1. No category

03 • JULI
02
2013••2015
AUGUST
J U LI 2 0 1 5 • D A u • SID E 1
VIDEN
TEMA
TEMA
HMI
Smart og
sikker
Human
automation
Machine
Interface
NETVÆRK
INSPIRATION
2 Produktivitet skaber vi
9 HMI udenfor fabrikken
2 Produktionen
risikerer
at drukne i data
mellem
mennesker og
maskiner
10 Matematik og visualisering giver
3 Ude af øje ude af sind
3 Grunddesign af operatør HMI
overblik over myriader af data
hos
CP
Kelco
4 HI2015: Automatisering vinder frem
12 Et projekt er meget andet end
4 Mindre kompleks
med mere IT
4 Operatørinformation
i CP
at bygge et anlæg og få det til at virke
Kelco’s
nye
HMI
system
5 Robotter i alting
13 Krav til HMI i maskindirektivet
6 "Robotisering"
i større dimensioner
5 App’s
til professionel brug
14 Industriel security skal prioriteres!
8 Automatisk miljøovervågning hos Naturstyrelsen
6 Fremtidens HMI er mærkbar
10 Automation og robotter skaber job 15 DAu sætter fokuspå uddannelse
8 Konference:
11 Ledelsens
ansvar
at smarte
giverErsikker
automation
Smartere
HMI kan
forbedre
din løsninger15
du glad
for DAu-bladet?
virksomheds KPI’er
T
T II D
DS
SS
SK
KR
R II F
FT
T FF O
OR
R D
DA
AN
NS
SK
K A
AU
UT
TO
OM
MA
AT
T II O
ON
NS
SS
SE
E LL S
SK
KA
AB
B
SID E 2 • DAu • JULI 2015
JUL I 2015 • DAu • SIDE 3
Produktionen
risikerer at drukne
i data
ISSN 1601-6750
Udgiver:
Dansk Automationselskab
Sekretariat:
DI ITEK
1787 København V
Telefon 3377 3377
[email protected]
www.dau.dk
Ude af øje ude af sind
I det centrale kontrolrum mister operatøren fornemmelsen
af, om alt er som
det skal være.
Redaktion:
Henrik Valentin Jensen, DI ITEK
AF ALLAN KJÆR,
COWI
Layout:
Fru Nielsens Tegnestue
Tryk:
Kailow Graphic A/S
Stigende connectivity skal forøge bundlinjen hos en produktionsvirksomhed. Flere og flere objekter i produktionen har en
IP-adresse, der gør det muligt, at kommunikere med endnu flere enheder end tidligere. Leverandørerne understøtter dette
ved at tilbyde IP på nær sagt ethvert device, der bliver udbudt. Det betyder store
mængder af data, som skal håndteres rigtigt i IT- og automationsarkitekturen, så vi
ikke oversvømmes.
Når bundlinjen skal forøges, skal der
som regelt være fokus på det som en virksomhed er god til. Fokus vil ikke være hovedløst at koble alting op. Det vil give en
stor sikkerhedsrisiko med alt for mange
indgange og samtidig vil der komme et informationsoverload. Derfor det gælder om
at få struktur i sine data og om at fravælge data, man ved, man aldrig kommer til
at bruge.
Et positivt eksempel på fravælgelse
af data er apps til smartphones. Pga. den
begrænsede skærmstørrelse er det nødvendigt at tænke grundigt over, hvad der
skal vises og hvem brugeren er. Det gør, at
man får færre data på sin smartphone end
på en større skærm. Det svarer til, da man
afskaffede de dyre Tableu tavler i kontrolrummende til fordel for skærme. I Tableu
tavlerne tænkte man meget over, hvilke
værdier der skulle vises og hvordan, da det
nemt kunne koste 100.000 kr. at bringe
værdierne fra f.eks. en PID sløjfe ind i kontrolrummet. Da skærmene kom, så man
en hovedkulds overload af information finde sted fordi det var muligt, men ikke fordi
det nødvendigvis tilførte mere værdi. På de
store skærme har vi fortsat udfordringen
med at få valgt de rigtige værdier, og få en
brugerflade, der tilfører værdi til virksom-
heden, og som ikke bare er smart fordi det
kan lade sig gøre.
Der er flere eksempler på værdier,
man ikke vælger at give adgang til at ændre, fordi man ønsker at operatøren skal
bevæge sig ud fra kontrolrummet i produktionen, således at rundering kommer
til at ske. Det sker i erkendelse af at øjne,
ører og samtale med dem der er ude i produktionen også er en del af bundlinjen.
Fokus på anvendelse af data er nødvendig – og hvordan gør man så det? Her
spiller udformningen af brugerfladen en
større og større rolle og prototyping med
eksempler vinder frem. Endvidere er der
flere og flere systemer som bliver koblet
sammen og dermed skabes der større og
større gensidig afhængighed.
Det indebærer højere krav til oppetider og til datakvalitet, fordi information bliver anvendt langt væk fra hvor det
oprindeligt blev genereret, og dermed er
der kun data, man kan stole på og ikke en
særlig god procesforståelse. Det kan løses
ved integritetsbit og andre data kvalitetsmekanismer. Når data ligger trygt og godt
i et datawarehouse, kan man anvende den
til dybere analyser af en produktion eller et
produkt, som kan give nye optimeringer.
En anden anvendelse af den forøgede
datamængde er implementeringen af mere
avancerede regulatorer. Man får mulighed
for at lave multivariabel kontrol for billigere
penge, fordi det er så nemt at få fat i data.
Det vil give en mere optimal produktion og
bedre udnyttelse af ressourcerne.
Industri 4.0 og internet of things har
altså både en bagside og en forside. Fravalg af data er klogt i visse tilfælde og tilvalg af data klogt i andre tilfælde. Held og
lykke med de nye muligheder.
DAu’s bestyrelse:
Frank Faurholt
(formand)
Siemens A/S
John Ammentorp
(næstformand)
Rambøll
AF KIM CHRISTENSEN,
SENIOR PROJECT
MANAGER CARLSBERG
Flemming Schou
(ansv. redaktør)
Rockwool International A/S
Kim Christensen
Carlsberg Danmark A/S
Hans Morten Henriksen
Maskinsikkerhed ApS
Allan P. Kjær
COWI A/S
Johnny Krogh Sørensen
Chr. Hansen A/S
Martin F. Larsen
ABB A/S
Leif Poulsen
NNE Pharmaplan A/S
Ole Ravn
DTU
Per Thyme
Rockwell Automation A/S
Bjarni Arge
FLSmidth A/S
Tendensen i mange procesindustrier er at
samle al overvågning og betjening i centrale kontrolrum. De primære årsager er at
give overblik og effektivisere. Med effektiviseringen mener jeg, at man kan overvåge
og styre store komplekse anlæg med færrest mulige operatører. Det er selvfølgelig
en nødvendighed for at kunne klare sig i
konkurrencen.
For at det skal kunne fungere nogenlunde fornuftigt, er der en række forudsætninger, der skal være på plads: Kommer
man ikke for langt væk fra det, der egentlig sker i processen, hvis man ”kun” kigger
på skærme? Har man stadig fornemmelsen
af, hvad der sker derude, når man ”bare
har en computerskærm” foran sig?
Umiddelbart er det er jo blot nogle skærmbilleder, hvor noget skifter farve.
At pasteuren ikke kommer op i temperatur
og programmet går i hold efter nogen tid,
hvad betyder det? Man kan jo bare starte igen, og så kan programmet køre, indtil det igen går i stå på grund af ”Watch
dog”-funktionaliteten. Men gør man dette
tilstrækkeligt mange gange, ender tanken
med at være tom, og så er processen færdig, med et enormt spild til følge.
Så kan man jo beslutte, at da må programmet ikke kunne køre. Problemet med det
er, at hvis man ikke har et tidsrum, hvor
det tillades, at processen starter, så kan
man slet ikke komme i gang. Så det med
aflåsninger og overvågninger er altid en
afvejning af, hvad der skal til for, at man
også kan komme i gang, og konsekvenserne heraf, hvis det går galt.
Fejlfinding tæt på problemet
Fejlen her er mange gange, at man ikke
har fornemmelsen af, hvad der sker derude. Det er ikke bare et computerspil, man
sidder med. Det, man foretager sig, har en
konsekvens. Man kan ikke bare starte et
utal af gange – man skal ud at kigge på
processerne.
Det kunne være, at flowmåleren var
defekt. Er det under opstarten, er der som
regel en watch dog. Filosofien om, at der
skal mere en overvågning (flowmåler, ledningsevne, temperatur, iltmåler osv.) løser
noget af problemet. Men det kan operatøren overkoble. Kan man så ikke bare sikre,
at man ikke kan overkoble? Nej, for så kan
man måske ikke afslutte processen på ordentlig vis i tilfælde af fejl.
Man kan også få fornemmelsen af, at noget er galt på andre måder. Da man havde
kontrolrum placeret rundt om i produktionen havde man nærheden til det, der foregik. For eksempel kunne den erfarne operatør mærke på bevægelserne i den platform,
kontrolrummet var placeret på, at et af bladende på omrøreren var faldet af. Eller operatøren kunne høre, at lyden på pumperne
blev anderledes. Så vidste han, at noget var
galt.
Stil krav til automationssystemet
Vi kommer jo nok ikke væk igen fra de centrale kontrolrum, men det stiller meget store krav til automationssystemet. Det skal
designes til i videst mulige omfang at kunne håndtere afvigelser og give den rette information. Måske kunne det endda være
strategisk rigtigt, at man på kritiske punkter i processen simpelthen skal ud i området
for at kvittere for, at det går korrekt for sig.
Det stiller også meget store krav til operatørerne, som skal kende og have forståelse for processen og konsekvenserne af det,
de foretager sig. Så uddannelse, erfaring og
ansvarsfølelse er en stor del af vejen til succes.
SID E 4 • DAu • JULI 2015
JUL I 2015 • DAu • SIDE 5
HI2015: Automatisering vinder frem
Industrien satser mere og mere på
automatisering, som er et gennemgående tema i de fokus-messer, der
udgør hi teknologi- og industrimessen 2015. Som en ny ting sætter
IDA fokus på fremtidens teknologi
med sit arrangement Technomania.
Mange af DAu’s medlemmer tager til Herning, når MCH, Messecenter Herning i dagene 22. til 24. september 2015 slår dørene op for hi teknologi- og industrimessen.
Mere end 6.000 virksomheder og omkring
16.500 fagfolk samler sig om teknologi og
automation. Messen løber over tre dage,
og er spækket med nyheder, konferencer
og networking. Messen byder på en række
nye formater, der er arbejdet med at udvikle over det seneste blandt andet i samarbejde med IDA, Ingeniørforeningen i Danmark og DI ITEK.
Technomania
Technomania er et totalarrangement arrangeret af IDA. Technomania har ’Fremtidens Teknologier’ som omdrejningspunkt,
og fokuserer gennem udstillinger og
events på områderne: Automation, Robotter – Sundhedsteknologi, velfærd og dro-
ner, nye avancerede materialer, nye energiteknologier og Innovation Space. Alt det vi
skal leve af i fremtiden, og som kommer til
at blive rygraden i morgedages avancerede
industriproduktion.
Automatisering er særdeles effektivt,
især når det tænkes ind i hele virksomhedens værdikæde. Derfor er automatisering
et gennemgående tema i alle de brancher,
der udstiller på hi teknologi- og industrimessen 2015. I alle brancher fokuseres der
mere end nogensinde på at skabe vækst
og forbedret konkurrenceevne, og i alle
arbejdsprocesser fra design, konstruktion,
produktion, lagring, distribution og til service arbejdes der med effektivisering – og
automatisering.
Hi 2015 er Skandinaviens førende
messe på sit felt, og her mødes industrien
for at skabe forretning, networke, dele viden og få inspiration. hi 2015 er messen,
der på samme tid og sted samler branchen
med seks fokuserede messer om Automation, Værktøj, Svejsning og Produktionsudstyr, Innovation, Energi, Underleverandører og Logistik.
Automation og produktion
På Automations-messen, der er messens
største enkeltmesse, præsenteres blandt
AF HENRIK VALENTIN
JENSEN, REDAKTØR
DAU-BLADET, DI ITEK
andet industriel automatisering og procesautomatisering, industrirobotter, hydraulik og pneumatik, drevteknik, elteknik og
industriel it. Innovation og nytænkning vil
blive fremhævet, så de besøgende fagfolk
forhåbentlig kan blive inspireret af nogle af
de nyeste og mest spændende produkter.
Wind Energy Denmark
I de to events Wind Energy Denmark og
Technomania, der tidsmæssigt deles om
hal F, bliver der i dagene 22. og 23. september sat fokus på vindenergi og den
24. september på fremtidens teknologier. Wind Energy Denmark er en to-dages konference og udstilling arrangeret af
Vindmølleindustrien og Dansk Forskningskonsortium for Vindenergi.
Yderligere oplysninger om hi teknologi- og industrimessen 2015 på: www.hiindustri.dk
Mindre kompleks med mere IT
DAu konference
Når vi digitaliserer industrielle processer, kan vi håndtere det komplekse langt
mere enkelt fx med 3D printere var et af
budskaberne på DAu’s konference om
industri 4.0.
Som et led i målet om at få nye produkter hurtigere på markedet præsenterede Torben Lange fra Blueprinter, hvordan fx prototyper hurtigt kan printes
med en 3D-printer. Det betyder, at udviklingsprocessen ikke bremses op, fordi man skal vente på, at en prototype
skal gennem en traditionel produktion.
Selv ekstremt komplicerede emner kan
3D-printes, og som Torben Lange sagde:
”Med 3D-print er kompleksitet gratis!”
Professor Charles Møller fra Aalborg Universitet pegede på, at computere ikke var opfundet med henblik på
industrielle anvendelser, og det kunne
være årsagen til, at industrien haltede
bagefter med hensyn til digitalisering.
På samme måde er smart-produkterne primært udviklet til forbrugermarkedet, og de er efterfølgende adapteret af industrien.”Consumer-produkter
har således bragt Smart-teknologien til
industrien, og teknologiernes stigende
udviklingshastighed skaber en uforudsigelighed for os,” sagde Charles Møller i
sit indlæg, hvor han tillige præsenterede MADE-organisationen, hvis vision er,
at ”Danmark skal blive det mest konkurrencedygtige produktionsland i verden”.
Stefan Bihler fra Siemens viste,
hvordan Siemens ser, at udviklingen i
produktion og engineering mere og
mere vil smelte sammen med produktudviklingen hen imod målsætninger såsom ”faster to market”, besparelser under drift, forøgelse af produktiviteten og
kvalitetsforbedringer.
AF PETER GREVE
”Vores mål er at kunne gennemføre simulationer og analyser allerede i de første konceptstadier eller designfaser for
et nyt produkt og i den tilhørende produktionsproces. Det skal skabe et bedre
beslutningsgrundlag gennem virtuelle
tests og virtuelle produktionsprocesser,”
sagde Stefan Bihler. Med en konsekvent
gennemførelse af en sådan virtuel integration af udviklingsprocesserne vil man
kunne undgå tidskrævende prototypefremstillinger og derved få produkterne
hurtigere på markedet.
Robotter i alting
AF
ARNE VOLLERTSEN,
KOMMUNIKATIONSRÅDGIVER
Fremtidens robot bliver mobil,
fleksibel, autonom og lærende.
Det er ikke tilfældigt, at Ole Madsen, der
er professor på Institut for Mekanik og
Produktion, Aalborg Universitet starter
med at tale om software, når man spørger ham om fremtidens smarte robotter.
For ifølge Ole Madsen, er det it-udviklingen, der driver robotteknologien fremad,
i modsætning til det mekaniske område,
hvor robotterne allerede har opnået et
højt niveau af modenhed.
Det er avanceret software, der gør fremtidens robot ”smart” og ”intelligent”. Det
er algoritmerne, der giver fremtidens robotter nye egenskaber og anvendelser,
bl.a. større autonomi, avanceret mobilitet,
større kompleksitet og ikke mindst tættere
interaktion med mennesker.
Pervasive computing
Ole Madsen drager en parallel til de seneste års udvikling inden for it:
- Vi har talt meget om pervasive computing eller ”it i alting”. Samme udvikling
vil vi se inden for robotteknologien.
Robotterne bliver en del af styklisten,
et værktøj på linje med skruetrækker
og hammer, og de vil være alle vegne.
- Forestil dig fremtidens robot som Georg Gearløs’ Lille Hjælper. Du bruger
den til at gøre dig selv mere effektiv.
Den udfører de simple opgaver, så du
kan koncentrere dig om de mere komplekse ting, siger Ole Madsen, der
fremhæver danske Universal Robots
og ABB’s nye to-armede YuMi som eksempler på udviklingen hen imod små,
fleksible robotter, designet til at udføre opgaver næsten overalt i produktionen, i tæt interaktion med mennesker.
Interaktion
Interaktionen mellem robot og menneske
foregår vel at mærke ikke kun, når arbejdet udføres. Den gælder også, når robotten programmeres. Og her bliver interaktionen mellem menneske og robot stadig
mere intuitiv.
-
Robotterne vil også udvikle evnen til at
lære. De vil over tid kunne blive dygtigere til de opgaver de udfører, og
de vil kunne håndtere opgaver med
en stigende grad af kompleksitet, siger Ole Madsen, der også fremhæver
avanceret mobilitet som et nyt, spændende udviklingsområde, drevet fremad af bedre og billigere visions-systemer.
Den nye danske MIR-robot til automatisering af intern transport og logistik er ifølge
Ole Madsen et godt eksempel på denne
tendens.
Flere eksperimenter
Men trods al den megen snak om software, er det ikke software alene, der kommer til at definere fremtidens smarte robotter. De mennesker, der samarbejder
med dem, får en afgørende rolle. Ifølge
Ole Madsen gør fremkomsten af små, billige og fleksible robotter det muligt at eksperimentere, og her opfordrer han virksomhederne til at arbejde ”bottom up” i
stedet for ”top down”:
- Prøv at tænke robotten som et værkstøj for operatøren og lad medarbejderne i produktionen eksperimentere med forskellige anvendelser. Det
er ikke altid folkene i hjørnekontoret,
der ved bedst. Jeg tror man går glip af
nogle muligheder, hvis man forlanger en vandtæt business case,
hver gang man investerer i en
robot. Man får
spændende resultater ud af at inddrage
medarbejdere i produktionen. F.eks.
har virksomheden
Trelleborg Sealing
Solutions altid en ny ledig robot stående i sin maskinbyggerafdeling, som medarbejderne går og
eksperimenterer med at finde
den næste automatiseringsopgave til. Når opgaven
til robotten er fundet,
sættes den i arbejde,
og så indkøber Trelleborg Sealing Solutions en ny ”jobsøgende” robot.
Én stor robot
Til slut vil Ole Madsen gerne slå et slag for
en af sine egne kæpheste: alt det udenom
robotten. En robot er nemlig kun så effektiv, som den helhed den indgår i. Derfor er
det ifølge Ole Madsen på tide at tænke på
hele produktionsanlægget som én robot:
- Der sker jo en fantastisk udvikling i selve robotteknologien. Men jeg synes vi
skal kigge meget mere på alt det, der
omgiver robotten. Vi bør også kigge
på hele produktionsanlægget. Vi kan
i dag programmere robotterne på timer eller minutter, men er ofte nødt
til at bruge dage og uger på at ændre
omgivelserne, så robotten kan fungere tilfredsstillende. Vi skal eksempelvis designe gribere, der passer til de
konkrete emner; fødere, der bringer
emnerne til/fra robotten; fixturer, der
holder emnerne på plads imens robotten arbejder osv. Det er efter min mening en af de største flaskehalse i dag.
En løsning kunne være at ”putte it” i
disse komponenter også. Dermed bliver produktionsanlægget én stor robot med mange frihedsgrader. På den
måde kan vi opnå den fleksibilitet, der
er så afgørende i fremtidens produktionsteknologi.
SID E 6 • DAu • JULI 2015
JUL I 2015 • DAu • SIDE 7
"Robotisering"
i større dimensioner
AF BJARNI ARGE,
FLSchmidt
Robotter afprøves i stadig
flere industrier og til stadig
større processe
I de senere år har robotteknologien haft
fremtog i produktionsapparatet i Danmark
såvel i den globale omverden. Robotter
ses mere og mere i vores daglige produktionsapparat og dette skyldes primært bestræbelse efter effektivisering af produktionsapparatet, øget nøjagtighed, færre fejl
samt reducering af driftsomkostninger.
Ud over det operationelle, hvor førnævnte er i højsæde, øger robotteknologien personsikkerheden.
Robotteknologien
og
teknologien inden for automationsindustrien
har
været, og er stadig, i
rivende udvikling.
Udvikling i robotteknologien
har medført, at
robotter bliver afprøvet i nye industrier,
hvor denne teknologi ikke har været vanlig. Ud over robotteknologien, vi kender fra produktionen, har
den teknologiske udvikling også bevirket,
at det i dag er muligt at "robotisere" større maskiner, som f.eks. maskiner som findes i FLSmidth's portefølje, som tidligere
blev betjent lokalt af operatører. Her taler
vi om at løfte robot-tankegangen til større
dimensioner.
Ubemandet drift fører til bedre
sikkerhed
I havneterminaler rundt om i verden, hvor
tørlast produkter lagres i forbindelse med
import/eksport, ses ofte større maskiner,
som håndterer produkterne. De vigtigste
tendenser for disse anlæg i dag er at udnytte allerede installeret udstyr til det mak-
simale samt at optimere driftsomkostningerne. Bedre udnyttelse af udstyret giver
hurtigere gennemløb med det resultat,
at skibe kan lastes hurtigere og mere effektivt, hvilket bidrager til betydelige besparelser. Førnævnte maskiner er ofte
automatiseret til en vis grad. Maskinens
styresystem er typisk baseret på en PLC og
HMI, som betjenes af en operatør ombord
på maskinen. Styresystemet har typisk forbindelse til et centralt kontrolsystem, som
giver de ønskede set-punkter. Opgaven for
operatøren ombord på maskinen er så at
følge de ønskede set-punkter så tæt som
muligt.
FLSmidth BulkExpert™ er en unik
patenteret løsning, der har fokus på ubemandet og optimeret drift af tørlast maskiner. Automatiseringen tilbyder produktivitetsstigninger og tilføjer yderligere fordele
i form af forbedret sikkerhed, fleksibilitet,
holdbarhed, pålidelighed, forudsigelighed
og ikke mindst lavere driftsomkostninger.
Systemet ser selv med 3D-teknologi
BulkExpert™-systemet producerer realtid
informationer om terrænet genereret af
3D laser-skannere som erstatning for operationer udført af den traditionelle operatør ombord på maskinen og med endnu
større nøjagtighed.
En anden fordel ved automatiseringen er, at operatører (én operatør pr. maskine) fjernes fra området omkring maskinen og placeres sikkert i et kontrolrum; en
operatør kan således styre samtlige maskiner fra et centralt sted. Selvom forholdsregler er truffet for at beskytte operatører
på maskinerne, så kan fejl opstå; automatiseringen sikrer både sikkerhed og effektivitet.
Det grundlæggende princip bag BulkExpert™ er at supplere den traditionelle PLC
styring med en dedikeret industriel computer, et høj præcision RTK-GPS-system
og en 3D laserskanner. Den dedikerede
industrielle computer eksekverer kontinuerligt avancerede matematiske algoritmer,
hvilket gør det muligt ikke blot at have
ubemandet drift men også at opnå et
bedre dagligt gennemsnitligt gennemløb
sammenlignet med menneskelige operatører. 3D laserskanneren skanner bunkernes overflade med centimeters nøjagtighed, mens maskinens aktuelle position er
bestemt med centimeters nøjagtighed af
RTK-GPS systemet. RTK-GPS systemet er
udstyret til at modtage 12 satellitsignaler
samtidigt, selvom kun 4 er nødvendige,
for at øge nøjagtigheden og sikre, at et
pålideligt signal altid er til rådighed, selv i
de mest afsidesliggende områder.
Udover at ”Robotisere” maskinen til
ubemandet drift kan BulkExpert™ tilbyde 3D-visualiering af flere materialetyper
repræsenteret med farver, materiale sporing, volumener, rapportering m.v.
SID E 8 • DAu • JULI 2015
JUL I 2015 • DAu • SIDE 9
Automatisk
miljøovervågning hos
Naturstyrelsen
10.000 dataloggere skal inden for de kommende år indsamle data for Naturstyrelsen og gøre
overvågningen af den danske natur lettere.
BO SLOTT PEDERSEN,
PROJECT DIRECTOR COWI A/S,
[email protected]
Naturstyrelsen har opstillet en række forretningsmål forud for anskaffelsen
af COWIs AMO system (AMO = Automatisk MiljøOvervågning):
Naturstyrelsen indsamler løbende resultater fra måleudstyr, der er opstillet i forbindelse med overvågningen af vandmiljøet
i vandløb, søer, fjorde, moser og grundvand.
Tidligere har Naturstyrelsen anvendt
mange forskellige typer af måleudstyr
med dertil hørende forskellige procedurer
for hvordan data hentes – processer som i
stort omfang er manuelle.
I forbindelse med det nationale NOVANA (NOVANA er Danmarks nationale
overvågningsprogram for natur og vandmiljø) vandløbsbiologi-program err Naturstyrelsen begyndt at indkøbe en ny generation af selvregistrerende måleudstyr
(dataloggere). Dataloggeren tilkobles en
eller flere sensorer som måler vandstand,
temperatur, pH-værdi, saltindhold m.m.
Måledata kan midlertidigt lagres i dataloggeren, som også kan kommunikere med
omverdenen via mobilnettet.
Inden for de nærmeste år planlægger Naturstyrelsen at anskaffe tilsvarende
måleudstyr til alle overvågningsområder:
Natur, Grundvand, Marin og Sø samt Miljøministeriets øvrige forretningsområder
således, at det samlede antal dataloggere
ventes at nå op omkring 10.000.
En samlet løsning til
dataopsamling
Så snart dataopsamling vha. sensorer og
dataloggere foregår uden for produktionslokalerne støder man ind i det problem,
at indsamlingen af måledata må foregå "i
• Effektivisering, standardisering og automatisering af store dele af processerne omkring datatapning og konfiguration af måleudstyret.
• Harmonisering af datatrafikken fra måleudstyret samt sikkerhed for at
data ender i fælles databaser
• Alle dataloggere og sensorer som fremover indkøbes skal drives fuldstændigt via systemet, hvorfor skalerbarhed og standardiseret kommunikation til dataloggere er væsentlige parametre.
• Den overvejende del af dataflowet for dataloggere med tilhørende sensorer skal automatiseres i forhold til måling og efterfølgende slutlagring
i de omkringliggende forretningssystemer, hvorfor systemet skal understøtte en høj grad af systemintegration.
marken"; der hvor dataloggere/sensorer er
fysisk placeret. Det medfører et stort tidsforbrug og ringe mulighed for at have adgang til helt aktuelle data.
De løsninger, der findes på markedet
til "remote" dataopsamling er som regel
proprietære løsninger, som kun fungerer
sammen producentens egne dataloggere/
sensorer og uden integration til kundens
øvrige systemer.
COWI har derfor udviklet en systemløsning, der kan anvendes af brugere uden
processtyrings-teknisk baggrund. Denne
løsning er fleksibel nok til at kunne håndtere forskellige producenters udstyr og
kan integreres med kundens øvrige forretningssystemer.
Løsningen anvendes i øjeblikket til
så forskelligartede opgaver som overvågning af miljøsensorer, der måler vandstand, temperatur, pH-værdier mm. i søer
og vandløb til overvågning af korrosionen
i broers betonarmering.
AMO-systemet
AMO-systemet (jf. Figur 1) er web-baseret med et intuitivt brugerinterface, som
giver brugerne adgang til at udføre den
nødvendige konfiguration af dataloggere
og sensorer samt overvåge de opsamlede
data.
Brugernes indgang til systemet er et
oversigtskort, hvor den enkelte dataloggers geografiske position vises med en
farvemarkering. Farvemarkeringen indikerer dels om dataloggeren fungerer og dels
om de opsamlede data ligger inden for de
tilladte grænseværdier.
Fra oversigtskortet har brugeren adgang til at se detaljer om hver enkelt datalogger og sensor samt ændre konfigurationen af disse. Konfigurationen omfatter
eksempelvis tids-synkronisering, dataoverførselsfrekvens, logningsfrekvens og offset på de udførte målinger.
Måledata præsenteres i tabeller med
mulighed for at filtrere, sortere og søge i
data i forbindelse med udførelse af dataanalyser. Endvidere kan måledata præsenteres grafisk i form af tidsserier.
AMO-systemets kommunikationsservice "lytter" løbende efter opkald fra dataloggerne og sørger for at overføre dataloggernes data til AMO. Hvis det er
nødvendigt kan AMO også opdatere dataloggernes konfigurationsparametre.
Et væsentligt element er alarm-funktionaliteten, som i høj grad automatiserer
overvågningen. Alarmer kan dels ses på
oversigtskortet og kan dels udsendes som
SMS og e-mail til de relevante brugere.
Integration mod eksterne forretningssystemer er et andet væsentligt element. Her tilbyder AMO-systemet både
overførsel af datafiler i XML-format og ved
anvendelse af web-services.
AMO-systemet har som udgangspunkt flere ligheder med et SCADA-system, men adskiller sig også på en række
områder: Det primære oversigtsbillede er
et kort med den geografiske placering af
dataloggerne. Det er kun muligt at kommunikere med dataloggere/sensorer på
bestemte tidspunkter, hvor de er aktive
af hensyn til strømbesparelse. Systemet er
udviklet med udgangspunkt i, at brugere
uden indsigt i processtyring og –overvågning kan betjene det. Endelig er systemet
designet, så det kan understøtte et stort
antal brugere, der hver især har ansvar for
styring og overvågning af en mindre del af
det samlede antal dataloggere.
Teknikken bag AMO
AMO-systemet er baseret på en SOA-arkitektur (Service Oriented Architecture) med
en web-applikation som brugerinterface.
Løsningen er baseret på Microsoft-teknologi og Open Source-teknologi.
Overordnet set omfatter Servicelaget bl.a.: Kommunikationen med dataloggere, alarm-overvågning og -udsendelse
samt dataintegration mod eksterne systemer. Hertil kommer et eksternt tilgængeligt web-API (Application Programming Interface), hvormed der åbnes muligheder
for, at man fra eksterne applikationer kan
udføre en række af AMO-applikationens
operationer – herunder oprettelse og redigering af dataloggere og deres sensorer samt udlæsning af alarmer og kvittering for disse. Herved opnås mulighed for
at indlejre betjeningen af AMO-systemets
funktionalitet i andre systemer.
Dataloggerne er autonome enheder,
hvorpå der typisk kan tilkobles op til 6 forskellige sensorer. Dataloggeren kan lagre
et begrænset antal måledata og er endvidere udstyret med et standard 3G/4Gmodul til kommunikation. Dataloggeren
drives af et batteri, som under optimale
driftsforhold kan levere strøm til dataloggeren i op til 5 år.
Den initiale opkobling af dataloggeren til AMO kræver ikke andet end registrering af AMO-systemets IP-adresse og
kommunikationsporten i dataloggeren,
samt at dataloggeren oprettes i AMO. Ved
dataloggerens første opkald til AMO bliver
konfigurationsparametrene indlæst i dataloggeren, hvorefter det planlagte måleprogram bliver gennemført.
Kommunikationen med dataloggerne foregår via TCP/IP over 3G/4G mobilnettet. MODBUS-protokollens master/slave-opdeling fungerer lidt specielt i denne
sammenhæng, idet det er dataloggerne,
der initierer kommunikationen, hvorefter
AMO-systemet overtager rollen som master. Årsagen til dette er, at dataloggerne
ofte er placeret på svært tilgængelige steder i naturen. Derfor har producenterne af
dataloggere fokus på reduktion af batteriforbruget, hvilket bl.a. kan opnås ved at
dataloggerne lukker ned for kommunikationen, bortset fra de tidspunkter, hvor data
skal overføres til AMO.
AMO-systemets
kommunikationsservice lytter kontinuerligt efter opkald fra
dataloggerne, som tilkendegiver sig med
et unikt ID, hvorefter AMO overtager styringen af kommunikationen og afsender
de relevante MODBUS-kommandoer til
dataloggeren. Afslutningsvist sendes en
kommando, der sætter dataloggeren tilbage i dvaletilstand igen, hvor batteriforbruget holdes på minimalt niveau.
Typisk udfører dataloggeren målinger
4 gange i timen, men det kan variere mellem 2 gange pr. døgn og 1 gang pr. minut.
Dataoverførslerne til AMO foregår typisk 1
gang i timen eller 1 gang i døgnet.
Dataloggerne er ofte placeret uden
for by-områder på steder, hvor mobildækningen kan variere. AMO's kommunikations-service tager derfor hensyn til fore-
komst af afbrydelser i dataforbindelsen og
forlængede svartider over mobilnetværket. Dette er også en af årsagerne til, at
systemet indeholder en omfattende logning af transaktionerne i AMO. Ifm. indlæsning af data fra dataloggerne logges
afsendelsen af hver enkelt MODBUS kommando fra AMO og det tilhørende svar fra
dataloggeren. Systemets superbrugere har
adgang til logfilen via brugergrænsefladen
og kan derved fejlsøge dataloggere med
dårlig mobildækning og iværksætte montering af eksterne antenner på de pågældende dataloggere.
AMO-systemets brugerstyring bygger på en række forskellige brugerroller
med tilhørende rettigheder. Brugerstyringen understøtter ADFS (Active Directory
Federation Services), således at brugerne
kan tildeles rettigheder til AMO-systemet
fra centralt hold på samme måde, som
brugernes adgang til kundens øvrige forretningssystemer.
Datalogger: Er en elektronisk enhed, der registrerer data over tid
via indbyggede eller eksternt tilkoblede instrumenter og sensorer. En trådløs datalogger er ofte
udstyret med et telefon SIM-kort,
der via GPRS (General Packet Radio Service) kommunikerer beskeder til andre enheder.
Modbus: En seriel kommunikationsprotokol som oprindeligt blev
lanceret af Modicon i 1979 til brug
for PLC'er. Kommunikations-protokollen er enkel og robust, og er
siden blevet en de facto standard
til at forbinde industrielle elektroniske enheder. Modbus findes
i dag i flere protokol variationer
(Modbus RTU, Modbus
SID E 10 • DAu • JULI 2015
JUL I 2015 • DAu • SIDE 11
Automation og
robotter
skaber job
AF BASTIAN EMIL
JØRGENSEN, DI ITEK
To forskere påviser i en omfattende analyse med data fra
17 lande, hvordan robotter
skaber vækst, produktivitet
og nye arbejdspladser.
De færreste kender en produktionsvirksomhed, hvor automatisering på en eller
anden måde ikke har forandret de daglige
rutiner. Vi ser i mange virksomheder, hvordan robotter har indtaget funktioner i fabrikshallerne, kontrolrummet, serviceenhederne og alskens andre steder. Ofte på
bekostning af traditionelle arbejdsopgaver.
Denne automatisering har været
genstand for en del debat. Den handler
om, hvorvidt robotter kun skaber værdi
ved, at mange mennesker må se deres stilling opsagt, fordi en robot har overtaget
deres funktion.
Indtil nu er dette spørgsmål typisk
blevet besvaret ved anekdoter og data om
enkelte virksomheder. Men nu har de to
forskere Georg Graetz og Guy Michaels
fra henholdsvis Uppsala University og London School of Economics udført en omfattende analyse, der for første gang påviser effekten af industrielle robotter på den
økonomiske bundlinje. Det skriver Harvard
Business Review, det internationale magasin om management.
Medfører automation færre jobs?
Ved at analysere omfattende data fra 14
industrier i 17 lande i perioden 1993 –
2007 har Michaels og Graetz fundet frem
til, at brugen af robotter har stået for en
tiendedel af den samlede vækst i BNP. Ser
man på produktiviteten, har robotterne bidraget med hele 16% af den samlede produktivitetsstigning i perioden.
Robotterne skaber altså utvetydigt
større vækst i både økonomien og produktiviteten. Men sker det så på bekostning af
en reduktion af arbejdsstyrken?
Det viser sig at være meget forskelligt
fra land til land. Antager man for eksempel, at robotter konsekvent afløser menneskelig arbejdskraft, vil man, alt andet lige,
forvente, at de lande, der investerer mest i
robotter, oplever det største fald i arbejdsstyrken. Men sådan er virkeligheden ikke.
Sammenligner man Tyskland, der har den
mest robot-intensive industri, med USA,
ser man, at den lineære sammenhæng
mellem automation og tab af jobs ikke eksisterer:
I perioden 1993 – 2007 har både USA og
Tyskland investeret massivt i automation.
Vores naboer mod syd har investeret klart
mest og mistet 19% af alle produktionsjobs. Samtidig har USA mistet hele 33%
af sine produktionsjobs på trods af færre
investeringer end Tyskland. Storbritannien
og Australien har endda mistet endnu flere produktionsjobs – og de har investeret
mindre i robotter og automation end USA.
Robotter skaber nye jobs
Graetz and Michaels undersøgelser påviser en tendens til, at robotter også skaber
nye jobs. Selvom en del ukomplicerede arbejdsopgaver nedlægges, når robotterne
indtager virksomheder, skaber robotterne
nemlig samtidig nye arbejdsfunktioner og
jobs. Selv lønningerne til de stillinger, der
kræver mere avanceret viden og ekspertise
er steget med robotternes indtog.
Robotternes indtog stiller altså større krav om en velkvalificeret arbejdsstyrke,
der må tilpasse sig de nye omstændigheder og mulighed for samlet set vækst og
bedre job.
Ledelsens ansvar at smarte løsninger giver sikker automation
AF MICHAEL JUSTESEN,
NOVO NORDISK, PRODUCT SUPPLY IT
Når forretningsprocesser
understøttes af smarte IT/
automationsløsninger skal
der være styr på den medfølgende IT/automations
risiko. Det gælder både i
etableringsprojektfasen og
den efterfølgende drift.
IT Risk Management kan sikre den afgørende forskel idet formålet med IT Risk
Management er at sikre at mulige IT risici ikke påvirker forretningen i at nå de
planlagte forretningsmål. Det gøres ved at
identificere, vurdere og prioritere eventuelle IT risici via en struktureret proces, som
involverer IT og forretningen. En velfungerende IT risk proces sikrer, at alle IT risici
kommer frem i lyset, og bliver gennemgået i samarbejde med løsningsejeren. Sekundært ved at identificerede risici bliver
accepteret, som de er, eller søgt minimeret
via konkrete tiltag.
IT Risk Management børe betragtes
som et ledelsesværktøj, der på en struktureret måde, giver forretningen indsigt i
IT indlejrede risici for de valgte IT/automationsløsninger. Gjort på den rigtige måde,
kan IT Risk Management anvendes til prioritering af konkret indsats og løbende status opfølgning.
Ydermere skaber IT Risk Management processen værdi for både forretningen og IT/automationsafdelingen igennem en fokuseret dialog og dermed fælles
forståelse omkring de mulige IT risici, der
kunne påvirke forretningen i at nå de planlagte forretningsmål.
God IT Risk management kan opnås
ved en simpel årlig proces centreret omkring et risiko afdækningsskema og en minimal indsats per IT/automationsløsning.
Det forudsætter dog ledelsesmæssig prioritering og sikring af, at processens aktiviteter konsekvent gennemføres med en
sådan kvalitet, at de identificerede IT risici
kan danne beslutningsgrundlag for efterfølgende relevante beslutninger.
Start med det enkelte system
Har man ikke tidligere afdækket IT risici bør udgangspunktet for risiko afdækningen være det enkelte IT/automationssystem. Alternativet kunne være at tage
udgangspunkt i forretningsprocesserne,
men for at sikre entydigheden i dialogen
mellem forretningen og IT/automationsafdelingen kræver det samme indsigt og
forståelse af de enkelte, specifikke forretningsprocesser. Og det niveau har IT/automationskollegaerne typisk ikke, hvorfor
det anbefales at starte med fokus på det
enkelte IT/automationssystem.
Andre forudsætninger:
• Entydig identifikation af alle IT/automationsløsninger
• Risiko afdækningsskema – vigtigt at
samme skema anvendes i forbindelse
med IT risiko afdækningen af alle løsninger uanset typen og om systemet
er placeret internt eller om det f.eks.
er en service leveret af et andet firma
(skemaet kan f.eks. bestå af simple
spørgsmål hvortil der kan svares ja eller nej)
Mulig proces:
• System managere/eksperter udfylder
risiko afdækningsskemaet og med
mulige tiltag for risiko afdækning.
Virksomhedens IT risiko ansvarlige leder starter processen
• System manager/ekspert gennemgår
sammen med den IT risiko ansvarlige
leder det udfyldte afdækningsskema,
og sikre dermed en ensartet kvalitet
på tværs af alle IT/automationsløsninger
• System manager/ekspert gennemgår
det udfyldte afdækningsskema med
system ejeren og prioriterer eventuelle
risici-minimerende tiltag
• Den IT risiko ansvarlige leder samler
på tværs af alle afdækningsskemaerne de prioriterede tiltag i en samlet IT
risiko oversigt
Hvor ofte en sådan proces bør afvikles afhænger af hvor foranderligt IT/automationslandskabet er. Jo mere stabilt et miljø
jo færre ændringer og desto sjældnere behøver processen at blive afviklet. I praksis
anbefales den afviklet mindst 1 gang årligt
for at kompensere for job-ændringer, ændringer i forretningsmål samt for at sikre
en løbende opmærksomhed på de mulige IT risici.
Ved enhver igangsætning af en ny eller opgraderet IT/automationsløsning skal
ovennævnte proces (for det specifikke system/løsning) være gennemført inden systemet idriftsættes.
Når ovennævnte proces er gennemført for alle IT/automationssystemer, kan
den IT risiko ansvarlige anvende den samlede IT risiko oversigt i IT strategi processen, som forslag til budgetprioritering på
tværs af alle IT/automationssystemer samt
ledelsesmæssig periodisk fredriftsrapportering på godkendte risici-minimerende tiltag.
Den samlede IT risiko oversigt bør en
gang årligt bruges som prioriteret input
til opdateringen af katastrofe planer. Det
gælder både på forretningssiden og på IT/
automationssiden.
Anbefalede emneområder, som bør
medtages i en IT risiko afdækning, der
omfatter automationssystemer:
• System management og
system ejerskab
• Brugerstyring
• Password styring
• Bruger og system logs & review
• Test miljø og test data
• Funktionsadskillelse
(separation of duties)
• Data klassifikation
• 3. Parts / underleverandørstyring
• Konfigurationsstyring
• Levetidsanalyse
• Katastrofeplanlægning
(inkl. hændelseshåndtering)
• Fysisk miljø
Yderligere inspiration/emneområder
kan findes i standarderne ISO 27005,
ISO 27002:2005 og NIST (National Institute of Standards and Technology)
SP 800
AFSENDER:
DI ITEK / Dansk Automationsselskab – 1787 Københanvn V
DAu bladet støttes af følgende sponsorer:
Har I lyst til at være med til at sponsorere DAu Bladet? Så send logo i en høj­opløselig fil til [email protected]. Det koster 4.000 kr. + moms per fire DAu blade.
Bliv medlem
eller abonnent
Stor virksomhed (flere end 20 ansatte) Lille virksomhed
(20 ansatte eller færre)
DAu-medlem
Kontingent
8.500 kr.
3.400 kr.
Konferencegebyr*
1.900 kr.
1.900 kr.
Abonnement
8.500 kr.
3.400 kr.
Konferencegebyr*
2.200 kr.
2.200 kr.
DAu-abonnent
* for andre er konferencegebyret 3.900 kr.
Se mere om
DAu på
hjemmesiden
www.dau.dk