Všechny podpůrné činnosti a povinnosti podniku v souvislosti s udržením výrobní infrastruktury, majetku či pracovního prostředí, energetických a lidských zdrojů patří do oblasti správy majetku, neboli facility managementu. Nicméně, je v podstatě jedno, jak to nazveme, ale jisté je, že správa majetku stojí hodně peněz a úsilí a má podstatný vliv na konkurenceschopnost podniku. V současném hyperkonkurenčním prostředí, kdy je obrovský tlak na cenu, je totiž důležité znát strukturu vnitřních nákladů, které jsou přímo úměrné efektivitě vnitřních procesů, probíhajících napříč firmou.

Nástup nových moderních technologií „internetu věcí“ otevírá podnikům nové možnosti zvýšení konkurenceschopnosti přes zvýšení efektivity a produktivity procesů správy majetku a snížení provozních nákladů. Obecně by se dalo říci, že po úspěšném zavedení systému pro správu majetku ušetříme 20–30 % na provozních nákladech a dosahujeme prodloužení životnosti investičního majetku o 20 %. Většina úspor provozních nákladů souvisí se zlepšením organizace práce a chováním zaměstnanců podniku.

Zavedením technologie internetu věcí můžeme:

• Dostat pod kontrolu kritické stavy klíčových procesů a tím zvýšit produktivitu nevýrobních složek.
• Snížit výdaje na energie.
• Vyhnout se neplánovaným haváriím a optimalizovat rozpočet na opravy.
• Prodloužit životnost a trvalou udržitelnost investičního majetku.
• Zlepšit bezpečnost a pracovní prostředí a vyhnout se legislativním problémům.

Co se nástupem internetu věcí změnilo?

Před pěti lety bylo nutné pro realizaci dálkových odečtů spotřeby energie investovat 6místné částky do kabelového komunikačního propojení měřidel a ovládacích zařízení. Realizace vyžadovala složité stavební řízení a trvala řádově měsíce. Dnes je to hotové za několik týdnů a náklady klesly řádově 100krát. Nikoho dnes nepřekvapí, že napojit do sítě můžeme téměř všechny „věci“.

Usnadňují nám to nové typy lokálních sítí typu LoRa nebo SIGFOX s nízkou spotřebou, dlouhým dosahem, symetrickou obousměrnou komunikací, lokalizací bez GPS a bez omezení denního počtu zpráv. Pokrytí republiky rychle narůstá a v současné době neexistuje technické omezení pro rychlé zprovoznění privátní zabezpečené sítě pro IoT v průmyslovém areálu.

Ve správě průmyslového areálu a řízení výroby můžeme v reálném čase sledovat senzory a zařízení, které nám poskytují cenné informace o kritických stavech jednotlivých systémů a technologických celků. I v tomto případě platí staré známé „co neměřím, neřídím“.

Co všechno mohu a potřebuji sledovat, analyzovat a řídit?

Měřidla stavových veličin, regulační ventily, světla, kamery, hlásiče, alarmy, klapky... Dokonce není problém sledovat okamžitou polohu vybraných věcí nebo lidí. Záleží jenom na naší fantazii.

Není to ovšem tak jednoduché. Na správné využití potenciálu internetu věcí je třeba se dobře připravit, aby z toho byl nějaký zisk a ne jenom „hračka“ pro IT oddělení a další gigabajty dat na serverech, které nikdo neanalyzuje a nevyužívá.

Možnosti integrace různých zařízení jsou velmi rozmanité z hlediska nároků na data. Některá zařízení generují velké objemy dat (například kamery), jiná jen několik bajtů týdně. Díky velkému objemu získávaných dat lze na základě automatické analýzy identifikovat odchylku od normálu a vhodným způsobem na ni zareagovat. IoT podle zmíněné analýzy umožňuje firmě lépe plánovat příjmy a náklady na energie, usnadní identifikaci potřebných služeb, např. revize, preventivní údržba.

Mezi IoT technologie, které mohou být integrovány do komplexního řešení správy majetku, patří:

• řízení technologie ohřevu TUV a její distribuce (kombinace zdrojů tepla a solárního systému)
• řízení technologie ohřevu a sledování tlaku průmyslové vody (kombinace zdrojů tepla a solárního systému)
• řízení vytápění a klimatizačních jednotek v návaznosti na informace z elektronického zabezpečovacího systému
• řízení elektronického zabezpečovací systému a požární signalizace
• monitoring spotřeby elektrické energie, vody, plynu
• monitoring záložních generátorů elektrické energie

Výsledkem je většinou instalace nebo upgrade řídícího systému, jehož jednotlivé části, čidla a senzory jsou propojeny prostřednictvím privátní sítě. Ve spojení s individuálně zpracovaným uživatelským rozhraním, pro které doporučujeme SCADA/HMI systém, poskytuje dodané řešení správci objektu komplexní přehled o všech technologiích včetně alarmových hlášení. Webové uživatelské aplikace umožňuji uživatelský zásah do řízených technologií přes chytrý telefon, tablet nebo PC. Ukažme si, jak to může fungovat v praxi na dvou reálných příkladech:

1. Příklad projektu energetických úspor a plánování údržby

Cílem řešení může být zajištění energetické soběstačnosti průmyslového areálu. Budova je vybavena kombinovanými FVE a solárními panely, které během pracovního dne dodávají el. energii administrativní budově. V letním období jsou panely FVE pro vyšší účinnost ochlazovány teplosměnným médiem v solárních panelech. Získaná energie se nejprve používá pro pokrytí energetické potřeby (zejména TUV) výrobní haly a následně jsou přebytky ukládány do zemních vrtů za účelem akumulace energie. Akumulovaná energie v zemi se využívá v zimním období, kdy tepelná čerpadla zemní teplo převádí do topného systému celé budovy. Celý systém je vybaven 150 ks teplotních nebo tlakových čidel a 15 ks kalorimetrů, které zabezpečují dokonalý přehled o dodávané a odebírané energii v jednotlivých režimech provozu.

Všechny důležité hodnoty a informace o aktuálním stavu systému jsou zaznamenávány do databáze a průběžně vyhodnocovány. V případě poruchy nebo dosažení aplikačně nastaveného kritického stavu procesu je posílána SMS zpráva strojníkovi a e-mail definovaným osobám. Ovládání systému je možné prostřednictvím WEB aplikace, ale i SMS povely.

2. Příklad projektu na zjištění úniků vody z potrubí

Teplárenský podnik zásobuje teplem město střední velikosti a spravuje tepelnou podzemní potrubní síť v délce 30 km v průmyslovém areálu, ale i na území města. Úniky na topné vodě se pohybovaly v řádu 3 metrů kubických za den a vzhledem k velké rozloze sítě nebylo jednoduché lokalizovat, kde úniky vody vznikají. Řešením bylo instalovat mobilní tlaková a teplotní čidla na hlavní uzávěry jednotlivých větví, senzory propojit do privátní sítě a v reálném čase sledovat poklesy tlaku v jednotlivých potrubních větvích. Postupným zahuštěním čidel na potrubních větvích s poklesem tlaku a průtoku se podařilo dohledat dvě poruchy s přesností na 20 cm. Vzhledem k průměrnému stáří potrubní sítě 40 let dochází ke skrytým únikům poměrně často. Prostředky na výměnu celé potrubní sítě nejsou, a proto bylo rozhodnuto o postupné výměně nejvíce poruchových potrubí. Bylo určeno 8 míst rovnoměrně pokrývajících celou potrubní síť pro permanentní monitoring tlaku a teploty vody v potrubí. Všechny důležité hodnoty a informace o aktuálním stavu systému jsou zaznamenávány do databáze a průběžně vyhodnocovány. Webová aplikace umožňuje vedoucímu údržby v reálném čase sledovat pokles tlaku v hlavních větvích a podle toho lokalizovat úniky a plánovat opravy či výměny potrubí.

Jak na to?

Internet věcí s sebou nese potřebu definovat nové standardy a dopilovat existující procesy, postupně si udělat pořádek v majetku a technologických celcích. Pokud nestavíme novou halu na zelené louce, jsme nuceni dělat vše za provozu a maximálně využít stávající technické zařízení. Pojďme na to selským rozumem. To, co funguje a je odzkoušené, nechejme fungovat. Pokud ale existuje potenciál úspor nákladů, má smysl nasadit „internet věcí“, vyměnit měřidla a ostatní senzory. Každý technologický celek má svůj funkční datový model, a pokud si nakreslíme na papír, jak proces skutečně funguje (nebo ještě lépe, jak má ideálně fungovat), není již příliš daleko k rozhodnutí, co má smysl automatizovat.

Zajímavý potenciál rychlé návratnosti investic do technologií internetu věcí je tam, kde vznikají často poruchy, neustále musíme něco řešit, nemáme dokumentaci, chybí plán revizí nebo plán preventivní údržby, není jasné, z čeho jsou přesně určeny nákladové položky, nebo třeba není jednoduché zjistit, co vlastně pracovník v údržbě celé dny dělá.

Co na to ekonomický útvar a evidence majetku?

Paní účetní v tom má většinou jasno. „Ta čidla, senzory a zařízení už máme dávno odepsané, tak my nic nepotřebujeme.“ Z hlediska účetnictví jsou „věci“, které chceme monitorovat, analyzovat a řídit, evidovány na kartě hmotného majetku. Hmotný majetek ještě rozdělujeme na dlouhodobý a krátkodobý, odepsaný, neodepsaný. Aplikace a data jsou naopak nehmotným majetkem. Pozemky a budovy, inženýrské sítě najdeme potom na kartě nemovitého majetku. Pozornému čtenáři jistě neunikne, že kdybychom vycházeli z poslední povinné každoroční účetní inventury majetku, bude nám chybět většina potřebných technických údajů nutných pro správný popis stavu funkčnosti procesů v jednotlivých technologických celcích.

Řešením je udělat roční inventuru/pasportizaci majetku pořádně. Tedy tak, aby byli technický ředitel, ekonom i šéf provozu spokojení. Inventuru by měli provádět dobře zaškolení členové inventurní komise, vybavení mobilní aplikací s vytvořeným seznamem položek, které potřebujeme inventarizovat/pasportizovat. Říkejme tomu prvotní inventarizace/digitalizace pro IoT, včetně sběru vybraných technických údajů s digitalizací do připravené aplikace pro evidenci majetku s odladěným datovým modelem. Obousměrné propojení aplikace pro technickou evidenci majetku s účetní evidenci by mělo být samozřejmostí.

Kdo za to bude odpovědný?

Do doby položení této zdánlivě jednoduché, ale zároveň nebezpečné otázky jsou většinou témata o moderních technologiích velmi oblíbeným tématem do diskuse na pracovních poradách. Za zajištění prosperity podniku a dosažení plánovaného zisku a strategických cílů, jako je např. zvýšení konkurenceschopnosti nebo zajištění bezpečného a produktivního pracovního prostředí je odpovědný vrcholový management společnosti. Zavedení IoT pro správu průmyslového podniku a řízení výrobních a provozních procesů patří mezi strategická rozhodnutí, která se týkají všech útvarů podniku. Hovoříme o ICT strategii podniku, která podporuje marketingové, obchodní a výrobní cíle podniku. Vzhledem k tomu, že jde o projekt typu „běh na dlouhou trať“ s trvalou udržitelností, měl by být záměr v souladu s dlouhodobou strategií podniku. Je zásadní chybou, když je odpovědnost přenesena pouze na útvar správy majetku, nebo někam, kde nemají zrovna co dělat. Bez podpory všech členů vrcholového vedení jsou podobné projekty předem určeny k neúspěchu. Kromě vytvoření časového prostoru klíčových pracovníků jde zejména o to, že s optimalizací a automatizací procesů je bezpodmínečně nutné zavést striktní pravidla pro chování zaměstnanců. Je také třeba důsledně vynucovat pravidla, díky nimž bude jasné, kdo vlastní konkrétní data, kdo má právo k nim přistupovat, kde jsou data uložena a jaká existují pro tato data rizika ohledně ochrany soukromí. Datové sady a toky musí být v souladu se závaznými normami a bezpečnostními směrnicemi podniku.

Co je tedy třeba udělat?

• Oprášit stávající procesy, případně je vytvořit a sepsat.
• Vydefinovat cíle: ekonomický nebo jiný přínos, který prokazatelně zvýší konkurenceschopnost podniku.
• Získat pro tento projekt klíčové lidi ve vedení podniku.
• Udělat technickou inventuru „věcí“ (majetku) se zaměřením na technologické celky a související procesy tak, aby datový model obsahoval aktuální, potřebná data.
• Strukturovat data o „věcech“, stanovit pravidla použití a toku dat, definovat přístupová práva.
• Navrhnout vhodnou komunikační síť, přenosovou vrstvu.
• Pilotní provoz, zapojení vybraných „věcí“, nebo úplných částí technologických celků do sítě s vyhodnocením pravděpodobnosti dosažení cíle projektu. Zároveň dochází k odladění řídícího systému a uživatelských aplikací pro potřeby podniku.
• Realizace projektu.
• Trvalý udržitelný provoz a pravidelné vyhodnocování ekonomických a provozních cílů.

Závěrem

Zavedením technologie IoT do správy majetku průmyslového podniku uděláme pořádek ve věcech, které vlastníme, dostaneme pod kontrolu spotřebu energií, ale i chování zaměstnanců, případně dodavatelů, aby každý byl v pravý čas na správném místě a dělal to, co je potřeba.