Niegasnące zainteresowanie Internetem rzeczy (Internet of Things – IoT) oraz jej coraz jego częstsza implementacja w przemyśle (Industrial Internet of Things – IIoT), pokazuje, że to właśnie IoT może okazać się fundamentem czwartej rewolucji przemysłowej.

Istotą Internetu Rzeczy jest stworzenie systemu komunikacyjnego pomiędzy urządzeniami, który pozwoli na wymianę danych z wykorzystaniem protokołów komunikacyjnych bez ingerencji człowieka. W praktyce umożliwia to np. automatyczne wysłanie komunikatu o usterce oraz analizowanie i gromadzenie tego typu informacji. IoT ma jednak o wiele bardziej rozbudowane zastosowanie. Urządzenia zaopatrzone w sterowniki, czujniki i systemy SCADA dysponują danymi, które za pomocą hubów komunikacyjnych, bram i przełączników przesyłane są do chmury lub intranetu. Po ich otrzymaniu możliwa jest wnikliwa analiza umożliwiająca między innymi optymalizację produkcji, redukcję kosztów lub bardziej efektywne wykorzystywanie zasobów. Przesłane dane mogą zostać również zaimportowane do systemów klasy ERP i CRM, co pozwala na planowanie i ocenę kosztów procesów produkcyjnych oraz dokonywanie zmian na liniach produkcyjnych i w parametrach procesów w czasie rzeczywistym.

– Dziś wiele urządzeń ma już swoje oprogramowania. Problem polega na tym, że nadal często nie potrafią przekazywać danych bardziej zaawansowanym systemom, które potrafiłyby te dane przeanalizować – mówi Włodzimierz Żmuda, Architekt Biznesowy Pionu SAP – Systemy kontroli, czy sterowania wydawaniem poleceń maszynie zawsze były w którymś miejscu odłączone od systemów EPR, a przekaźnikiem musiał być człowiek lub prosty, nieinteligentny interfejs– dodaje.

Dzięki wykorzystaniu potencjału IoT możliwe jest wykluczenie czynnika ludzkiego z procesu przekazywania danych, co przekłada się na jego usprawnienie i automatyzację.

Jak wykorzystać Internet of Things w górnictwie?

Korzyści płynące z zastosowania Internetu Rzeczy doskonale wpisują się w standardowe cele większości nowoczesnych zakładów górniczych – podnoszenie wydajności i zmniejszanie kosztów. Drastyczne podniesienie wydajności możliwe jest głównie dzięki optymalizacji produkcji oraz przejściu na cyfrowe sterowanie.

– W zakładach górniczych  są setki, jeżeli nie tysiące czujników, mierników, sterowników. Pozwala to na zbieranie ogromnej ilości danych dotyczących bieżącej pracy maszyn, które mogą okazać się bardzo wartościowe podczas długoterminowego planowania produkcji. – mówi Włodzimierz Żmuda. – Niestety często są one podłączone do zamkniętych sieci i systemów, co uniemożliwia analizę tych danych pod kątem biznesowym. Na szczęście jest też duża grupa urządzeń, które możemy w tym celu wykorzystać i takiego właśnie zadania podjęliśmy się  wspólnie z naszym Klientem.

Architektura rozwiązania zastosowana w opisywanym przedsiębiorstwie wydobywczym została zbudowana dla klienta z wykorzystaniem narzędzi SAP na bazie danych HANA, m. in. w zakresie integracji urządzeń ,  oraz zbierania i ujednolicania danych ze zintegrowanych maszyn i instalacji. Komunikacja pomiędzy systemem SAP a urządzeniami może następować w dwojaki sposób: bezpośrednio (najczęściej z wykorzystaniem komunikatów typu web-service) lub pośrednio (poprzez dedykowany serwer danych, którego zadaniem jest gromadzenie i obróbka danych wsadowych dla systemu SAP).

Integracja IoT z SAP usprawnia procesy z różnych obszarów funkcjonowania firmy, zaczynając od gospodarki magazynowej i produkcji, przez kontrolę jakości, kończąc na sprzedaży i dystrybucji. W opisywanym przedsiębiorstwie górniczym  IoT w największym stopniu wspomaga procesy związane ze zbytem węgla oraz te z obszaru produkcji – sterowanie wydobyciem i przerobem węgla oraz produkcją ekogroszku.

– Przykładem zastosowania integracji może być  wykorzystanie danych z czujników bram i szlabanów dotyczących średniego pobytu samochodu na terenie zakładu (obejmującego wjazd – załadunek – wyjazd). – mówi Krzysztof Dembowy, Dyrektor Sprzedaży Pionu SAP – Analiza tych danych on-line za pomocą dedykowanej narzędzi SAP daje odpowiednim  służbom informacje o odchyleniu od średniego czasu załadunku, co może być symptomem wystąpienia nieprawidłowości i sygnałem do wykonania dodatkowej kontroli. Dane dotyczące obsługi, pozyskiwane z urządzeń automatyki mogą być również analizowane w dłuższym okresie, co pozwala na zainicjowanie działań w zakresie jakości obsługi klienta – dodaje.

Innym przykładem symbiozy IoT z systemem SAP jest integracja z automatyką wag przemysłowych: samochodowych i kolejowych przez co SAP ERP wydaje komendy urządzeniom załadunku i  ważenia towaru. Dzięki temu użytkownik bezpośrednio z aplikacji SAP potrafi np. dokonać tarowania samochodu, włączyć taśmociąg nasypujący węgiel i w czasie rzeczywistym zważyć nasypany towar. Jednocześnie dane z czujników obrysu powodują, że aplikacja nie pozwoli na ważenie i nasypywanie bez odpowiedniego ustawienia samochodu na wadze.

Dzięki zastosowaniu Internetu Rzeczy realne staje się wsparcie zarządzania procesem wydobycia, kluczowej kwestii w zarządzaniu przedsiębiorstwem naszego Klienta. Przy zastosowaniu pulpitów zarządzania produkcją informacje o wydobyciu przekazywane są z liczników skipowych i wag technologicznych do SAP, gdzie dedykowane aplikacje produkcyjne rejestrują powyższe dane oraz dokonują bilansowania i rozliczenie półproduktów, wyrobów gotowych oraz odpadów w pełni współpracując z aplikacjami wagowymi SAP i systemem LIMS. Dodatkowo  jest automatyzowany cały  proces  komponowania i raportowania produkcji wyrobów konfekcjonowanych poprzez pełną  synchronizację danych produkcyjnych SAP z systemem SCADA  w czasie rzeczywistym. Linie  produkcyjne otrzymują informacje z systemu SAP co, kiedy i w jakiej kolejności produkować a poprzez system SCADA podają informacje zwrotne co jest produkowane w jakiej ilości.

Korzyści integracji IoT z SAP

Szerokie zastosowanie i wiele możliwości wykorzystania integracji IoT z systemem SAP pozwala firmie na odniesienie wielu korzyści operacyjnych. Automatyzacja procesów produkcji i sprzedaży pozwala nie tylko na ograniczenie liczby błędów i nieprawidłowości we wprowadzaniu danych (spowodowanych np. występowaniem czynnika ludzkiego), ale również na usprawnienie procesów poprzez zarządzanie łańcuchem logistycznym w czasie rzeczywistym i bieżące bilansowanie produkcji, wydobycia i sprzedaży. Tego typu usprawnienia prowadzą w rezultacie do wzrostu jakości obsługi klientów i efektywności działania przedsiębiorstwa.

Z punktu widzenia planowania strategicznego analiza danych z urządzeń pozwala na identyfikację trendów i podejmowanie odpowiednich działań w dalszej perspektywie czasowej. Dzięki wskazaniu potencjalnych błędów i nieefektywności procesów możliwa jest ich modyfikacja oraz optymalizacja. Ponad to integracja SAP – SCADA – IoT pozwoliła wypracować z Klientem zintegrowany i skoordynowany proces produkcji ekogroszku, który przełożył się na dostarczanie wielowariantowego produktu o odpowiednich parametrach.

Odpowiednio przeprowadzona implementacja IoT w przedsiębiorstwie daje firmie ogromny potencjał w zakresie automatyzacji i optymalizacji procesów. Wnikliwa analiza danych przekazanych przez urządzenia i maszyny pozwala na obniżenie kosztów oraz zwiększenie efektywności, co w perspektywie długoterminowej prowadzi do wzrostu przychodów. Należy również pamiętać, że IoT pozwala nie tylko na modyfikację istniejących już rozwiązań, ale również otwiera nowe możliwości biznesowe i generuje nowatorskie pomysły.