Leuze SmartID-Edge

Dijitalleşme ve ağ oluşturma günümüzün temel konularıdır. Endüstriyel ortamda, Endüstri 4.0 ve Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT) gibi kavramları şekillendiriyorlar. Ağ oluşturma, günümüzün üretim ve lojistik otomasyon sistemlerinde özellikle önemli bir rol oynamaktadır. Buradaki amaç, üretim süreçlerinin tam durumunu herhangi bir zamanda çağırabilmek ve üretimle ilgili verilerin tam bir genel görünümünü saha düzeyinde tutmaktır. Bu, aşağıdaki gibi kilit soruları içerir: Kullanıcılar üretim süreçlerinde maksimum şeffaflığı nasıl etkin bir şekilde elde edebilirler? Peki ağ katılımcıları arasındaki iletişim ne kadar güvenli?

Üretim veya intralojistik alanındaki modern otomasyon sistemlerinde çok sayıda kontrol sistemi, sensör ve aktüatör bulunur. Bunlar Ethernet tabanlı iletişim veya fieldbus sistemleri aracılığıyla birbirleriyle ağa bağlanır ve veri alışverişi yapabilir. Sensörler, üretim süreçlerini etkinleştirmek için olay tabanlı sinyaller üretir veya doğru üretim süreçlerini ve kalite gerekliliklerini izlemek için ölçüm değerleri sağlar. 2D kamera sistemleri ve RFID okuyucular gibi AutoID sistemleri, üretimdeki ve malzeme akışındaki nesneleri, yük taşıyıcıları ve konteynerleri tanımlar.

Modern tanımlama sistemlerinin tipik olarak tanımlanacak nesneye bağlı olarak değişken miktarda veriyi ve farklı kod sistemlerini işleyebilmesi gerekir. Ancak klasik 1D/2D kodlarda bu olanaklar sınırlıdır çünkü Küresel Ticari Ürün Numarası (GTIN) gibi standartlaştırılmış barkodlar yalnızca tanımlanmış, değiştirilemez ve oldukça küçük miktarda veri sağlar. Ayrıca bir barkod her zaman barkodun temsil ettiği tüm veri kaydının depolandığı MES veya ERP gibi daha üst düzey bir BT sistemine erişim gerektirir. RFID, fiziksel prensibin diğer avantajlarına ek olarak kullanılan veri taşıyıcılarının ('etiketler') esnekliğinden de faydalanır. Bunlar genellikle serbestçe programlanabilir bir elektronik belleğe sahiptir; bu, belirli durumlar için gerekli olan ürün ve süreç verilerinin doğrudan nesneye kaydedilebileceği anlamına gelir. Ancak ekonomik veya teknik nedenlerden dolayı RFID kullanmak her zaman pratik veya mümkün değildir. Sürekli üretim süreçlerinde barkoddan RFID'ye sık sık ortam değiştirilmesi de istenmez çünkü otomasyon süreçlerinde ve veri işlemede daha fazla çaba harcanmasına neden olur.

Leuze'nin SmartID-Edge konsepti işte bu noktada devreye giriyor. Klasik optik barkod teknolojisini korurken kimlik verilerini işlemek ve saklamak için standartlaştırılmış RFID mekanizmalarını kullanır. Bu, veri değişim standardı olarak OPC UA ve tam entegre bir AutoID Companion spesifikasyonu kullanılarak RFID veri yapıları ve komut setlerinin standart barkod tarayıcılar ve kamera tabanlı tarayıcılarla bağlanmasıyla elde edilir. Her fiziksel barkoda, bir uç sunucudaki bir veritabanında depolanan sanal bir RFID etiketi atanır. Veri alışverişi saha seviyesinde yalnızca barkod cihazları ve edge sunucusu arasında gerçekleşir. Sistemin kontrol sisteminin, örneğin bir PLC'nin, uç sunucuya erişimi yoktur - PLC yalnızca barkod tanımlama sistemlerine erişebilir, ancak bunlar RFID sistemleri gibi davranır.

Bu, üretim sürecindeki nesneleri tanımlarken verileri zenginleştirmek için benzeri görülmemiş olanaklar sunar: Benzersiz nesne kimliğine ek olarak, tanımlama sistemi ile ilgili durum bilgilerinin yanı sıra okuma kalitesi ve diğer süreç ve durum verileri de bir veri kaydında saklanabilir. Bu veri kaydına saha düzeyinde gerçek zamanlı olarak doğrudan erişilebilir. MES ve ERP sistemlerine yapılan sorgular artık gerekli değildir, bu da ağlardaki veri trafiğini rahatlatır ve BT düzeyinde sistem kaynaklarını serbest bırakır. Birden fazla yerel sensör ve AutoID ağı, dağıtılmış uç sunucular aracılığıyla senkronize edilebilir. Bu, tüm tanımlama olaylarının ağ genelinde her zaman mevcut olduğu anlamına gelir. Bu yerel olayların tüm üretim yaşam döngüsü boyunca uç veritabanında depolanan ilgili bilgilerle ilişkilendirilmesi, dijital ikizin temelini oluşturur. Bu, uç sunucuyu bir API ve bulut bağlantısı ile genişleterek farklı tedarikçiler ve tesisler içeren bir tedarik zinciri içinde bile gerçekleştirilebilir. Bu, lojistiğin daha etkin çalışmasını sağlar, manuel veri girişini ortadan kaldırır ve iş yazılımındaki (ERP) karmaşık sistem geçişlerini önler.

Güvenli iletişim önlemleri, ağa bağlı sistemlerin sorunsuz ve sorunsuz kullanımı için gereklidir. Burada SmartID-Edge çözümü çeşitli entegre güvenlik mekanizmaları sunmaktadır. Ethernet tabanlı arayüzler veya ProfiNet, Ethernet/IP veya EtherCAT gibi fieldbus'lar üzerinden iletişim sağlayan modern otomasyon bileşenleri ve tanımlama sistemleri entegre web sunucularına sahiptir. Web sunucuları yerel ağdaki cihazlara kolay erişim sağlar. Uyarlanabilirlik, hassasiyet ve performansa yönelik yüksek gereksinimleri karşılamak için cihaz yazılımında gerekli güncellemelerin hızlı, güvenilir ve güvenli olması gerekir. Tanınan işlevsel iyileştirmeler böylece cihazı değiştirmeden uygulanabilir ve yeni işlevler otomatik olarak uygulanabilir. Aynı zamanda, cihaza yalnızca yetkili ürün yazılımının yüklendiğinden ve veri aktarımının manipüle edilemeyeceğinden emin olunmalıdır. Güvenli veri aktarımına yönelik bu gereklilikler, özellikle AB'nin Siber Dayanıklılık Yasası nedeniyle, ağlarda yerel olarak ve bulut sistemleri aracılığıyla iletişim kuran modern otomasyon sistemlerinin temel köşe taşları haline gelmektedir. 

OPC UA, entegre uçtan uca şifreleme özelliğine sahip, birlikte çalışabilir, Ethernet tabanlı bir iletişim platformu sağlar. Buna ek olarak, OPC UA Cihaz Arayüzü Spesifikasyonu Bölüm 100, yazılım güncellemelerini gerçekleştirmek ve yönetmek için satıcıdan bağımsız bir prosedür tanımlar. Doğrudan yükleme prosedürü, sınırlı donanım kaynaklarına sahip cihazlar için önerilir. Yeni yazılım bir dosya arşivi olarak aktarılır, böylece her dosya kendi özel başlığı ile kontrol edilir ve açıldıktan hemen sonra yüklenir. Son bir kontrolden sonra cihaz yeniden başlatılır. OPC UA aracılığıyla tüm iletişim ve dolayısıyla yazılım indirme, istemci ve sunucu arasında sertifika alışverişi ile güvence altına alınır. Harici bir GDS (Global Discovery Server) aracılığıyla otomatik sertifika değişimi, tüm OPC UA ağındaki uygulamaların ve sertifikaların merkezi yönetimini sağlar. Böylece ağ katılımcıları arasındaki iletişim en yüksek güvenlik gerekliliklerini karşılar: Veriler manipüle edilemez. Bu, her cihazın her zaman en yeni ve hepsinden önemlisi yalnızca orijinal ürün yazılımı ile çalıştırılmasını sağlar.

SmartID-Edge, saha düzeyinde tanımlama sistemlerini ağa bağlamak için güçlü bir platform sunar. Uç sunucular ve sanal veri taşıyıcıları kullanan özel veri işleme konsepti, takip ve izleme uygulamalarında maksimum şeffaflığın yanı sıra tedarik zincirinin her noktasında nesne ve süreç verilerine gerçek zamanlı olarak etkin erişim sağlar. Entegre güvenlik mekanizmaları sayesinde yüksek siber dayanıklılık gerekliliklerini de karşılamaktadır.