Vastushitsausteknologia
Hitsaaminen – yhdyskäytävä Teollisuus 4.0:aan
Tulevaisuuden hitsausprosessissa kaikki tulee olemaan yhteydessä toisiinsa, joten hitsauksen ohjausjärjestelmä on ratkaisevan tärkeä. Järjestelmän yhdistämiseen ja tiedonsiirtoon muiden laitteiden ja järjestelmien kanssa käytettiin aiemmin yleisesti laitteistoyhdyskäytävänä toteutettua väliohjelmistoa. Bosch Rexrothin ansiosta tätä välilaitetta ei enää tarvita, sillä älykkyys on nyt integroitu suoraan osaksi PRC7000-hitsausohjausjärjestelmää. Markkinoiden ensimmäinen Teollisuus 4.0 ‑yhteensopiva kokonaisratkaisu on nyt saatavana vastuspistehitsaukseen. Se tarjoaa käyttöön täysin integroidut MQTT- ja OPC UA ‑protokollat. Tämä vähentää kustannuksia ja varmistaa tiedonsiirtovaatimusten täyttymisen, minkä myötä esimerkiksi tekoälysovellukset ovat mahdollisia.
Hitsausprosessissa syntyy valtavasti dataa, jota voidaan käyttää prosessin optimoinnin, koneoppimisen ja arvonluonnin perustana Teollisuus 4.0:ssa. Data täytyy kuitenkin sitä ennen kerätä, analysoida ja prosessoida, sillä vain näin saadaan yksityiskohtaista, päätöksenteon kannalta olennaista tietoa, jonka perusteella voidaan toteuttaa automaattisesti määritettyjä toimintoja.
Data voidaan lähettää OPC UA ‑protokollan kautta pilveen, jossa se analysoidaan, ja palaute voidaan lähettää suoraan takaisin ohjausjärjestelmään, jolloin voidaan toteuttaa esimerkiksi koneoppimiseen tai tekoälyyn (AI) perustuvia sovelluksia. Dataa keräämällä ja analysoimalla voidaan tehdä oikeita johtopäätöksiä koneoppimisen tueksi, parantaa järjestelmää ja alentaa laadunvalvontakustannuksia merkittävästi.
Puhumme Teollisuus 4.0:n kieltä
Avoin OPC UA ‑tiedonsiirtostandardi on yhä tärkeämpi digitaalisissa tehtaissa. Se on yksi tärkeimmistä IoT:n tiedonsiirtoprotokollista ja se on muodostumassa alan standardiksi. OPC UA ‑protokollalla voidaan siirtää koneen tietoja, mutta lisäksi protokolla pystyy kuvailemaan tiedot semanttisesti koneluettavassa muodossa, mikä tukee tekoäly- ja koneoppimissovelluksia.
Bosch Rexrothin PRC7000-hitsausohjausjärjestelmä on markkinoiden ensimmäinen tämäntyyppinen ratkaisu, johon OPC UA on integroitu täysin. Tätä tarvitaan yhä useammissa autoteollisuuden valmistusyrityksissä, samoin avoimen MQTT-verkkoprotokollan käyttöä.
Sekä OPC UA ‑palvelin että MQTT-julkaisija on integroitu täysin PRC7000:ään lisensoituina ohjelmistoina. MQTT on tarkoitettu ympäristöihin, joissa kaistanleveys on pieni ja latenssi suuri. Se soveltuu ihanteellisesti tilanteisiin, joissa halutaan lähettää paketteina valtavia datamääriä. Esimeriksi ohjausjärjestelmässä käytettynä voidaan tallentaa ja lähettää jopa 30 000 hitsauspistettä päivässä. Ohjausjärjestelmä lähettää datan tekstipohjaisessa, itsekuvailevassa JSON-tiedostomuodossa, jota ihminen pystyy tulkitsemaan.
Myös Boschin kehittämä, Connected Industryn tiedonsiirtoon tarkoitettu uusi, avoin teollisuusstandardi eli PPMP-protokolla perustuu JSON-tiedostomuotoon. PPMP-protokollaa voidaan käyttää Boschin Nexeed Production Performance Managerin (PPM) kaltaisten MES-järjestelmien liittämiseen. Aiemmat hitsausohjausjärjestelmät eivät olleet riittävän tehokkaita OPC UA:n ja MQTT:n kaltaisten protokollien käyttöön. Silloin laitteen ja reuna- tai pilvikerroksen väliin tarvittiin väliohjelmisto tai yhdyskäytäväohjelmisto, joka saattoi tarvita myös omia laitteitaan. Väliohjelmisto keräsi datan, kokosi sen yhteen ja lähetti sen eteenpäin.
PRC7000:ssä ei tarvita erillisiä välilaitteita, koska OPC UA ja MQTT on integroitu suoraan ohjausjärjestelmään. Tiedon eheys on ratkaisevan tärkeää tulevaisuuden automaattisissa tehtaissa, joten data täytyy pystyä salaamaan sertifikaattien avulla.
IoT-yhteydet Teollisuus 4.0:n edellytyksenä
PRC7000-hitsausohjausjärjestelmän MQTT- ja OPC UA ‑liittymät tarjoavat Teollisuus 4.0:ssa tarvittavat IoT-yhteydet. Järjestelmän kyvyt auttavat myös yhteyksien ja älykkäiden sovellusten käytössä. PRC7000 on erittäin suorituskykyinen laite, jonka vastaa keinoälyn käyttötapausten replikoinnin tarpeisiin.
PRC7000:n Teollisuus 4.0 ‑toiminnot tukevat lukuisia käyttötapauksia ja uusia liiketoimintamalleja. Pienet valmistusteollisuuden yritykset voivat OPC UA ‑liittymän ansiosta kehittää ja tarjota helposti omat käyttöliittymänsä. Vaihtoehtoisesti voidaan tunnistaa järjestelmän käyttökatkojen trendejä tai tunnistaa vikojen syitä sekä ottaa käyttöön ennakoivia sovelluksia, joiden avulla voidaan optimoida prosesseja ja alentaa kustannuksia.