Hållbar industri
Experterna: Smarta fabriker kräver nya standarder
AUTOMATIONSNÄSTET. I en uppkopplad och datadriven fabrik är det inte bara människorna som ska kunna prata med varandra – maskinerna är också med i samtalet.
Men hur ska det gå till på bästa sätt? Automationsnästets experter betonar vikten av standarder.
1. Den smarta fabriken – vad karaktäriserar en sådan?
Ulf Carlsson: Utöver att den smarta fabriken är helautomatiserad så kan människor, maskiner, programvaror, material och produkter kommunicera med varandra. Det sker genom standardiserade gränssnitt och ett definierat språk så att samverkande aktörer förstår varandra. Detta för att flexibelt kunna medverka i förädlingskedjor där olika varumärken på utrustningar och programvaror inte utgör något hinder. Genom artificiell intelligens kommer informationen bland annat att kvalitetssäkras och användas för automatiserade och mänskliga beslut.
Ann-Sofie Sjöblom: Den smarta, totalintegrerade fabriken utnyttjar de möjligheter som digitalisering, automatisering och nya teknologier ger. Avancerad optimering och synkronisering av värdekedjor möjliggörs vilket skapar en flexibel, effektiv och datastyrd produktion. Vägen mot den smarta fabriken går dock inte bara via teknikfokus utan framför allt via ett tydligt strategiskt perspektiv för att finna nya möjligheter som kan påverka verksamheten på långt fler sätt än ren systemintegration gör.
Thomas Lundholm: Internet och digital teknik möjliggör vertikal och horisontell integration i hela cirkulära värdenätverk med koncept, konstruktion, order, tillverkning, leverans, användning och återbruk. Detta resulterar i omvandling av konventionella värdekedjor och nya affärsmodeller. Smarta produkter tillverkade i smarta fabriker ”vet” hur de gjordes, sin prestanda och hur de används. Den digitala representationen och den fysiska produkten är sammanlänkade. Det digitala innehållet beror på livscykelfasen.
2. Hur kommunicerar maskiner i den smarta fabriken?
Ulf Carlsson: I fabrikers digitala kopior är maskiner representerade med information om egenskaper och gränssnitt. Kommunikationsvägarna definieras i och mellan de digitala fabrikerna. Här bestäms på vilka sätt olika utrustningar ska kommunicera, det vill säga den information som ska utbytas. Inom ISO-standardiseringen för ”Smarta fabriker” utvecklar Tysklands Industri 4.0 ett ramverk för standardiserad kommunikation där maskiner, fysiska och digitala, kapslas in genom ett standardiserat administrativt skal.
Ann-Sofie Sjöblom: Maskiner och övrig utrustning kommunicerar på olika nivåer i den smarta fabriken. Digitaliseringen driver en ökning av antalet gränssnitt inom industrin och här är utvecklingen av datastandarder och standarder för interoperabilitet av största vikt för att möjliggöra sömlös kommunikation i den smarta fabriken. Hos SIS samlas intressenter inom området från näringslivet och akademin som sedan deltar i det internationella standardiseringsorganet ISO:s olika arbetsgrupper inom smart industri.
Thomas Lundholm: De vanligaste de facto-standarderna är OPC UA och MT Connect, den senare främst för verktygsmaskiner. Arbete pågår för interoperabilitet mellan de båda. Ofta kan dock enkel TCP socket-kommunikation vara mycket effektiv. För integration vertikalt med MOM- och ERP-system finns en gemensam objektmodell för ISA-95 och OPC UA. I Tyskland tar man för Industri 4.0 fram en informationsmodell kallad ”administration shell” för ”assets”, för såväl enkla givare och ställdon som hela tillverkningsutrustningar.
3. Vilken roll har standarder för utvecklingen mot smarta fabriker?
Ulf Carlsson: Inom ISO pågår en kartläggning av standarder och ett nytt sätt att utveckla och tillgängliggöra dem. Standarder blir en företagsstrategisk fråga för att bli framgångsrik i det öppna digitala industrilandskapet. Att olika standarder behövs illustreras med Automationsstandarden IEC 62264 som delar upp fabriken och dess informationsflöden i olika nivåer med lämpliga standarder. Nivåerna går från den Uppkopplade världen via Företaget och Verksamhetsställen ned till Maskiner och Produkter.
Ann-Sofie Sjöblom: Digitalisering driver behovet av standarder. Inom ISO, där SIS är Sveriges medlem, finns en strategisk grupp, ISO Smart Manufacturing Coordinating Committee, som samverkar inom hela 22 standardiseringsområden. Sverige har representanter på 4 av de 22 platserna. En undergrupp identifierar och klassificerar standarder och inom en ISO/IEC-gemensam grupp om 70 experter, JWG 21, pågår ett intensivt arbete med referensarkitekturmodeller för smart industri. I båda grupperna finns Sverige representerade.
Thomas Lundholm: Internationella standarder är fundamentala i den smarta fabriken. Exempel på pågående viktiga internationella samarbeten mellan IEC och ISO är JWG 21 Smart Manufacturing Reference Model(s) för enhetlig informationshantering i smarta fabriker. En mycket ambitiös inventering av användbara standarder har gjorts av NIST i USA. För detaljtillverkning bör även den omfattande STEP-standarden ISO 10303 för utbyte av produktdata nämnas, inklusive AP238 STEP-NC för CNC-maskiner samt ISO 13399 för skärverktyg.
Automationsnästet görs i samarbete med Automation Region, en organisation som knyter samman företag, myndigheter, forskning och utbildning i ett branschoberoende kluster med fokus på Automation. Vill du medverka i Automationsnästet med ditt företag? Hör av dig till automation@nyteknik.se
