jako „rostoucí propojenost přístrojů, senzorů a dalších zařízení využívající IP (z anglického „Internet protocol“) síť. Cílem je zajistit, aby fyzické věci, které dokáží poskytnout informace o vlastním stavu, poskytovaly tyto svá data i pro další zpracování v síti.“
To je přesně to, čeho chce Průmysl 4.0 dosáhnout. Zejména ve výrobním a logistickém průmyslu lze pomocí správně implementovaného internetu věcí dosáhnout skutečné zázraky ve výkonnosti a v úsporách nákladů.
Průmysl 4.0 jednoduše znamená, že všechna zařízení zapojená do výrobního prostředí jsou prostřednictvím sítě propojena a probíhá mezi nimi neustálá výměna informací v reálném čase. To zahrnuje jak výrobní závody a logistické systémy, tak produkty, které mají být vyrobeny (nebo jejich součásti) ale i lidi.
Pro tuto vzájemnou výměnu informací jsou především zapotřebí tři věci: data, data a znovu data. A to nás přivádí zpět k hlavnímu tématu této kapitoly: kyber-fyzikálním systémům (CPS). Ty jsou totiž základem Průmyslu 4.0 právě z toho důvodu, že CPS dodává, můžete hádat co, ano jsou to data.
Exkurz
Data, informace a vědomosti – svět CPS
Data jsou věc dobrá, ale ve skutečnosti poměrně zbytečná, pokud nejsou zpracovaná smysluplným způsobem. V propojeném (průmyslovém) světe jsou data surovinou a tím opravdovým využitelným zdrojem jsou ve skutečnosti znalosti získané z dat. Jelikož CPS je hodně o datech, je důležité abyste dokázali rozeznat rozdíly.
Data jsou jednoduché znaky, symboly a čísla generována systémem, například strojem vygenerované číslo „1992“, se kterým toho zatím nelze moc udělat.
Informace vznikne, když jsou tyto data zařazena do kontextu. V tomto procesu vznikají znalosti o nějaké situaci. Například výstupem z průmyslové váhy je jedna jednotka: „1,992 gramů“ – s touto hodnotou už toho dokážeme udělat mnohem víc. Informace však mají stále velmi malou hodnotu, protože nevíme, kam je vložit.
Nyní stále potřebujeme skutečnosti nebo produkt, ke kterému lze informace přiřadit. Např.:“ Ke spojení dvou elektronických součástí je zapotřebí 1,992 gramů lepidla“. Tímto způsobem nejprve zjistíte, co je k čemu potřeba, a můžete posléze učinit rozhodnutí nebo vyřešit problém.
Aby Průmysl 4.0 fungoval, musí být fyzický svět (tj. výrobní prostředí se všemi stroji a produkty) připojen k digitálnímu světu (síť a software). To je přesně úkol CPS.
K tomu dochází zkombinováním mechanických a elektronických komponentů s informačními a softwarovými komponenty. Ty pak mezi sebou komunikují prostřednictvím datové infrastruktury (např. internetu). Proces tvoří především dva základní úkony:
Důležité
“Vestavěné systémy” a CPS
Pozorný čtenář si již všiml na obrázku výše, že v souvislosti s CPS jsou zmiňovány vestavěné systémy (angl. embedded systems). Co to znamená?
Vestavěné systémy jsou technologickými předchůdci CPS a zahrnují klasické technologie pro měření a řízení. I v tomto případě je digitální („kybernetický“) svět spojen s mechanickým („fyzickým“) světem, ale každá jednotka, každé zařízení existuje samo o sobě. CPS jsou nyní celou skupinou takových zařízení, připojených k síti a propojených konstantní výměnou dat („systémy“ – odtud název kyber-fyzikální systémy).
Nicméně, podstatou CPS není to, že tyto úkoly přebírá, ale JAK RYCHLE je přebírá. Protože ve výrobním prostředí Průmyslu 4.0 (nazývaném také jako „chytrá továrna“) existuje pouze jedno krédo a to je: plnou rychlostí vpřed. Aby mohlo propojené výrobní prostředí tuto síť plně využívat, musí být data načtena v reálném čase, zpracována do informací a vědomostí a poté musí být výrobní proces odpovídajícím způsobem upraven.
Statická a mobilní zařízení, vybavení a stroje (jako jsou dopravní pásy nebo roboti), tedy všechny propojené objekty, jsou poté řízeny v reálném čase. To může vést k obrovskému zvýšení efektivity výroby, snížení nákladů a optimalizaci složitých postupů a procesů v době jejich obsluhy.
Zapamatujte si
Kyber-fyzikální systémy (CPS) jsou technologickým základem Průmyslu 4.0 nebo internetu věcí. Věnují se:
Za tímto účelem je fyzický svět (výrobní zařízení, logistické systémy, stroje atd.) kombinován s digitálním světem (software) prostřednictvím datové sítě (internet). To se provádí propojením mechanických nebo elektronických součástí se součástmi softwaru nebo informačních technologií. Tato propojení se nazývají CPS.
-
Add a note