Sbohem mikro-prostoje,
     Sbohem tajemné závady

Proběhl již u Vás LEAN management a odstranili jste všechny obvyklé problémy, které je možné odstranit prostou změnou pracovních postupů?

Blahopřejeme, tu jednoduchou část máte za sebou. Nyní se dostáváte k bodu, kdy Vám již žádný "mudrlant" nepomůže a na řadu přichází nekompromisní data.

Ano, bavíme se o mikro-prostojích a to především o těch, způsobených nesprávnou funkcí zařízení. Tedy něco, na co jsou všechna "krabičková řešení výroby" naprosto k ničemu.

Nenechte se ale zmást slůvkem mikro. V běžných případech jsou tyto prostoje zodpovědné za 7% až 30% nákladů nebo nevyužitých výrobních kapacit a to je již podíl, který představuje velkou sumu peněz.

Pokud se to týká i Vás, je pro Vás TULog tím pravým nástrojem, který Vás nenechá na pochybách a řekne přesně, kde je problém. S TULogem jdete na jistotu, není zde prostor pro žádné dohady.

Výjimečnost řešení Tulog spočívá v rozsahu a způsobu získávání dat. Je možné zrekonstruovat procesy před i po sledovaném události v zadaném čase. To vše navíc dokáže na libovolné platformě. Nezáleží jestli máte siemens, mitsubishi, allen bradley nebo něco zcela unikátního.
Náš vlastní systém komunikace nám umožňuje vypořádat se s každou situací a připojit do systému i zdroje, které mohou být zcela z jiného odvětví (internetový zdroj, meteostanice, excelové tabulky).

Tulog je otevřený systém a každý si jej může přizpůsobit podle svých vlastních představ.

Myslet nemusí bolet

Artificial Intelligence (AI) v Tulogu představuje vývojovou příležitost, zaměřit se na podporu technických týmů údržby.
Stěžejním úkolem je zabezpečit velice přesnou identifikaci poruchy nebo okruhu problémů, nezávisle na chybových hlášeních nebo jiných zdrojích informací.
Druhým hlavním využitím je detailní znalost stavu zařízení a plánování potřebné prevence z takto získaných informací. Nic samozřejmě nebrání užití těchto dat v jakémkoliv modelu umělé inteligence i s cela jiným zaměřením (úspory, obchod).

Rozhodně stojí za zmíňku, že pro potřeby umělé inteligence je potřebné dostatečně velké množství a k očekávanému výsledku také relevatních dat. To klade značný nárok na počítačové vybavení zákazníka a také čas potřebný pro zpracování.

V našem případě zde máme dva odlišné způsoby zpracování. Pro potřeby identifikace problému je potřeba z hlediska času relativně malý vzorek dat (hodina, den), ale z hlediska rozsahu informací musí být kompletní. Rychlost zpracování je zde stěžejní, protože údržba nemůže čekat půl dne, až se počítač dopočítá.
Na druhou stranu v případě prevence, respektive znalosti aktuálního stavu a predikce vývoje, jsou potřeba z hlediska času ideálně data za celou existenci zařízení, ale v rozsahu sledujete omezenou skupinu parametrů. Rychlost zpracování zde nehraje roli, neboť se jedná o průběžné zpracování a predikci budoucího vývoje.

Když to není tak úplně ONO

Pokud patřítě k těm šťastlivcům, kterým vše funguje vždy jak má, nemusíte dál číst. Pokud ale spadáte do skupiny nás obyčejných smrtelníků, jsou následující řádky určené právě pro Vás.

Jistě to znáte. Včera, nezřídka i kratší časový úsek, to fungovalo a teď to blbne. Takto začíná typické diagnostické vyšetřování. Následně se rozbíhá kolečko více či méně úspěšných nahodilých pokusů o obnovení do požadovaného stavu.

A nyní si představte, že máte Tulog. Místo pobíhání, jdete k počítači a podíváte se, co že se to od posledního funkčního stavu změnilo. Následně sjednáte nápravu a vše je opět, jak má být. Ušetřený čas a nervy jsou prvotní odměnou za správné rozhodnutí.

Jistě namítnete, že je to moc idylické. Ovšem zamyslete se, pokud máte k dispozici všechny potřebné data, máte i odpovědi na všechny otázky. Přirozeně odpovědi sami o sobě věc nevyřeší, ale je to dobrý předpoklad k úspěchu. Ale především je to cesta jak věci zlepšovat. Jestliže systematicky odstraňujete chyby, je reálné se přiblížit stavu bezporuchovosti.

Pořád se někdo dívá

Dohled je klíčovou součástí každého procesu. Faktorů, které procesy ovlivňují, je celá řada. Od lidské chyby až k přírodním katastrofám, mají jeden zásadní společný rys. Nedokážeme je zcela eliminovat.

To co ale dokážeme, je upozornit kontrolní prvek, že je potřeba zakročit, vyžadovat potvrzení o zákroku a vyhodnotit, zda byl provedený zákrok úspěšný.
V Tulogu máte možnost zvolit, které parametry mají být pod dohledem a adekvátně reagovat. V případě, že Vám obsluha na stroji třeba vypne pokayoke, protože se jí nechce řešit, že něco není jak má být, upozorní odpovědného pracovníka a v případě, že se Vám mění provozní podmínky procesu, je možné nechat automaticky doupravit parametry pro optimální chod.

Všechny controllingové data jsou přirozeně důležité k ladění výrobních postupů, stanovování výkonnostních norem a mnoha dalším klíčovým rozhodnutím.

A co dostanu navíc?

Jako každý dobrý produkt i Tulog má své něco navíc. Původně jsme tuto část do systému nezamýšleli, ale v průběhu vývoje a testování se tak dlouho podbízela, až nezbylo než ji naprogramovat taky.

Dnes proto můžeme nabídnout kooperační systém pro obvyklé součástí každého výrobního podniku. Úkolovníky a plánovače se zaměřením na vzájemnou propojenost a časovou posloupnost. Skladovou agendu propojenou s datovými údaji o zařízeních nebo know-how databázi s potřebným fultextovým vyhledáváním. V systému nechybí ani obvyklé KPI, či jiné přehledy.

Vše se nadále rozvíjí a zdokonaluje, podle toho jak přibývají požadavky. V dlouhodobém horizontu zavedeme do systému optické zpracování náhradních dílů a schémat pro možnost použití s virtuální realitou.

Jsme Start-UP

Cenová politika Tulog systému je nastavena podle vzoru peníze za práci. Pokud tedy od nás koupíte software, máte od nás za Vaše peníze základní balík prací + software. Cena software je z této částky pouze symbolická.
Již od návrhu jsme proto dbali na možnost spolupráce s koncovým zákazníkem a možností stlačit cenu na co nejmenší částku. Tedy co si zákazník zajistí vlastními silami, nemusí platit nám. Do ceny tedy rovněž nepromítáme náklady spojené s hardwarovým vybavením, protože ctíme preference zákazníka.

V licenčním ujednání preferujeme politiku neomezeného použití v rámci jednoho zákazníka. Je tedy jedno kolik má zákazník strojů a kolik má lidí, bude to vždy jedna cena. Stejně jsou zpoplatněné i aktualizace, které budou korigované o ekonomické podmínky.

Zaváděcí Start-up ceny
 

Ceníková položka	Cena v Kč bez dph
Tulog software + implementace	150 000,-
Roční poplatek za aktualizace	2 000,-
Hodina práce programátora	1 000,-
Hodina práce technika	500,-

Open source je Motor budoucnosti

Tulog systém je od počátku navržený, aby využíval maximálně efektivně všech zdrojů. Ty finanční nevyjímaje a proto nepřekvapí, že open source produkty jsou základními stavebními kameny Tulogu. Ale nezapomněli jsme ani na ty, kteří již mají své systémy vybudované na jiných platformách. Tulog je možné provozovat v podstatě na čemkoliv, ale nelze se přirozeně zavděčit úplně každému.

Pro chod budete potřebovat vybudovat síťovou infrastrukturu se dvěma podmínkami. Musí umět pracovat s protokolem IP a umožnit přenos datových rámců 1500 bajtů. Což jsou standardní parametry ethernetových sítí. Vzhledem k rozšířenosti, ceně a vysoké spolehlivosti, se asi nikdo jinou cestou nevydá. Pozor, prostředí výrobních hal je pro metalické rozvody silně nevhodné a je nutné na to při návrhu brát ohled!

Dále bude potřeba fyzický server, ideálně pro virtualizované prostředí. Pro běh databáze volíme Linux + MySQL, pro webový server Linux + Apache + php. Je možné použít i jiné operační systémy nebo databáze. Před nákupem nové techniky, je rozhodně nutné si spočítat, jaký bude objem dat a jaké budou požadavky na zpracování. Rozhodně zde neplatí, že serverový procesor bude výkonnější než desktopový.

Pro zajištění síťové bezpečnosti je možné použít cokoliv, my sázíme opět na Linux. Pro docílení vysoké úrovně zabezpečení, je potřeba mít jasnou představu o fungování celého systému. Obzvlášť, bude-li systém dostupný skrze síť internet.

Budete-li používat přehledové výstupy, budete možná potřebovat velké displeje/televize.

Naši partneři a zákazníci

TREVES CZ, s.r.o. - automotive - 31 strojů

Komunikační síť

V zásadě je možné použít libovolnou komunikační síť pro přenos informací systému Tulog. Je pouze nutné mít na paměti, že aplikace pracují s protokolem IP.

Komunikace uvnitř systému Tulog byla navržena s ohledem na minimální režii pro komunikující partnery, aby komunikace neměla žádný vliv na jejich provozní prodlevy. Toho je možné docílit mnoha způsoby, ale je potřeba nevytvářet kvůli tomu zbytečné náklady. V některých situacích jsme tedy přistoupili k použití protokolu UDP/IP s předpokladem, že dokážeme zabezpečit provoz sítě s "nulovou" ztrátovostí. Co do propustnosti sítě, je dobré počítat s variantou 2000 bajtů za sekundu a to vše krát počet strojů. Uvedené paramtery jsou nejyššími požadavky na běžnou automatizaci. Pokud se ovšem vyskytne situace rychlejších výrobních dějů, bude potřeba přizpůsobit systém těmto podmínkám.

Pokud se někdo pozastaví nad rychlostí a množstvím dat, upřesním, že Tulog není Scada ani jiné krabičkové řešení založené na OPC UA a podobným. S nějakým 500ms nahodilým samplingem si absolutně nevystačíte. Nejenže dat by bylo málo, ale navíc by k ostatním datům neměli žádnou skutečnou vypovídající hodnotu použitelnou pro strojové zpracování a pokročilou diagnostiku.

Jako jednoduchý příklad uvedu třeba vstřik PUR pěny trvající 1200ms. Při samplingu 500ms získáte s bídou 2 záznamy a to je skutečně pro seriozní diagnostiku směšné číslo. My v tomto případě pracujeme s realtime datovými záznamy. Vypovídající hodnota "real time" skenu je mnohdy šokující a prozradí věci, o kterých byste si nemysleli, že mohou nastat.

Konektor IP

Kdo se pohybuje ve světě automatizace ví, že jednotivé stroje jsou často postavené na stejných sítích. Obvykle to bude 192.168.0.0/24 . To je stejné, jako by všichni obyvatelé města, bydleli na jedné adrese. Protože přeadresace stroje a jeho komponent by ekonomicky moc přínosná nebyla, navrhli jsme jednoduchý způsob, jak z této zapeklité situace vybruslit a umožnit tak iniciovat připojení odkudkoliv na jakékoliv zařízení stroje a obráceně.

I když píšeme jednoduché, rozhodně to není triviální a i tak některé komponenty dokáží snahu značně zkomplikovat. Platí, že se zabýváme protokolem IP.
Mnohé obslužné programy spoléhají na vlastní prokoly vmáčknuté do linkové vrstvy ISO/OSI modelu a poté, co se s nimi software spojí, začnou komunikovat po IP. I když je technicky možné provést i tuto variantu, tak z praktického hlediska by to byla velice nepřijemná komplikace. Obecně se již ale jedná o naprosté rarity.

Zde se podbízí otázka co se zařízeními, které nejsou nativně IP kompatibilní? Řešení je vždy individuální a záleží na skutečné potřebě mít takové zařízení přímo dostupné. Třeba frekvenční měnič na PROFIBUSu není obvykle nutné oslovovat přímo a vystačíme si s komunikací skrze PLC (tedy skrze PROFIBUS). Pokud by se ale mělo jednat o samotné PLC, je již potřeba to nějak rozumně řešit a potřebě nějakého komunikačního rozhraní se nevyhneme.

Stroj a jeho součástí

Strojem v Tulogu označujeme soubor zařízení tvořící jeden funkční celek. Pro nás je to skupina zařízení, které budeme společně posuzovat v analýzách a diagnostice.

Většina strojů se skládá z minimálně jednoho řídícího prvku a několika výkonných, které provádějí danou činnost. Výrobci strojů obvykle neřeší, že stroj bude součástí většího celku a je tedy potřeba již při návrhu o tuto oblast projevit zájem. Rovněž zákazník často bere tuto oblast jako podružnou a nevěnuje ji pozornost, dokud nepřijdou problémy a je potřeba jednat.
Standardní postup, kdy se technik dostaví ke stroji je drahý a v případě, že výrobce je zahraniční subjekt, ještě dražší. Často to končí pořízením nesmyslně předražených komunikačních modemů, obvykle podle přání dodavatele a pouze pro konkrétní stroj.

Taková situace je v dnešní době nepřijatelná a absence dostatečného počtu kvalifikovaných odborníků vyžaduje, umožnit těmto lidem pro jejich práci snadný přístup, když to jako zákazník potřebujeme a nemůžeme si dovolit čekat na osobní návštěvu.
Ve většině případů to navíc ani není potřeba. Obvykle jde o to, poladit nějaké to čidlo, kameru, poupravit program nebo nastavit frekvenční měnič.
V případě nějaké diagnostiky prohlédnout potřebné data a pomoct servisnímu personálu si rychle poradit.

Přesně k tomu je Tulog určený a zpřístupní odkudkoliv libovolnou komponentu na libovolném stroji, bez potřeby drahých a nesmyslných investic.

Analytické a Databázové operace

Pro každý datový systém je databáze tím nejdůležitějším bodem. Rozhoduje o možnostech a celkovém výkonu výsledného díla. Nesprávné rozhodnutí může být pro finální produkt smrtelné nebezpečí.

S vědomím tohoto nebezpečí jsme se rozhodli nevázat se na žádnou platformu a přenést toto rozhodnutí na zákazníka. Je proto možné použít libovolnou databázi, pro kterou existuje volně dostupné programátorské API. Pro databázi jsme však vyhradili podmínku mít vlastní programovací jazyk.
Rozhodnutí nevychází z technických omezení, nýbrž z potřeby zachovat zdrojový kód otevřený zákazníkům s vlastními představami a potřebami. Stejně tak se domníváme, že pro práci s daty v DB, si nejlépe povedete s prostředky tvůrců konkrétní DB. Tedy že to stěží uděláme lépe a udržíme krok s vývojem DB.

Obecné požadavky naleznete v sekci "Požadavky". Zastavme se na chvilku u hardwarových požadavků. Pro dobrý výkon DB je potřeba mít rychlý diskový systém, velkou paměť, správný procesor. U procesoru bychom rádi upozornili, že víc jader rozhodně neznamená lepší. Tulog i DB obsahují několik procesů, u kterých s multithreadingem pohoříte. Tedy rychlost procesoru je skutečně velice důležitá.

Kapitolou samou pro sebe je množství dat. Tulo skutečně vytváří obrovské množství dat a s tím se je potřeba vypořádat. Ti co pomýšlejí na nějaké komprimace a jiné technické finty rovnou zastavíme, neboť za tyto akce platíte časem a to při objemech, které potřebujeme zpracovat, není východisko.
Tulog proto vytváří dvě sady dat, na dvou DB serverech. Jeden je skladovací, kde se ukládají RAW data a druhý je procesní, kde se potřebná RAW data mění již v uživatelské data. To má samozřejmě přímou vazbu i na různé HW požadavky obou serverů.

Komunikační brána

Bezpečnostní požadavky je dnes potřeba brát skutečně vážně. Útokům jsou dnes již vystavované i malé firmy a ty nejúspěšnější útoky jsou prováděné samotnými zaměstnanci. Téměř výhradně bez jejich vědomí.

Tulog je systém rozdělený na samostatné bloky a je proto řešit bezpečnost dle potřeb zákazníka. My stavíme bezpečnost na nástrojích operačního systému Linux, který je v této oblasti naprostou jedničkou.
Z funkčního hlediska je proces rozdělený do těchto kroků.

 1) kontrola iniciačních parametrů spojení (standardní firewall)
 2) vytvoření šifrovaného spojení (standardně IPSec tunel)
 3) autentizace a autorizace uživatele (přihlašovací údaje, oprávnění)
 4) vytvoření spojení na koncový bod (možnost opět použít IPSec tunel)

Ale i zde platí, že nic se nemá přehánět a opatření by měla odpovídat potenciálním rizikům a možným škodám. Musíme ale zmínit to nejdůležitější a bohužel tétměř vždy přehlížené. Ani sebelepší systém Vám nepomůže, pokud není pravidelně monitorován a případné pokusy o útok nejsou včas identifikovány. Úspěšný útok totiž není výsledkem okamžiku, obvykle mu předchází dlouhá doba testování možností napadení.

Uživatelé a jejich potřeby

Pro potřeby uživatelů nabízí Tulog technické porstředky, které umožňují používat standardní uživatelské nástroje dodávané výrobci v celé průmyslové síti podniku a to samozřejmě jak z prostředí internetu, tak i z lokální sítě. K tomuto účelu slouží komunikační brána.

Skrze ní je pak možné používat všechny aplikace jako je například ABB robot studio, TIA portal, SEW motion studio a řadu dalších. Pokud potřebujete doladit kamery na strojích, stačí se jen připojit.
Přirozeně ani zde není situace úplně ideální a třeba některé kamery nekomunikují, jsou-li připojené k PLC a musí se fyzicky odpojit, aby se dali programovat. S tím těžko něco Tulog zmůže a je potřeba se takovém hardware vyhýbat.
Rozhodně se nespoléhejte na značku i světový lídři dokáži vyprodukovat zařízení u kterého se rozum zastavuje.

Pokud je to možné, vždy si zařízení řádně vyzkoušejte, slušní výrobci Vám v tomto ohledu vyjdou vstříc. Pokud se jedná o přístup ke službám systému Tulog, tak zde je přístup samozřejmý a je k tomu přímo určený.

Velkým problémem bývá nejasná představa o fungování systému po stránce bezpečnosti a rozdělení privilegií. Správně to vymyslet je věc dost těžká a chce to i nějaké ty zkušenosti. My Vám přirozeně rádi pomůžeme a přispějeme některými postřehy odjinud pro lepší inspiraci.