<PRocessindustriell IOt infrastruktur: möjligheter och utmaningar>

Transkript

1 PROJEKTSAMMANFATTNING Processindustriell IT och Automation hösten 2014 Projektakronym <PRIO> Projektnamn <PRocessindustriell IOt infrastruktur: möjligheter och utmaningar> 1 (6) Projektfakta Sökt belopp från VINNOVA: kr Sökande organisation: Fält Communications AB Projektledare: Katrin Jonsson (Umeå Universitet) Projektperiod: och Sammanfattning För att klara den globala konkurrensen måste industrin ständigt effektivisera sin verksamhet. Detta gäller också för massa- och pappersindustrin. Realt sjunker priserna på papper med 1-2 % per år vilket alltså måste mötas med ökad produktionseffektivitet. Ett exempel på detta är SCA Obbola som tillverkar kraftliner och som sedan starten mer än dubblerat sin produktionsvolym samtidigt som personalstyrkan minskat från 480 till idag ca 300 anställda. I detta projekt vill vi lägga fokus på den informationsrevolution som väntar genom uppkopplingen av produkter till Internet, Internet of Things (IoT) och vilka möjligheter och utmaningar det kan innebära för processindustrin. Det är ingen tvekan om att det innebär utmärkta möjligheter för industrin att fortsättningsvis kunna genomföra effektiviseringar och man behöver bland annat automatisera interna processer med hjälp av IoT och IT-system samt outsourca underhåll av en del icke driftkritiska system. Samtidigt kan IoT innebära att nya IT system och komponenter ska införlivas i en redan komplex ITmiljö hos industrin där underhåll och drift av system är en utmaning. Införandet av uppkopplade produkter medför därav många frågeställningar som behöver lösas innan IoT kan realiseras fullt ut i processindustrin. Projektets idé är att undersöka IoT möjligheter och utmaningar för processindustrin med specifikt fokus på hur en IoT infrastruktur kan skapas för att ge förutsättningar för att olika externa parter kan få tillgång till och utföra analys på data genererade av uppkopplade produkter. I projektet ingår Umeå Universitet, SCA Obbola, Fält Communication och UmeFast. Projektets mål är att identifiera behov kopplade till 1) Hur data från uppkopplade produkter effektivt ska samlas in med hänsyn till att produkter tillkommer/faller ifrån/byts ut/tillfälligt saknar uppkoppling, 2) Hur data ska tillgängliggöras via molntjänster till externa parter givet industrins säkerhetskrav, 3) Nytta för industrin av potentiella IoT tjänster 4) Hur IoT baserade tjänster/analysresultat kan återkopplas till industrin. För att illustrera hur en integrerad miljö skulle kunna fungera kommer en demonstrator att utvecklas där ett scenario gällande ett givarvärde från en uppkopplad produkt transporteras via en molntjänst till en extern serviceorganisation för analys och återkoppling. 2 Projektets bakgrund Processindustrin har genomgått stora förändringar till följd av digitalisering samtidigt som nya utmaningar väntar. I rapporten Automationens tredje våg utgiven av PiiA pekas det industriella internet ut som en viktig möjliggörare för processindustrins förnyelse och tillväxt 1. I detta projekt vill vi lägga fokus på den informationsrevolution som väntar genom uppkopplingen av produkter till Internet. Denna möjlighet går under olika benämningar såsom industriella internet, Industri 4.0, maskin-till-maskin kommunikation, 1 Örjan Larsson (2014) Automationens Tredje Våg skapar stora globala marknader

2 2 (6) Internet of Everything och sakernas Internet, men syftar gemensamt på uppkopplingen av produkter. Med uppkopplade produkter skapas nya förutsättningar att samla in data från produktionsutrustning men även att följa råvaran genom produktionsprocessen. Prognoser från bland annat Ericsson har pekat på att antalet uppkopplade produkter i världen kommer att passera 50 miljarder år Med uppkopplade produkter skapas förutsättningar för att samla in detaljerade data om status på utrustning, dess användning, position, identitet, historik mm. Processindustrin pekas ut som ett särskilt intressant område i den nationella agenda som tagits fram kring IoT 2. Processindustrins grundläggande förädlingskedja handlar om att få fram, förädla och få ut de råvaror och produkter som man arbetar med. I detta spelar informationsflöden över hela förädlingskedjan, men givetvis också funktionalitet och kvalitet i produktionsanläggningen, avgörande roller. Något som gjort IT och automation till viktiga delar i processindustriers produktions-, affärs- och verksamhetssystem. Genom uppkopplade produkter kan modern processindustri skapa effektiva informationsflöden längs hela förädlingskedjan, men också mellan olika nivåer av beslutsfattare. Dessutom har IoT potential att bidra till en ständigt höjd funktionalitet i industriernas anläggningar, t.ex i form av bättre styrning av underhållsinsatser. I och med uppkopplingen av produkterna skapas också möjlighet för processindustrins leverantörer att utöka sitt tjänsteinnehåll genom att samla data om produkterna i användning. Därmed kan tillverkaren leverera mer innehåll och fler tjänster i sina lösningar, till exempel affärsåtagandet där leverantören får betalt efter uppnådda produktionsmål eller anläggningstillgänglighet i stället för traditionella åtaganden kopplade till produktleveranser. Införandet av IoT i industrin måste också beaktas i relation till industrins automatisering där antalet anställda i relation till produktionen minskat och fortsätter minska samtidigt som också fler aktiviteter outsourcats till externa parter. Underhåll är ett exempel på en aktivitet som i olika grad outsourcats i många industrier med den bakomliggande tanken att sänka kostnaderna och dra fördelar av expertkunskap. Automatisering och outsourcing i industrin skapar dock utmaningar i relation till IoT. Industrin ser stor potential i all data som kan samlas in och analyseras, men ofta saknas egen kompetens att göra detta och man blir beroende av att ge externa parter tillgång till data för att genomföra analyser. Samtidigt som IoT har många potentiella möjligheter att skapa värde för industrin finns också utmaningar som måste adresseras. Uppkopplade produkter riskerar exempelvis att bidra med många ytterligare IT system som ska införlivas i en redan komplex IT-miljö hos industrin där underhåll av IT-miljön även i nuläget är en utmaning. Införandet av uppkopplade produkter medför därav många frågeställningar som behöver lösas innan IoT kan realiseras fullt ut i processindustrin. Exempelvis vem ska äga data, hur kan uppkoppling ske på ett säkert sätt, hur kan produktionsstörningar undvikas, vem ska ha tillgång till data (som kan vara produktionskritisk), och framförallt hur kan en integrerad infrastruktur skapas för att undvika att industrin ska får en miljö med disparata lösningar från alla produktleverantörer där varje leverantör utvecklar och vill ha sin specifika lösning installerad hos industrin för att få sin produkt uppkopplad. Behovet av att vidare utreda möjligheter och hinder i relation till IoT i processindustrin är därför stort om industrin ska kunna dra nytta av de möjligheter som skapas. I detta projekt vill vi ta utgångspunkt i industrins behov för att förstå hur en sammanhållen molnbaserad IoT infrastruktur skulle kunna se ut hos processindustrin. Således vill vi föregå stuprörslösningar där varje ny produktleverantör innebär en ny applikation hos industrin. 2 IVA (2013) Nationell agenda Internet of Things

3 3 (6) 3 Projektets idé Projektets idé är att undersöka IoT möjligheter och utmaningar för processindustrin med specifikt fokus på hur en IoT infrastruktur kan skapas för att ge förutsättningar för att olika externa parter kan få tillgång till och utföra analys på data genererade av uppkopplade produkter. Vi ser en molnbaserad arkitektur som en viktig fråga att adressera i relation till IoT lösningar då även molnarkitektur är under framväxande och ofta starkt förknippad med IoT. I projektet vill vi adressera industrins behov kopplade till hur IoT data kan genereras och göras tillgänglig samt hur den kan användas för att skapa värde för processindustrin, dvs både produktion och konsumtion av IoT relaterad data. Detta perspektiv illustreras i figur 1 Analys Tillgängliggjord data Visualisering Virtuell miljö Datainsamling Åtgärder Fysisk miljö Figur 1. Processflöde av IoT relaterad data Projektet kommer bygga på samverkan mellan industri, akademi och IT leverantörer för att skapa förståelse för de behov som finns runt IoT i denna kontext och vi kommer bidra med kunskap om behov av och förslag till en infrastruktur som tar ett samlat grepp runt IoT genererad data hos industrin. Vidare kommer vi ta fram en demonstrator för att synliggöra hur en sådan infrastruktur kan fungera. 4 Potential Projektet kommer att bidra med idéer som syftar till att processindustrin snabbare kan dra nytta av den potential som finns i uppkopplade produkter genom att lyfta fram problem och möjligheter och samtidigt utveckla en demonstrator med tillhörande koncept för att illustrera en tänkbar IoT infrastruktur. Projektet kommer göra oss bättre förberedda att i ett kommande FUI projekt gå vidare och utveckla/testa en lösning. Förutom att bidra med en starkare ställning för processindustrin i att möta IoT utmaningar så bidrar projektet också med kompetens till industrins leverantörer så att de kan adressera och utveckla relevanta lösningar. Sammantaget stärker därmed projektet både processindustrin och dess

4 4 (6) leverantörer, och leverantörerna kan även ta med sig kunskap och idéer till andra närliggande branscher med liknande behov. Projektets resultatmål är att identifiera behov kopplade till: Hur data från uppkopplade produkter effektivt ska samlas in med hänsyn till att produkter tillkommer/faller ifrån/byts ut/tillfälligt saknar uppkoppling Hur data ska tillgängliggöras via molntjänster till externa parter givet industrins säkerhetskrav Nytta för industrin av potentiella IoT tjänster Hur IoT baserade tjänster/analysresultat kan återkopplas till industrin Projektet kommer leverera en behovsanalys kring dessa områden och således täcka både tekniska och affärsmässiga behov. För att illustrera hur en integrerad miljö skulle kunna fungera kommer en demonstrator att utvecklas där ett scenario gällande ett givarvärde från en uppkopplad produkt transporteras via en molntjänst till en extern serviceorganisation för analys och återkoppling. Demonstratorn är tänkt att i ett kommande projekt kunna utvecklas till en lösning som kan nyttjas av processindustrin. Till skillnad mot många existerande lösningar tar vi utgångspunkt i processindustrins behov av en integrerad lösning istället för varje produktleverantörs behov av en enskild lösning. Lösningen kommer därför karaktäriseras av ett plattformstänkande där IoT data lagras i en miljö hos en processindustri och förses med gränssnitt utåt som möjliggör att externa aktörer kan hämta data. 5 Aktörer I projektet finns akademi, IT företag och processindustri representerade. Med denna konstellation vill vi skapa förutsättningar att förstå såväl processindustrins behov som IT företagens behov i relation till en IoT infrastruktur. De parter som ingår i projektet är Umeå Universitet (institutionen för Informatik/ProcessIT), Fält Communications, UmeFast AB samt SCA Obbola. Umeå Universitet kommer att leda projektet och arbeta med behovsinventeringar. Vid institutionen för Informatik finns stor erfarenhet av arbete med processindustriella frågor genom flerårigt engagemang i ProcessIT Innovations. Vidare är digitaliserade produkter och digitala plattformar forskningsområden där de deltagande personerna från institutionen har stor kunskap. Från UmU kommer främst Katrin Jonsson och Ted Saarikko delta. Fält Communications är ett IT företag med stor erfarenhet av M2M lösningar där företaget utvecklat både en hårdvarulösning och mjukvarulösning med molntjänster för att koppla upp skyltar, bussar, lastbilar, fartkameror mm. Företaget har genomfört mer än uppkopplingar av produkter och har således stor erfarenhet av IoT utmaningar i olika miljöer. Från FältCom deltar Vd:n Mikael Långström, plus ett antal utvecklare. UmeFast är ett IT företag som utvecklat en mjukvara för visualisering av data genererade av uppkopplade produkter. Mjukvaran fungerar som ett ledningssystem för drift och underhåll och företaget har erfarenhet av molnbaserade tjänster. Från UmeFast deltar VD Gunnar Nilsson samt projektledare Mikael Svensson. Tillsammans med FältCom kommer UmeFast att ta fram en demonstrator på en tänkt IoT infrastruktur. SCA Obbola är en pappers- och massafabrik där man ser stor potential i IoT lösningar men också stora behov av ett samlat grepp runt IoT och integrerade lösningar för att möjliggöra överföring av data till externa parter. SCA kommer agera kravställare gällande behov av IoT infrastruktur. Från SCA deltar Lars Säterborg.

5 5 (6) 6 Genomförbarhet Projektets aktiviteter kommer bestå av workshops, intervjuer, demonstratorutveckling/ utvärdering. Fält Communication kommer tillhandahålla material i form av hård- och mjukvara som kan användas i projektet. Deras medfinansiering består av egen tid och tillhandahållande av material i form av teknik, hårdvara, mjukvara och testkörningar mot server. UmeFast tillhandahåller ett webbaserat ledningssystem Pondus pro som kommer att användas för att få ut order till den externa arbetsledningen, UmeFast har över 20 år erfarenhet av ledningssystem. Umeå Universitet tillhandahåller kunskap inom forskning och projektledning. SCA Obbola bidrar med kunskap om behov samt tillgång till referensmiljö för test av datafångst. I tabell 1 visas de olika projektaktiviteterna, tidsåtgång samt deltagande parter. Tidsperiod Aktivitet Ansvarig Parter Tidsåtgån g 1411 Uppstartsmöte UmU Projektgrupp Behovsinventering UmU Projektgrupp Design molntjänst UmeFast UmeFast Design datafångst, publicering FältCom UmeFast Workshop utvärdering förslag UmU Projektgrupp Utveckling demonstrator, koppling mot exten serviceorganisation Utveckling demonstrator, uppkoppling givare, datainsamling Kravställning/installation i ref. miljö UmeFast UmeFast 220 FältCom Fältcom 210 SCA SCA, UmeFast, FältCom 1504 Presentation demonstrator UmU Projektgrupp Dokumentation projekt UmU Projektgrupp Presentation projekt UmU Projektgrupp Efter projektet kommer resultaten kunna nyttiggöras både genom spridning av industrins behov inom detta område samt genom fortsatt arbete för att produktifiera den tänka lösningen. Fält Communication och UmeFast är två bolag som har intresse i att ta en lösning vidare till andra kunder både inom processindustrin och ut till andra branscher. Resultatspridning sker genom en projektrapport som tillgängliggörs både inom och utom projektkonsortiet. Projektet kommer ligga inom ProcessIT Innovations projektportfölj och ProcessITs kanaler kommer kunna nyttjas för spridning av resultat.

6 6 (6) 7 Projektets kostnader och finansiering Lön Material/Utr Indirekta k. Totalt Vinnova Inkind UmU FältCom SCA UmeFast Totalt