Industrija 4.0 otvorila je mogućnost obrade podataka i optimizacije operacija u realnom vremenu. Ovo je prvi trenutak od pojave tehnologije da smo u mogućnosti da koristimo podatke na takav način da unapređujemo sve sfere rada. Isto važi i za internet stvari (IoT) i industriju građevinskih mašina.
Kako smo pisali u Novostima iz industrije, razvoj različitih tehnologija već nalazi primenu u građevinskoj industriji. Međutim, IoT je jedna od najočekivanijih i najzakasnelijih tehnologija u ovom sektoru.
Trenutno smo u fazi izrade modela i pravljenje prototipa mašina. Ali, masovna primena i komercijalizacija ovih mašina još nije moguća. Ipak, kada se bude desila, promeniće način na koji radimo zauvek.
IoT tehnologije
Internet stvari (internet of things) je tehnologija koja se laički može opisati kao tehnologija razmene podataka i upravljanja mašinama sa jednog uređaja. Najčešći primer ovoga možemo videti u serijama ili filmovima kada likovi podešavaju životni prostor sa mobilnog telefona.
Za industriju građevinskih mašina ovo će biti ogromna promena, budući na implikacije koje povlači. Jer, nije teško zamisliti dan kada ćemo čitave mašine na gradilištu pokretati sa jednog uređaja, recimo računara.
Međutim, pre nego što dođemo do tog trenutka, potrebno je da prođemo kroz razvojne etape. Iako možemo imati ideju kako sve ovo može da radi, treba se vratiti korak u nazad i pobaviti se samom tehnologijom.
Šta je internet stvari
IoT je tehnologija koja vam omogućava saobraćanje fizičkog i digitalnog sveta, fizičkih senzora i interneta. Kroz neprekidnu razmenu podataka među uređajima na mreži, moguće je upravljati, podešavati i optimizovati različite uređaje povezane na mreži.
Najprostiji oblik ovoga bio bi primer pametnog brojila. Kroz pametnu aplikaciju vi na vaše uređaje dobijate stanje sa brojila i pratite potrošnju. Ukoliko želite da smanjite potrošnju, možete uticati na podešavanja brojila ili ga podešavati da ostvarite određene ciljeve potrošnje.
Kada unesete ciljeve i podešavanja, brojilo povratno utiče na vezane uređaje ili sisteme. Tako, ako želite da smanjite troškove grejanja, putem pametnog brojila ćete odrediti kako da grejete životni prostor. Recimo, grejanje će se uključivati ujutru osam, a gasiti uveče deset. Naravno, ovo je samo primer, dok će sama primena u praksi izgledati drugačije.
Međutim, osnovni način funkcionisanja je kao u datom primeru. Naravno, ovo nije jedina primena tehnologije interneta stvari.
Trenutno stanje IoT tehnologije
Kao tehnolgija, IoT je odmah našao brojne primene u različitim industrijama. Neke od industrija koje koriste internet stvari su:
- Analitika (u svim sferama)
- Praćenje procesa i optimizacija
- Nadgledanje
- Medicina
- Poljoprivreda
- Bezbednost
- Finansije i nekretnine
Ukratko, ne može se nabrojati mnogo trenutnih industrija koje ne mogu da nađu prostor za implementaciju ove tehnologije. To ne treba da zvuči kao poštapalica, već se radi o prednosti daljinske obrade i upotrebe podataka.
Počnimo od osnovne upotrebe kao što je analitika. Sakupljanje i nadgledanje različitih izvora podataka je značajno zbog optimizacije koja je ključna reč industrije 4.0.
Danas, svi su u trci da smanje troškove i povećavaju efikasnost. Prema tome, praćenje procesa u realnom vremenu omogućava mikro reakcije, i time smanjuje potencijalne i skupe probleme. Nadovezujući se na to, možemo pogledati i sledeću praktičnu primenu u poljoprivredi.
Recimo, možete imati mašine kao što su prskalice koje će se uključivati u određenim uslovima, kao što je manjak vlažnosti. Da se usevi ne bi sušili, prskalice će se paliti kada se dese određeni atmosferski uslovi.
Međutim, nakon što skupite podatke, vi ćete videti kako usevi reaguju. Ali, i mašina će to “zapamtiti”, već će moći da se automatski koristi prema datoj analitici. Ovakve tehnologije su već dostupne i već postoje u praksi. Ali, to još nije slučaj sa industrijom građevinskih mašina.
Kasni ulazak građevinske industrije u industriju 4.0
Nažalost, građevinska industrija još nije u ovom stadiju primene IoT tehnologije. Umesto toga, ona se nalazi na samom početku. I do toga je došlo usled kompleksnih zahteva obrade podataka, ali i same primene u fizičkom svetu.
Zato, još uvek nemamo aktivne modele i upotrebu ove tehnologije. Ono što je pozitivno jeste da se aktivno radi na tome, kao i na razvoju i implementaciji ove tehnologije.
IoT i građevinske mašine
Težnja primene ove tehnologije u građevinskoj industriji ima nekoliko slučajeva primene. Oni su:
- Analitika u realnom vremenu
- Stalna optimizacija sistema
- Nadgledanje mašina
- Upravljanje mašinama na daljinu
- Pokretanje i održavanje pametnih mašina
- Samostalni rad pametnih mašina
Ili prostije, trebalo bi napraviti mašinu veće samostalnosti. Recimo, Atlas Copco ima nekolicinu mašina kao što su VSD kompresori koji se uklapaju u ovaj režim rada. Na primeru kompresorske sobe, možete imati nekolicinu kompresora (fiksne brzine i sa VSD motorom) koje nadgledate.
Onda, uz centralizovani upravljač možete podesiti da upravljač prati pritisak, punjenje i pražnjenje vazduhom, kao i radnu brzinu kompresora. Kada se u postrojenju javi veća tražnja vazduha, centralizovan upravljač će sam uključiti kompresor koji to može da zadovolji u sistemu ili kompresorskoj sobi.
Gubljenja vazduha, energije ili produktivnosti nema i rad se neometano nastavlja. Međutim, problem nastaje sa starijim kompresorima, kao i sa povezivanjem sa drugim neophodnim mašinama. U idealnom slučaju, mogli biste da priključite sušilice, filtere, separatore i druge mašine, Ali, to za sada nije moguće,
Naravno, ovo je primer iz prakse i nečega što srećemo u samoj proizvodnji. Problem je kako napraviti sledeći korak u razvoju.
Osnovni problemi razvoja
Postoje dva osnovna problema razvoja za internet stvari u građevinskoj industriji. To su problemi senzora i problemi skupljanja i obrade podataka.
Krenimo od senzora. Senzori su neophodni za IoT budući da su oni ono što definiše i upravlja procesima sajber-fiizčkog sistema. U pitanju su doslovni alati, mašine i delovi koji obrađuju podatke iz realnog vremena. Ako se vratimo na primer kompresorske sobe, senzor bi bio deo koji očitava i prikuplja podatke o radnom pritisku.
Prednost ovog senzora je u tome što se on nalazi u samoj mašini. Pitanje se postavlja, kako bismo ovo odredili kada pogledamo mašine kao što su bušilice? Kako ćemo tačno da utvrdimo kada i koliko je potrebno promeniti snagu kojom se buši? Pogotovo ako pogledamo da taj senzor treba da bude negde pri bušilici.
Odatle počinje čitav drugi skup problema. Jer, ne samo da je nezgodno postaviti senzore i saobraćati sa njima na samoj mašini, već i čitati podatke sa njih. Iako se u teži što višoj interoperabilnosti, mnoga gradilišta i poslovanja koriste zastarele mašine.
Recimo, naše tumačenje podataka se obično odnosi na to šta se dešava na američkom i azijskom kontinentu. Ali, za naše podneblje nema tačnih niti preciznih podataka, a ni dostupne tehnologije da sami izvodimo ovakva računanja.
Naravno, to ne važi za nas, već i za druge regione gde se svakako gradi. Samim tim, kompletna aplikacija i pristup samih senzora u mašinama je znatno otežana. A time, otežan je i razvoj. Pogotovo u domenu sakupljanja i obrade podataka.
Skupljanje i obrada podataka
Ono što odvija druge IoT sisteme i ovaj industrije građevinskih mašina jesu teškoće sakupljanje podataka. Ono što se dešava u drugim sistemima jeste standardizacija operativnih sistema i mašina. Ovde to gotovo i da nije slučaj.
Pogledajmo opet Atlas Copco VSD seriju mašina. U osnovi imate kompresor i sušilicu. I oni rade po krajnje naprednim standardima. Ali, to nije preterano važno u poređenju sa tim kada pogledate da je standard kompresor fiksne brzine. Iako je VSD serija naprednija, to ne znači da je ona pristupačnija.
Dodatno, razmotrimo i koliko sistema koristi zastarele mašine. Budući da standardizacija mašina nije moguće, tako nije ni standardizacija sakupljanja i obrade podataka. Odatle, svaki napor da uključite ove principe je znatno teži. Na kraju, on ostaje samo za najnovije mašine koje su trenutno u testiranju. I to pod uslovom da i ti sistemi uđu u komercijalnu upotrebu.
Cilj, svakako ostaje da se to desi. Ono što je problem jeste u samom razvoju i ideji sajber-fizičkih sistema.
Sajber-fizički sistemi
Momenat pred primenu je da stvorite sajber-fizički sistem. Sajber-fizički sistem predstavlja spoj operacija između fizičkog i digitalnog. U ovim sistemima postoji mogućnost saobraćanja i saradnje između fizičke mašine i digitalnog sistema.
Ukoliko bi se to postiglo, gore navedeni slučajevi upotrebe bi bili mogući. Ali, problem je upravo u tome što ne postoji efikasan sajber-fizički sistem za građevinske mašine. Do toga dolazi usled različitosti samih mašina, ali i spoljnih uslova koji utiču na rad mašine.
Recimo, sigurno iste probleme sa pregrevanjem neće imati mašina koja radi na Aljasci i mašina koja radi u Egiptu. Naravno da će mnogo veće probleme imati ona u Egiptu. Samim tim, biće potrebna dodatna merenja ali i konstrukcija senzora da se ovo ispoštuje.
Prema tome, rad u tim uslovima je dodatno otežan. Uz to, ne postoji ni konzensus oko toga šta treba da budu određeni senzori u konkretnoj primeni. Ne samo da se mašine razlikuju, nego i način da se te mašina učine pametnim se razlikuje.
Odatle, možemo izvući studije efikasnosti. Ili makar predvideti kako bi se ove mašine mogle koristiti u stvarnim uslovima.
Studije efikasnosti
Ipak, to ne znači da internet stvari u ovoj industriji nema primenu. Ona samo još nije standardizovana, ali će itekako biti u narednim godinama. Pogotovo kada je u pitanju razvoj pametnih mašina.
AR i VR
Augmentovana stvarnost (augmented reality) i virtuelna stvarnost (virtual reality) su dva vida primene koje treba da se standardizuju. Ukoliko se ovo standardizuje imaćemo mogućnost da upravljamo mašinama na daljinu. I to sa bilo koje tačke. Recimo, u kranjoj primeni, bićete u mogućnosti da sedite u upravljačkoj jedinici i radite sa mašinom koja se nalazi bilo gde na terenu.
AR je doduše bliži ostvarenju nego VR. Recimo, još jedna primena bi bila za samostalno kretanje mašine u spoljašnjem svetu. S obzirom da ćete moći da nadgledate mašinu, ona će ići prema zadatim ciljevima. Vaš posao bi onda bio samo da nadgledate da ona ide u pravom smeru.
Problem je kako ovo predstaviti i probati u sajber-fizičkom sistemu. Jer jedno je naći odgovarajući radni model, ali drugo je to staviti u samu upotrebu. Srećom, na ovoj tehnologiji se aktivno radi.
BIM
BIM ili Business Information Modeling je sistem bez koga se digitalizacija građevinske industrije ne bi mogla zamisliti. Ova tehnologija služi za prikupljanje svih relevantnih informacija koje ćete kasnije iskoristiti u projektovanju građevina i rada na gradilištu.
Recimo, već sada se radi na robotima koji će raditi na gradilištu. Uglavnom, njihova primena će biti da sakupe relevantne podatke da ljudi ne bi morali. I naravno, da ubrzaju sve radne procese.
Potom, sve skupljene informacije se šalju analitici. Analitika odatle može da projektuje i upravlja procesima da bi smanjile pauze u radu i moguće troškove. Ovakav način projektovanja je u skladu sa povećanom efikasnošću i optimizacijom.
Takođe, ovaj sistem će biti posebno važan za gradnju u nepristupačnim uslovima. Kao i u industriji remediacije.
Pametne mašine
Naravno, konačni cilj svega je da se proizvede mašina. Ova mašina ima dva cilja, ili bi trebala da ima dva oblika.
Prvi se odnosi na samostalan rad, a drugi na mogućnost samo-optimizacije svih procesa. U prvom slučaju, to bi bila mašina pune automnosti koja bi mogla da radi bez ljudske pomoći. Za sada imamo polu-autonomne robote. Dovoljno ih je programirati i oni mogu da obavljaju određene funkcije na gradilištu. Problem je kako ih učiniti autonomnijim.
Odatle samo-optimizacija postaje presudna. Jer da bi neka mašina zaista bila autonomna, ona mora da zna kako da prepozna određene uslove i prilagodi se njima. Upravo tu IoT postaje toliko važan kada se pogledaju senzori i merenje.
Savladavanje ove prepreke je donekle moguće kod nekih mašina. Naravno, mi treba da očekujemo to kod većih i važnijih mašina.
Optimizacija
Konačno, najvažnija trenutna funkcija je optimizacija. S obzirom da možete da obrađujete gomilu podataka odjednom i sa više mašina, više i znate o procesima i kako da ih unapredite.
Recimo, u primeru VSD kompresorske instalacije vidimo upravo ovaj princip. Pored Atlas Copco inženjeringa koji omogućava da imate automatizovane sisteme, imate i koncept koji je daleko važniji.
Centralna ideja rada je da imate nekoliko kompresora u kompresorskoj stanici koji će se naizmenično uključivati i gasiti prema tražnji vazduha. U zavisnosti od neophodne količine vazduha koju treba komprimovati, različiti kompresori se uključuju, dok se drugi gase.
Prema tome, mašina je programirana i radi u tim uslovima koje uključuju različite mašine. Time, energija se štedi, a produktivnost povećava. To je prava moć IoT koncepta.
Aplikacija
Na kraju sve je u mogućnostima aplikacije. Na tržištu trenutno možemo da iskusimo zaista neverovatne projekte. Ono što im nedostaje jeste praktična aplikacija i način da ih koristimo.
Srećom, vreme praktične aplikacije mašina je daleko bliže nego što mislimo. I pre nego što mislimo, imaćemo budućnost u našim rukama gde ćemo na neverovatne načine koristiti građevinske mašine.
