2013. december: tudomány, disszemináció, egyetem, jegyzet, portré, neutronkutatás, innováció, startup, atomenergia, zöldkörnyezet, megújuló energia, it, kiállítás/konferencia, ipari automatizálás
2013. december 3.

Szerző:
B. Szabó Edina

A negyedik ipari forradalom

A National Instruments (NI) 2013-ban is megrendezte szakmai konferenciáját, ahol frissítéseket, új fejlesztéseket mutattak be, és az érdeklődők betekintést nyerhettek a vállalat jövőképébe is. Az esemény előadói számos alkalommal hivatkoztak a jelent és jövőt megalapozó történelmi szakaszokra, ez pedig nekünk is okot adott némi áttekintésre.


Az ipari forradalmakról mindenki tanult az iskolában: idejükről, az érintett területek – gazdaság, technika, társadalom – fejlődéséről, a jelentős következményekről, amelyek pozitív vagy negatív előjellel, de kétségkívül nagymértékben hatottak az emberiségre.
A fejlődés alapja az, hogy adott területen minden feltétel létrejöjjön. Ahhoz például, hogy a 18. század végén a textiliparban is megkezdhesse működését az első gőzgép, szükség volt nemcsak annak feltalálására, hanem arra is, hogy az azt megelőző időszakban végbemenjen a mezőgazdaság és a társadalom átalakulása, hiszen nyersanyagra és munkaerőre is szükség volt ahhoz, hogy ily módon tulajdonképpen megtegyük az első lépést a gyártás automatizálása felé. A könnyűipartól a nehéziparon át a közlekedésig és a hadiiparig, azután majd kétszáz évvel később az elektronika robbanásszerű fejlődéséig nem is telt el olyan sok idő.

A tömegtermelés és az automatizálás, az optimalizálás és az integráció kifejezések újabb és újabb területeket, szinteket érintenek. Ma már nem csodálkozunk egy-egy újításon, a jellemző reakció ipari és felhasználói szinten egyaránt a „mikor és mennyiért tudom alkalmazni?”. Az informatika mellé felzárkózott a nanotechnika, a megújuló energiák, az űrkutatásból átemelt eszközök és megoldások. Az élelmiszeripartól a szépségiparig, az autógyártástól a mezőgazdaságig mindent a hálózat mozgat.
Az internet és az annak felhasználását támogató eszközök fejlődése lehetővé tette, hogy ma már az eszközökhöz kapcsolva mindennek legyen internetes kapcsolata: a konnektornak, a gyártási folyamat közepén elhelyezett ellenőrző kódnak, a csomagszállító és orvosi eszközöknek. Az iskolák multimédiás kapcsolatot teremtenek a világ másik részén lévő testvériskolájuk tanulóival, az űrben lebegő űrhajós a bolygónkról készített képeket posztolja a közösségi hálón. Valószínűleg a mai napig ő reprezentálja leginkább a vezeték nélküli megosztást…

A széles körben emlegetett Ipar 4.0, vagyis a negyedik ipari forradalom nem új keletű trend, több évtizedes kutatás, tesztelés és a kapott eredmények alkalmazásának összessége. Az 1970-es évektől robbanásszerűen fejlődő elektronika és IT összekapcsolása mára olyan megoldásokat eredményezett, amelyek egyértelművé teszik a PC alapú vezérlés „hatalmát”. Az ipar, és vele együtt a társadalom előtt álló kihívások – a felhasználható energia korlátai vagy a mennyiségi és minőségi igények változása – új, az alapoktól való fejlesztésre késztetik a szakembereket.

A „dolgok internete”

A „dolgok internete” (Internet of Things – IoT) az Ipar 4.0 alapja. Nem olyan „elszállt” megfogalmazás ez, mint amilyennek tűnik, de tény, hogy érdemes átgondolni. Évek, évtizedek óta világosan látszik, hogy a teljesítménynövelés egyik alapja a feladatok kiszervezése, legyen szó akár tervezésről, akár gyártásról, értékesítésről vagy utógondozásról. Villámgyorsan eljutottunk arra a szintre, ahol gyakorlatilag csak az emberek mentesek a direkt adathordozástól, illetve, ha jobban belegondolunk, egészségügyi területen ez már régen nem fantazmagória. A kifejezés megszületését egyébként 1999-re datálhatjuk, amikor el kellett nevezni az RFID (rádiófrekvenciás) egyéb intelligens érzékelő technológiákkal együtt alkalmazott hétköznapi tárgyak hálózatát.
Az IoT lényege nem csupán az adatgyűjtés, hiszen akkor nem különbözne a jelenleg alkalmazott rendszerektől. Az igazán fontos tény az – és ez az adatgyűjtésben teljesen új perspektívákat nyithat –, hogy minden végponthoz rendelhető IP cím, vagyis hálózati kulcs, továbbá, hogy mikroszinten meg­valósul a reagálás a környezetre, a kölcsönhatásba lépés, az interakció képessége. Ezek a végpontok (tárgyak, eszközök) aztán, mint a kiber-fizikai rendszerek (Cyber-Physical Systems – CPS) elemei, nem csupán adatgyűjtésre képesek önmaguk működéséről és környezetükről, és azt eljuttatni a megfelelő adatbázisba. Képesek reagálni környezetük változásaira, megtervezni és végrehajtani a szükséges lépéseket, vagyis viselkedni. Bár ennek még csak az elején járunk, világosan látszik az irány: minél automatizáltabb, ezáltal gyorsabb, konkrétabb és személyre szabottabb folyamatokat generálni. Ily módon nemcsak az ipar, de az oktatás, a marketing, a társadalomismeret, az egészségügy, a hadiipar stb. területét is forradalmasítják.

Ipar 4.0

Ma már nem újdonság az IT integrálása a gyártási folyamatokba. A PC alapú vezérlés minden lehetőségét használják a gyárak, a legelső lépéstől a kifelé irányuló logisztikáig. Az újdonság ereje abban van, hogy most az egyes PC alapú rendszerek kerülnek összeköttetésbe egymással. Egymással, a szállítóval, a forgalmazóval, azonos idejű reagálásra képesen. Alapvetően és mindenekelőtt azonban a saját folyamataikban, azok mérésében és tesztelésében képesek nagyfokú hatékonyságnövelésre.

Minden új elem szigorú tesztelés után építhető be, kerülhet piacra. Minden tesztelést számos modellezés, rengeteg módosítás és újratervezés előz meg. A fizikai határokat feszegető kísérletek helyett azonban létezik olyan megoldás, amely minden területen egyre közelebb hozza a zero engineering, a „nullköltséges” mérnöki tervezés megvalósíthatóságát. Ahogyan a tranzisztoroktól eljutottunk a szoftverekig, úgy jutunk el lassan az abszolút virtuális környezetben történő tesztelésekig. Ezek alapja a folyton fejlődő, extrém környezeti hatásoknak kitéve (akár –40 °C – +70 °C), vagy speciális környezetben (akár 5 G sokk közben) is nagy pontossággal működő mérőeszközök sora.
Pontosan ilyen például a National Inst­ruments (NI) legújabb CompactDAQ verziója, amelynek kalapácsos megmérettetését (ütőterheléstesztjét) például az NIDays 2013 konferencián kísérhették figyelemmel az érdeklődők. Természetesen a beágyazásnak köszönhetően strapabíró külső mellett a beépített újdonságok nagyobb szerepet kaptak. A CDAQ–9188XT kifejezetten a nem laboratóriumi körülmények között folyó munkálatokat hivatott támogatni.
Az adatgyűjtésben – és ezáltal az említett költséges mérések kikerülésében – jeleskedő eszköz fedélzeti figyelője előre definiált biztonsági állapotokkal rendelkezik, így védi a berendezést és az eredményeket. Mindez a cég LabVIEW rendszertervező szoftverével együtt rendkívül hatékony környezetet produkál, hiszen lehetővé teszi a felhasználóknak a már megszokott grafikus felület használatát. A LabVIEW 2013 támogatja a család többi tagját is, valamint a CompactRIO új tagjait is. Frissített sablonjai és webes megoldásai pedig jelentősen csökkentik a ráfordítandó időt, sőt akár megtízszerezik a mérési folyamatok időbeli hatékonyságát.

Ezek a szuperérzékeny modulok, illetve a rájuk épülő folyamatok nem csupán magát az ipart forradalmasítják, de a mérnökképzésbe illesztve a leendő mérnökök munkáját is könnyítik, illetve feladataikat átcsoportosítják. Nagyon érdekes, hogy az innovatív megoldások hogyan képesek beépülni a jelenlegi oktatási rendszerekbe, illetve hogyan tudják támogatni az oktatáson belül szerteágazó területek feladatait. Itt meg kell említeni a myRIO hardvert, és nem csupán a fenti idea jelentősége miatt, hanem az egy eszköz/elvárt tulajdonságok aránya okán is. Mit tud ez a kis eszköz, amiről olyan lelkesen beszélnek diákok és oktatók egyaránt? A mérete fantasztikus, alig nagyobb, mint mondjuk egy kazettás walkman, csak hogy egy forradalom előtti eszközt vegyünk példának. Mobilitása így páratlan, hiszen bárhova elvihető, letehető, kapcsolható. Hardverben például a 10 analóg bemenet, 6 analóg kimenet, hang be- és kimenet, 40 digitális be- és kimeneti vonal, beépített WiFi, USB csatlakozó, gyorsulásérzékelő teszi kiemelkedővé. Szoftvermegoldásban a LabVIEW segít megtalálni a tudásszintnek megfelelő megoldásokat, emellett ingyenes oktatóanyagok is letölthetők, de maga az eszköz többféle környezetben is programozható (például C/C++). Ez a sokrétűség biztosítja azt, hogy az eszköz gyakorlatilag bármilyen már meglévő tanmenetbe beilleszthető, legyen szó robotikáról vagy mechatronikáról. Segítségével a diákok komplex feladatcsoportot képesek megoldani, így nem szűkül egy-egy területre a megoldáskeresés köre. Ezáltal, kilépve az oktatási keretekből, a későbbiekben valóban innovatív megoldásokkal rukkolhatnak elő úgy, hogy ismerni fogják és továbbfejlesztik a lehetséges megoldásokat, vagy azokat az eszközöket, amelyekkel ezeket a megoldásokat megtalálhatják.•

 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018

Innotéka