Difference between revisions of "I026 - Kevad 2017 - Industry 4.0"

From ICO wiki
(Kontseptsioon)
(Kontseptsioon)
Line 51: Line 51:
 
Küber-füüsilised süsteemid võimaldavad füüsilistel süsteemidel omavahel suhelda, moodustades selliselt ühtse võrgu. Justkui tänapäeval väga levinud nutitelefonide erinevad rakendused, mis jagavad omavahel infot ning mida on vastavalt soovidele võimalik juurde lisada või eemaldada. Tööstuslikus mõttes oleks rakenduste asemel reaalsed füüsilised masinad. Oluliseks märksõnaks on masinate omavaheline suhtlus ning teineteise mõistmine, mis eeldab teatud standardeid. Füüsilise tehase ressursi vajadus on selliselt võimalik integreerida otseselt tootmisega, elimineerides vajaduse ressursi eraldi planeerimisele. Küber-füüsilise tootmisüksuse eelised varasemate ees on efektiivsus aja ja materjali osas, seeläbi ka kuluefektiivsuses. Lisaks võimaldav ühtne süsteem ka kohest analüüsi ning kiiret optimeerimise võimalust.<ref>[William MacDougall (2014) "Industrie 4.0 Smart Manufacturing for the future", Germany Trade and Invest lk 6-10]</ref>
 
Küber-füüsilised süsteemid võimaldavad füüsilistel süsteemidel omavahel suhelda, moodustades selliselt ühtse võrgu. Justkui tänapäeval väga levinud nutitelefonide erinevad rakendused, mis jagavad omavahel infot ning mida on vastavalt soovidele võimalik juurde lisada või eemaldada. Tööstuslikus mõttes oleks rakenduste asemel reaalsed füüsilised masinad. Oluliseks märksõnaks on masinate omavaheline suhtlus ning teineteise mõistmine, mis eeldab teatud standardeid. Füüsilise tehase ressursi vajadus on selliselt võimalik integreerida otseselt tootmisega, elimineerides vajaduse ressursi eraldi planeerimisele. Küber-füüsilise tootmisüksuse eelised varasemate ees on efektiivsus aja ja materjali osas, seeläbi ka kuluefektiivsuses. Lisaks võimaldav ühtne süsteem ka kohest analüüsi ning kiiret optimeerimise võimalust.<ref>[William MacDougall (2014) "Industrie 4.0 Smart Manufacturing for the future", Germany Trade and Invest lk 6-10]</ref>
  
[[File:Dataa.JPG|thumb|left|Andmete kogumine ja töötlemine Tööstus 4.0 süsteemis]]
+
[[File:Dataa.JPG|Andmete kogumine ja töötlemine Tööstus 4.0 süsteemis]]
 
 
  
 +
Tööstus 4.0 tehase masinad on seotud kõik ühtsesse süsteemi ning masinate erinevad sensorid, mootorid, kontrollerid annavad tagasisidet tegevuse kohta. Andmemahud võivad sellise lähenemise juures minna ääretult suureks, kuid suutes seda hoomata, annab selline pideva andmete analüüs ja monitooring väga kiiresti täiustada töötavat liini. Andmete kogumise juures on oluline seoste leidmine, mis erinevat tüüpi andmete põhjal eeldab väga põhjalikku töötlust.<ref>[http://industry40.ee/ Tööstus 4.0 tutvustav veebileht]</ref>
  
 
===Alapealkiri ===
 
===Alapealkiri ===

Revision as of 00:52, 13 May 2017

Tööstus 4.0

Autorid: Meelis Osi, Liis Talimaa, Sander Pihelgas, Aare Taveter

Ajalugu ja ajend

Eelnevad tööstusrevolutsioonid


Alguses tuli aur ja esimesed masinad, mis mehaniseerisid nii mõnedki tööd, mida meie eelkäijad tegid. 18.sajandi lõpus Suur-Britannias vahetus põllumajandusel põhineva majanduse mehaanilise tööstusega. Suudeti vallutada vee- ning aurujõud ning seda kutsutakse esimeseks tööstusrevolutsiooniks - Tööstus 1.0.

Järgmisena tuli elekter, konveier ning sündis massproduktsioon. Loodi tehased ning konveierilindil sõitis sisse uus tööstuse ajastu ning soodsad hinnad tänu masstoodangule - see oli teine tööstusrevolutsioon ehk Tööstus 2.0.

Kolmandaks tööstusajastuks oli arvutite sünd ning automaatika teke, kus robotid hakkasid asendama inimesi konveierliinidel. Kolmas tööstusrevolutsioon sai alguse transistori leiutamisega. Sellest hetkest sai võimalikuks informatsiooni hoidmine ning töötlemine digitaalselt ning seejärel sai “lihtsaid” ülesandeid nagu kalkulatsioone ning info manipulatsioone automatiseerida. 1940ndatel loodi üha keerukamaid arvuteid, mis said hakkama ka üha keerukamate ülesannetega. Kuuekümnendatel aastatel varustati masinad programmeeritavate konsoolidega ning kõik muutus järjest digitaalsemaks ning tööstuse elemendid liikusid üha rohkem automaatika ning robotite poole. Samas jäi siiski see tööstusrevolutsioon tasemele, kus digitaliseeritud seadeid peavad kontrollima inimesed ning seadmed ise ei mõista oma ülesandeid ning eesmärke. See iseloomustab kolmandat tööstusrevolutsiooni - Tööstus 3.0.

Neljas tööstusrevolutsioon


Neljas ehk siis ka hetkel kõige viimane tööstusrevolutsioon hõlmab intellegentsuse, seotuse ning palju laiema digitaalsuse kaasamist tööstuses. Tööstus 4.0 on suuresti edasiarendus eelnevast ning sai alguse 2010. aastal Saksamaal.

Saksamaa Riiklik Haridus- ning Teadusministeerium alustas uuringuid Tööstus 4.0 jaoks juba enne kui nähtusele üldsegi nimi sai pandud - esimene viide Tööstus 4.0’le toimus aastal 2011 Hannoveri messil. Sakslased soovisid tuvastada kõrgtasemelise tehnoloogia elemente selleks, et edendada maailma ning innustada tehnoloogia arengut. Siiski on skeptikute arvates raske konkreetselt eristada Tööstus 3.0 ja Tööstus 4.0 vahet, ometigi on tänapäevased tehnoloogiad kaugelt arenenumad kui ühe liigutuse tegemine.

2012. aastaks olid sakslased teinud juba piisavalt tööd ning kogunud nõnda palju materjali, et oli võimalik pidada esimene esitlus kõrgtasemelise tööstuse teemal. Selles esitluses tõid nad näiteks ‘targa tehase’ ning näitasid kuulajatele selle ülesseadmise potentsiaali. Läbi selle said võimalikud kliendid ning tegevusala professionaalid parema arusaama kõigist võimalustest. Selle järgi masinad suudavad justkui ise mõelda ning reageerida päris elu situatsioonidele, et tõsta efektiivsust ning teha tööstust veelgi paremaks. Saksamaa valitsus oli uuringute tulemustega väga rahul ning hakkas suurendama Tööstus 4.0 uurimistöö rahastust lootuses, et see aitab neil ronida maailmas tööstusrevolutsiooni eestvedajaks.

Tööstus 4.0 töörühmad

Juhatuseliikmed: Henning Kagermann ning Siegfried Dais

  • TR 1 – Tark tööstus: Manfred Wittenstein
  • TR 2 – Keskkond: Siegfried Russwurm
  • TR 3 – Majandus: Stephan Fische
  • TR 4 – Inimene ja töö: Wolfgang Wahlster
  • TR 5 – Tehnoloogia faktor: Heinz Derenbach


Pärast esmase teadustöö lõpetatamist jõuti arusaamale, et internet on palju võimsam, kui algselt arvati. Interneti vahendusel informatsiooni vahendamise hõlmamine tööstuses aitas kaasa ‘internet of things’i, mis juba mujal maailmas oli tõusva tähtsusega, edasiarendamisele. Tänu piisavale rahastusele hakkas ‘targa tööstuse’ protsess jalgu alla saama ning sellel ajal tutvustati maailmale Tööstus 4.0 platvormi.

Aastal 2014 hakkasid liituma ka ettevõtted väljaspoolt Saksamaad. Naaberriikide koostööl loodi mitmeid efektiivseid lahendusi ning mõisteti, et detsenraliseerimine on protsessi üks tähtsamaid osi ning digitaalse tööstuse edasiarendamine oleks kõigi osapoolte huvides.[1]

Järgnes areng, kus hakkasid ilmuma uuendused tänu teadus- ja arendustegevusele, mis olid toimunud neljanda tööstusrevolutsiooni ajal. Seal hulgas arenesid meditsiinitehnoloogia, tõhusa kulude kokkuhoiu mehaanika tootmisjaamad jms. Me elame põneval ajal, kus on võimalik olla tunnistajaks võrratutele muutustele, mis on aset leidmas.

Kontseptsioon

Tööstus 4.0 lisab eelnevale tööstusajastule tarkuse

Tööstus 3.0 üheks alustalaks võiks lugeda manussüsteemi, mis kujutab endast juhtfunktsioonidega arvutit, mis on omakorda on osa suurest mehaanilise või elektrilisest süsteemist. Mõningad näited on järgnevad: käekellad, valgusfoorid, autode ABS ja ESP andurid, MP3-mängijad.[2]

Tööstus 4.0 seob reaalse ja virtuaalse maailma. Manussüsteemidele lisanduvad ‘’Internet of things’’, andmemassiivid ja teenused.

Küber-füüsilised süsteemid

Küber-füüsilised süsteemid võimaldavad füüsilistel süsteemidel omavahel suhelda, moodustades selliselt ühtse võrgu. Justkui tänapäeval väga levinud nutitelefonide erinevad rakendused, mis jagavad omavahel infot ning mida on vastavalt soovidele võimalik juurde lisada või eemaldada. Tööstuslikus mõttes oleks rakenduste asemel reaalsed füüsilised masinad. Oluliseks märksõnaks on masinate omavaheline suhtlus ning teineteise mõistmine, mis eeldab teatud standardeid. Füüsilise tehase ressursi vajadus on selliselt võimalik integreerida otseselt tootmisega, elimineerides vajaduse ressursi eraldi planeerimisele. Küber-füüsilise tootmisüksuse eelised varasemate ees on efektiivsus aja ja materjali osas, seeläbi ka kuluefektiivsuses. Lisaks võimaldav ühtne süsteem ka kohest analüüsi ning kiiret optimeerimise võimalust.[3]

Andmete kogumine ja töötlemine Tööstus 4.0 süsteemis

Tööstus 4.0 tehase masinad on seotud kõik ühtsesse süsteemi ning masinate erinevad sensorid, mootorid, kontrollerid annavad tagasisidet tegevuse kohta. Andmemahud võivad sellise lähenemise juures minna ääretult suureks, kuid suutes seda hoomata, annab selline pideva andmete analüüs ja monitooring väga kiiresti täiustada töötavat liini. Andmete kogumise juures on oluline seoste leidmine, mis erinevat tüüpi andmete põhjal eeldab väga põhjalikku töötlust.[4]

Alapealkiri


Internet of things


Tehnoloogiad


Mõned näited Eestis

Starship

Starship on Eesti ettevõte, mis arendab väikeseid autonoomseid pakiroboteid. Robotid sõidavad kõnniteel jalakäija kiirusel ning vajadusel on võimalik neid ka kaugjuhtimise teel manuaalselt juhtida. Nende tööpiirkonnaks on mõni kilomeeter. Tööstus 4.0 temaatikaga seoses on seadete puhul tegemist juba tunduvalt arenenumate masinatega kui kindlalt ühte liigutust tegeva tootmisrobotiga. Kuller-robot peab suutma suhelda välismaailmaga ning kuna keskkonna tingimused on aja jooksul väga muutlikud, siis on oluline vastavalt olustikule reageerida. Selleks, robot tajuks maailma ja suudaks tänavatel toime tulla on see varustatud kaamerate, GPS ning muude sensoritega. Vastavalt keskkonna muutustele, milleks võivad olla näiteks lähenevad inimesed, autod või teele ajutiselt sätitud prügikast, valib robot ka teekonna. Seejuures on aga oluline erinevus Tööstus 3.0 tehnoloogiaga, kuna teekonna läbinud robot saab edastada infot teistele robotitele, mis eeldab ka tänapäeval järjest enam kasutatavaid pilvetehnoloogiaid. Sarnaselt pakirobotitele, mis omavahel ning keskkonnaga suhelda suudavad, teevad seda ka tööstuses kasutatavad masinad. See annab uued võimalused protsesside eskaleerimiseks. Tööstuse efektiivsemaks ja universaalsemaks arendamisega tegeleb näiteks Eestis asuv ettevõte Proekspert.[5][6]

ABB

Ericsson

Auvere

Tulevik


Info jagamine ettevõtete vahel


Viited

  1. Tööstus 4.0 Wikipedia
  2. Manussüsteemid Wikipedia
  3. [William MacDougall (2014) "Industrie 4.0 Smart Manufacturing for the future", Germany Trade and Invest lk 6-10]
  4. Tööstus 4.0 tutvustav veebileht
  5. Starship Technologies Wikipedia
  6. Starship Technologies

The site is Under Construction