Цифровизация является сложной задачей машиностоителей, однако открывает дорогу к новым видам предпринимательской деятельности. Успешная реализация новых бизнес-моделей требует беспрепятственного обмена производственными данными. С OPC UA FX будущее цифровых услуг открыто для бизнеса.
Что определяет ценность продукта? Во все большем числе отрослей ответом на этот вопрос становится не аппартное, а программное обеспечение. Любой купивший автомобиль за последние 20 лет может это подтвердить. Сначала электронные системы заменили множество механических деталей, которые раньше можно было починить самостоятельно с помощью гаечного ключа. Затем появились электронные помощники водителя и интеграция систем автомобиля со сматрфоном. Сегодня сетевые возможности машины являются одними из важнеших критериев при выборе автомобиля.
Аналогичная трансформация сейчас происходит в машиностроении. Что это означает для продукции наших клиентов-машиностоителей? Ответ прост - пользователи промышленного оборудования хотят внедрить те же виды подключений и цифровых услуг, которые стали прывичными для мира ИТ и бытовой электроники. Большую значимость приобретают функции технологического оборудования, которые не затрагивают непосредственно производство, но являются важными второстепенными процессами.
Пакетные конфигурации, переналадка с помощью обновления программного обеспечения, устранение неполадок через удаленный доступ, простая интеграция в сквозные производственные цепочки - скоро все эти функции экосистемы оборудования станут для машиностоителя обязательными для успешной конкуренции на рынке. Одной из задач при внедрении цифровых сервисов является обеспечение бесшовной коммуникации между машинами, которые используют разные системы управления и связи. Открытость технологий необходима на полевом уровне для сбора данных с датчиков и исполнительных механимов каждой машины.
Может ли новый протокол связи решить эту задачу? Нет. На самом деле было бы контрпродуктивно добавлять еще один протокол к уже существующему беспорядочному многообразию. Подход, используемый в технологии OPC UA, гораздо более перспективный - вместо нового протокола OPC UA опирается на информационные модели.
Главное отличие - в структуре. Информационные модели OPC UA предоставляют семантически однозначные определения, точно указывающие, какое пространство и какие свойства назначаются тому или иному типу данных. Это делает данные машиночитаемыми и позволяет автоматически преобразовывать их в полезную информацию.
В 2016 году OPC Foundation запустил Shaper — инициативу по разработке OPC UA over TSN — открытой стандартизированной информационной модели для бесшовной связи от облака до полевого уровня. Эта технология теперь называется OPC UA FX и разрабатывается в рамках инициативы OPC Foundation (FLC) Field Level Communications Initiative.
Что же теперь делать машиностроителям? Всё просто - если Вы планируете выпустить новую серию машин, оснастите ее технологией OPC UA FX. Все больше и больше наших заказчиков нуждаются в поддержке во внедрении своих собственных цифровых бизнес-моделей и сервисов. Производителям требуются машины и оборудование, которое можно было бы объединить в единую производственную сеть с той же легкостью, что и подключить USB-мышь к компьютеру. И OPC UA FX - это единый, открытый глобальный стандарт, позволяющий машиностроителям удовлетворять растущий спрос своих клиентов на цифровые услуги.
Технология OPC UA FX гарантирует всестороннюю поддержку продуктов. Новый контроллер шины от B&R с FX-технологией поддерживает технологию TSN и может быть интегрирован в существующие Ethernet-сети. Тоже самое касается и ПЛК последнего поколения серии Х20 от B&R. Инженеры B&R также разработали TSN-коммутатор, а в будущих версиях B&R Automation Studio будет поддерживаться разработка приложений на базе OPC UA FX.
Технология FX актуальна не только для новых, но и для существующий систем и оборудования. Самые популярные протоколы OT можно будет использовать в гибридном режиме, обеспечивая назависимую работу двух систем по одному и тому же сетевому кабелю. Это означает, что каждый машиностроитель сам решает, когда будет готов перейти на OPC UA FX.
Важно спросить себя, каким будет рынок ваших машин через десять лет. Требования со стороны обрабатывающей промышленности по внедрению соответствующих услуг, основанных на данных, уже оказали сущственное влияние на машиностроителей и давление будет только усиливаться в ближайшие годы. При этом мощные алгоритмы машинного обучения, упакованные в программные приложения, будут играть все более важную роль.
Цифровые решения живут данными. Данными, которые необходимо получить, обработать, анализировать и, что не менее важно, передавать. Необходимый уровень обмена данными можно обеспечить за счет вложений в дополнительные человека-часы, в дополнительные шлюзы или просто внедрить OPC UA FX в нужное время. Всего через пять-семь лет OPC UA FX будет доминировать в мире и будет в каждом производственном цеху. Как только упадет первая костяшка, сработает эффект домино и рынок перевернется с ног на голову. И к этому моменту надо быть готовым.
Контроллер шины | Коммутатор TSN | ПЛК Х20 |
|---|---|---|
X20BC008U от B&R поддерживает как OPC UA, так и TSN, открывая дверь для независимого от поставщика сетевого взаимодействия оборудования в режиме реального времени, как на полевом уровне, так и на уровне производственной линии. | Коммутатор Ethernet с возможностью работы в режиме реального времени упрощает реализацию сетей OPC UA FX, упрощая внедрения узлов без FX. | Последнее поколение ПЛК от B&R можно использовать в качестве мастера полевого уровня в сетях OPC UA FX. |
Эльмар Циммерлинг: FX означает Field eXchange (прим. пер. полевой обмен данными) Данный стандарт объединяет высокие уровни протоколов и семантические модели различных управляющих и полевых устройств. Конечным результатом является унифицированное решение для всех соответствующих приложений автоматизации, включая управление движением, безопасность и задачи синхронизации.
Эльмар Циммерлинг: Поскольку OPC UA FX полностью независим от физического транспортного уровня, его можно использовать вместе с различными устаревшими протоколами в гибридных сетях. Таким образом, он соединяет "старые" протоколы коммуникации с "новыми". Это крайне важно, когда речь идет о стратегии перехода на OPC UA FX — будь то запуск нового проекта или модернизация существующей системы. Нет никакой необходимости спешить с отказом от старого решения.
Эльмар Циммерлинг: Стандарт TSN по-прежнему является предпочтительным решением для приложений, работающих в режиме реального времени или с высокими требованиями к скорости, но вовсе не обязательным. Структура OPC UA создана для того, чтобы в будущем можно было использовать такие беспроводные технологии, как 5G или Wi-Fi 6.
Эльмар Циммерлинг: Спецификация "controller-to-device" должна быть готова в течение 2022 года. Особое значение для машиностроителей имеет тот факт, что OPC Foundation также работает вместе с PI над независимым от поставщика решением для функциональной безопасности OPC UA Safety. Рабочая группа FLC Safety завершила работы над спецификацией безопасности OPC UA (OPC 10000-15) версии 2.0, которая поддерживает OPC UA FX и Pub/Sub.
Эльмар Циммерлинг: Думаю это вопрос ближайших лет, ведь OPC UA FX уже намного больше, чем просто теория. Фактически, к отмененной выставке SPS 2021 в Нюрнберге была подготовлена большая кроссвендорная демонстрация технологии. Контроллеры от 17 известных производителей обменивались данными между собой через Ethernet-коммутаторы. Тестовая сборка показала, что связь между контроллерами готова к выходу на рынок, включая автоматическое подключение устройств разных производителей, известное как управление подключением (connection management). Поэтому, если Вы спрашиваете меня, то скажу Вам - будущее уже наступило.
