Raport: Komputery przemysłowe

Źródło: B&R Automatyka Przemysłowa

Zastosowanie komputerów w zakładach przemysłowych staje się współczesnym trendem, wpływającym korzystnie na wydajność pracy oraz efektywność produkcji. Jednak ich rola nie ogranicza się wyłącznie do przemysłu, gdyż obecnie są też z powodzeniem wykorzystywane w energetyce, automatyce budynkowej, transporcie i wielu innych sektorach gospodarki.

W przeciwieństwie do zwykłych pecetów komputery przemysłowe charakteryzują się dużą mocą obliczeniową, odpornością i szczelnością, a także niezawodnością działania oraz ponadprzeciętną trwałością. I nic w tym dziwnego, zważywszy na nierzadko bardzo trudne środowisko pracy, w którym muszą działać bez zarzutu. Ze względu na szereg korzyści związanych z użyciem jednostek IPC (Industrial PC), rozwiązania te coraz bardziej zyskują na popularności. Niezaprzeczalnym faktem jest, że komputery przemysłowe ułatwiają pracę oraz przynoszą przedsiębiorcom spore oszczędności finansowe i czasowe.

Rynek IPC – stabilny i konkurencyjny

Sytuacja na rynku komputerów przemysłowych w Polsce jest dość stabilna
i charakteryzuje się stałym wzrostem. Szacuje się, że wartość całego rynku IPC w Polsce sięga ok. 25 mln zł rocznie, natomiast wzrost rokrocznie wynosi 8% (dla całej branży IPC). Jak zauważa Kamil Wachowicz, Product Manager w firmie Phoenix Contact, w 2017 roku w naszym kraju dokonały się dwie znaczące zmiany. Pierwszą było wejście na rynek firmy Advantech (największego dostawcy komputerów przemysłowych na świecie), a drugą – przejęcie austriackiej firmy B&R przez firmę ABB. Do 2017 roku sprzedaż w Polsce komputerów Advantecha odbywała się za pośrednictwem kilku dystrybutorów, obecnie struktura sprzedaży powiększyła się o samego Advantecha.

Podobnie jak na całym świecie, konkurencja na polskim rynku komputerów przemysłowych jest bardzo duża. Firmy wywodzące się z Dalekiego Wschodu walczą głównie ceną, co niestety nie zawsze idzie w parze z jakością, a już na pewno z długością życia produktu (tzw. life time). Przy ocenie tego parametru zdecydowanie wygrywają producenci z Europy oraz USA.

Kolejnym bardzo istotnym parametrem jest dostępność części zamiennych, czyli innymi słowy – pogwarancyjna obsługa serwisowa. Pod tym względem przewagę również mają firmy z Europy, które oferują minimum 7 lat (a nierzadko nawet 10 lat) dostępności części zamiennych.

Klienci stawiają na niezawodność

Powołując się na odpowiedzi uzyskane w wyniku przeprowadzonej ankiety redakcyjnej, użytkownicy są zdania, że najważniejszym kryterium wyboru komputera przemysłowego jest niezawodność (75% wskazań). Jak pokazuje rys. 1, dla 57% ankietowanych duże znaczenie mają również szczelność oraz odporność na takie czynniki, jak zapylenie, drgania i wstrząsy, wysokie bądź niskie temperatury, zakłócenia elektromagnetyczne itd. Kryterium szczelności, o poziomie której informuje stopień ochrony IP, jest ważne przede wszystkim z powodu ryzyka zachlapania lub zalania komputerów różnymi płynami, np. wodą, olejem czy płynem hydraulicznym.

Decyzja o zakupie zależy w dużej mierze również od oferowanego przez dostawcę wsparcia technicznego (52%), a także od interfejsów zewnętrznych (48%). Zdaniem ok. 40% ankietowanych użytkowników ważne są również: marka producenta, długoterminowa dostępność, cena oraz moc obliczeniowa. Jak wynika z badania, dla 30% respondentów ważną rolę odgrywa możliwość rozbudowy, a dla ok. 20% uczestników badania liczą się także serwis oraz niski pobór mocy.

Natomiast jeśli chodzi o zdanie sondowanych dostawców, większość z nich uważa, że klienci dokonują wyboru komputera przemysłowego, kierując się głównie jego ceną (88%), niezawodnością (75%) oraz długoterminową dostępnością (63%). Z doświadczenia co drugiego ankietowanego dostawcy wynika, że klienci zwracają baczną uwagę również na moc obliczeniową oraz na szczelność i odporność.

Coraz większego znaczenia nabierają rozwiązania przeznaczone dla konkretnych branż, co podkreśla Lechosław Szkudlarek, OEM Key Account Manager w firmie B&R Automatyka Przemysłowa. Oprócz komputerów panelowych na wysięgnikach niektórzy producenci oferują też specjalne wykonania, czego przykładem może być obudowa ze stali nierdzewnej, gwarantująca wysoki stopień ochrony IP69K, która z powodzeniem jest stosowana w sektorze spożywczym. Co więcej, najbardziej wymagającym klientom oferowana jest możliwość zaprojektowania indywidualnego frontu komputera, dzięki czemu mogą się wyróżniać się na tle konkurencji.

Jak zauważa Cezary Morawski, Regional Sales Manager CEE w firmie Kontron, termin „komputer przemysłowy” powinien być synonimem niezawodności, żywotności oraz długoterminowej dostępności, rozpatrywanych jednocześnie i bezkompromisowo. Jednakże nie wszystkie produkty określane przez ich producentów mianem komputerów przemysłowych spełniają te kryteria w pełnym wymiarze. A właśnie na to trzeba zwracać szczególną uwagę przy wyborze dostawcy, zarówno jeżeli chodzi o możliwości danego produktu, jak również kompetencje firmy, która go zaprojektowała i wyprodukowała.

Zdaniem eksperta czynniki takie jak chociażby cena czy lokalizacja głównego centrum logistycznego, istotne z punktu widzenia terminowości i możliwości budżetowych danego przedsięwzięcia, powinny mieć znaczenie drugorzędne, szczególnie w przypadku tych najbardziej wymagających realizacji. Oczywiście, nie mniej ważne są kompetencje dostawcy (VAR-a, integratora systemów czy też dystrybutora), który poprzez znajomość rynku oraz terminowe podejmowanie właściwych decyzji jest w stanie zapewnić swojemu klientowi poczucie wewnętrznego spokoju na każdym etapie wyboru, zakupu oraz wdrażania danego rozwiązania.

Jeśli chodzi o oczekiwania względem dostawców, to – jak wynika z doświadczenia Marcina Obarzanka, starszego inżyniera sprzedaży w firmie CSI – obecnie klienci coraz częściej zwracają uwagę na kompleksowość oferty, dzięki czemu możliwe jest ograniczenie liczby dostawców, a także oszczędność czasu poświęconego na dobór rozwiązań.

Dla klientów ważne jest też również to, jak układa się współpraca z dostawcami komputerów przemysłowych. Na szczęście – jak wynika z sondażu – większość osób nie ma powodu do narzekań. 65% respondentów jest zadowolonych ze współpracy z dotychczasowymi dostawcami, a 31% – nawet bardzo zadowolonych. Odmiennego zdania jest jedynie 4% badanych.

Źródło: Unisystem

Od przemysłu do automatyki budynkowej

Komputer przemysłowy różni się od domowych komputerów stacjonarnych przede wszystkim specyfikacją techniczną – wyższą mocą obliczeniową, oszczędnością zużywanej energii, brakiem elementów ruchomych oraz odpornością na zewnętrzne warunki środowiskowe. Jak słusznie zauważa Kamil Wachowicz, komputery te z uwagi na swoje zastosowanie muszą koniecznie bezawaryjnie reagować na zmienne temperatury, wysoką wilgotność powietrza oraz jego zapylenie. Wszystkie te cechy predysponują takie urządzenia do pracy w środowisku przemysłowym. Głównym odbiorcą IPC jest zatem przemysł.

Komputery są instalowane w zakładach produkcyjnych (użytkowników końcowych), maszynach produkcyjnych (producenci maszyn) oraz wykorzystywane przez integratorów systemów. Zdaniem eksperta z firmy Phoenix Contact nieco mniejsze zainteresowanie komputerami przemysłowymi można odnotować np. w sektorze energetycznym, co spowodowane jest innym napięciem zasilania. Komputery przemysłowe (oprócz tych montowanych w szafach rack) są zasilane napięciem 24 V DC. W energetyce wymagane są komputery zasilane napięciem sieciowym 220 V AC, dlatego też w branży tej stosowane są „normalne” komputery stacjonarne.

Jak wynika z przeprowadzonego sondażu, głównym odbiorcą komputerów przemysłowych jest przemysł maszynowy – tego zdania jest 65% użytkowników oraz 88% dostawców. W opinii sondowanych użytkowników istotnymi obszarami zastosowań IPC są również branże: spożywcza (61%), a także chemiczna oraz motoryzacyjna (52%). Ok. 40% respondentów wskazało również na energetykę i sektor farmaceutyczny, a ok. 30% na przemysł medyczny, wodno-kanalizacyjny oraz automatykę budynkową, natomiast według typowań dostawców tuż za przemysłem maszynowym znalazły się: automatyka budynkowa, branża motoryzacyjna, transport i energetyka (ok. 60%), przemysł spożywczy (50%) oraz przemysł medyczny (ok. 40%).

Cel nadrzędny – kontrola procesów i automatyka

Komputery przemysłowe mają bardzo szerokie zastosowanie, co podkreśla Kamil Wachowicz. Mogą być „jednostką nadrzędną” w procesie sterowania/automatyki, czyli pracować jako sterowniki PLC. Ponadto komputery te ulepszają sam proces sterowania poprzez zastosowanie np. ekranów wielodotykowych, które umożliwiają sterowanie kilkoma procesami jednocześnie. Oprócz tego wykorzystanie IPC pozwala zwiększyć możliwości wizualizacji procesu sterowania (komputery panelowe).

Zważywszy na to, że potrzeby rynku rosną, a jakość zaczyna być ważniejsza niż cena, to – jak tłumaczy Zbigniew Niecunowicz, prezes zarządu w firmie 3City Electronics – coraz więcej osób zaczyna dostrzegać korzyści związane z zastosowaniem komputerów przemysłowych. Z praktyki eksperta wynika, że coraz większe zainteresowanie budzą dedykowane rozwiązania komputerów przemysłowych, które zoptymalizowane już na etapie projektu pozwalają klientom osiągnąć duże korzyści.

Co do obszarów zastosowań komputerów przemysłowych, to – jak widać na rys. 2 – na pierwszym miejscu znalazły się kontrola procesów i automatyka, wskazane przez wszystkich ankietowanych dostawców oraz 87% użytkowników. Zdaniem tych ostatnich tytułowe produkty są wykorzystywane ponadto w takich obszarach, jak: systemy pomiarowe (74%), wspomaganie operatora (57%), systemy komunikacyjne i sieciowe (39%), systemy testujące (30%) oraz systemy POS/POI (17%).

Poprzedni rok był dobry, a obecny zapowiada się jeszcze lepiej

Analizując statystyki sprzedaży komputerów przemysłowych z okresu ostatnich dwóch lat, można stwierdzić, że rok 2017 był dobrym rokiem dla tej branży. Jak zauważa Aleksander Czerw, Product Sales Manager w firmie Elmark Automatyka, widoczny jest mocny trend wzrostowy wynikający z poprawiającej się koniunktury na rynku. Duże międzynarodowe firmy produkcyjne rozpoczęły kolejny etap modernizacji i wprowadzania nowoczesnych technologii związanych z Przemysłem 4.0 oraz IoT (Internet of Things), co bezpośrednio rzutuje na wzrost zapotrzebowania na przemysłowe systemy komputerowe. Rozwój nie omija także samorządów terytorialnych, które zwiększają swoje budżety na wdrażanie technologii związanych z ideą „inteligentnych miast”.

Jak deklaruje 75% ankietowanych dostawców, w ciągu ostatnich 12 miesięcy wzrosła liczba sprzedanych komputerów przemysłowych. Pozostały odsetek uczestników badania uważa, że w porównaniu z okresem wcześniejszym sprzedaż nie uległa zmianie.

Z przeprowadzonej ankiety wynika, że 87% dostawców postrzega sytuację panującą obecnie na polskim rynku komputerów przemysłowych jako dobrą (rys. 3).

Mimo że sytuacja na rynku ulega stopniowej poprawie, wiele firm zostało dotkniętych tąpnięciem koniunktury, które wystąpiło w 2016 roku. Naturalnym następstwem tej sytuacji było zaostrzenie konkurencji w branży, które odczuwalne jest do chwili obecnej.

Firm działających na rynku polskim w sektorze IPC jest na tyle dużo, że każdy klient bez większego problemu znajdzie odpowiednie dla siebie rozwiązanie. Z obserwacji Marcina Obarzanka z firmy CSI wynika, że na polskim rynku dostawców komputerów przemysłowych znajdują się zarówno firmy, które od lat mają ugruntowaną mocną pozycję, jak również rośnie liczba mniejszych dystrybutorów, specjalizujących się w niszowych aplikacjach przemysłowych.

Jeśli chodzi o najbliższe 12 miesięcy, to jak pokazuje rys. 4, większość dostawców optymistycznie zakłada, że sprzedaż omawianych produktów z pewnością się zwiększy. W opinii respondentów wpływ na tę sytuację będą miały m.in. takie czynniki, jak postępująca automatyzacja procesów produkcyjnych, niższe ceny, coraz większa popularność komputerów przemysłowych, a także rosnąca świadomość użytkowników co do możliwości, jakie wiążą się ich zastosowaniem – zarówno w małych, jak i bardzo rozbudowanych systemach produkcyjnych.

Co istotne, coraz więcej osób zaczyna być świadomych różnic konstrukcyjnych pomiędzy profesjonalnym komputerami przemysłowymi a jednostkami klasy Home & Office. Te zmiany w mentalności potencjalnych klientów z pewnością nie pozostaną bez wpływu na sytuację rynkową.

Jak zauważa Maciej Kuczyński, Industrial IoT Channel Manager for EEU Region w firmie Advantech Poland, w ciągu ostatnich lat zarówno producenci, jak i użytkownicy komputerów przemysłowych stali się coraz bardziej świadomi roli, jaką mogą pełnić rozwiązania IPC we współczesnym świecie. Wielka w tym zasługa megatrendów, takich jak Przemysł 4.0 czy IoT. Można śmiało powiedzieć, że idea Przemysłowego Internetu Rzeczy i cyfryzacji w przemyśle przestała być modnym hasłem, a stała się realnym kołem zamachowym rozwoju rynku komputerów przemysłowych. Pozwala to z optymizmem spoglądać na rozwój rynku IPC.

Wracając do wyników ankiety, należy dodać, że w odczuciu co czwartego dostawcy w ciągu najbliższych miesięcy nie należy spodziewać się wzrostu sprzedaży komputerów przemysłowych, co niewątpliwie ma związek z coraz większą konkurencją panującą w tym sektorze rynku.

W tym miejscu warto też wspomnieć o planach zakupowych respondentów. Okazuje się, że 45% ankietowanych w ciągu najbliższego roku ma zamiar nabyć komputer przemysłowy.

Źródło: Kontron

Trendy

W porównaniu do komputerów biurowych czy domowych komputery przemysłowe różnią się nie tylko wyglądem, ale także możliwością zastosowania i oferowanymi funkcjami. Ponadto komputery stosowane w fabrykach czy na halach produkcyjnych są mniej podatne na zmiany, które – zdaniem Kamila Wachowicza – w wielu przypadkach są jedynie kosmetyczne.

Z jakimi zmianami mamy więc tak naprawdę do czynienia? Jak wyjaśnia przedstawiciel firmy Phoenix Contact, zmieniają się procesory (kolejne generacje procesorów Intela – Celeron, i3, i5, i7) oraz ekrany (z ekranów 4:3 większość producentów przechodzi na 16:9). Na uwagę zasługuje też stosowanie WiFi w komputerach przemysłowych, co do tej pory było rzadko praktykowane. Warto wspomnieć też o tym, że kilku producentów zaczęło stosować karty dźwiękowe, choć większość nadal nie oferuje tego rozwiązania w swoich komputerach.

Z obserwacji Macieja Kuczyńskiego z firmy Advantech Poland wynika, że coraz większa liczba jednostek IPC wykorzystywana w projektach optymalizacji produkcji pociągnęła za sobą kilka istotnych zmian funkcjonalnych i konstrukcyjnych. Ponieważ w warunkach produkcyjnych przestrzeń jest zawsze ograniczona, obserwowane jest odejście od rozwiązań szafowych na rzecz komputerów typu IPC box. Trend ten jest coraz silniejszy z uwagi na fakt, że najnowsze konstrukcje box z chłodzeniem pasywnym oferują szeroką gamę wysoko wydajnych procesorów, do niedawna zarezerwowanych dla komputerów rack’owych.

Optymalizacja w przemyśle wymaga dostępu do danych produkcyjnych, a następnie ich udostępniania. Integracja pozioma układów sterowania (szeregu jednostek PLC) wymusza możliwość wyposażenia IPC w typowo przemysłowe interfejsy sieciowe, takie jak Profibus, CANopen, EtherCat itp. Kolejny krok to integracja pionowa z systemami IT z wykorzystaniem takich protokołów jak MQTT, Rest, pakietów NodeRED itp. Funkcje takie oferują obecnie coraz liczniej oferowane tzw. bramki IIoT (IIoT Gateway), będące kolejnym silnie rozwijającym się obszarem zastosowań komputerów przemysłowych.

Zarówno dostawcy sprzętu IPC, jak i użytkownicy końcowi dużą wagę przywiązują do standaryzacji i ujednolicania oferowanych i stosowanych rozwiązań. Z tego powodu bardzo intensywnie rozwijane są rozwiązania modułowe. Trend ten jest szczególnie widoczny w przypadku komputerów panelowych.

Modułowość umożliwia komponowanie za pomocą standardowych elementów praktycznie nieograniczonej liczby wariantów jednostek IPC, różniących się wielkością ekranu, liczbą portów, wydajnością procesora, itp. Podejście takie pozwala producentom sprostać wielu wyzwaniom związanym z planowaniem produkcji, natomiast użytkownicy końcowi zyskują możliwość łatwej rozbudowy oraz serwisowania eksploatowanych urządzeń.

Nowością na rynku są komputery przemysłowe cechujące się modułową budową, o czym wspomina Aleksander Czerw z firmy Elmark Automatyka. Założenie modułowości pozwala na bardzo elastyczne i proste dostosowanie platformy do wymagań danego obiektu. Przykładowo, możliwe jest wybranie przekątnej matrycy komputera oraz jednostki bazowej z CPU, które łączone są później ze sobą na zasadzie plug & play. Następnie do skonfigurowanego już terminala można w dowolnym momencie dodać moduł WiFi, RFID, bądź też inny moduł umożliwiający komunikację z urządzeniami już obecnymi na obiekcie (Profibus, CAN itd.). Niektórzy dostawcy oferują konfiguratory online, które umożliwiają własnoręczne dobranie elementów komputera w taki sposób, aby spełniał on założone wymagania.

Raport powstał w oparciu o dane uzyskane z ankiety przeprowadzonej wśród czytelników magazynu Control Engineering Polska. Oprócz tego przy tworzeniu raportu bazowano na informacjach pochodzących od dostawców komputerów przemysłowych. Raport nie odzwierciedla pełnego obrazu rynku.

Agata Abramczyk jest dziennikarką, publicystką, autorką tekstów, pasjonatką nowoczesnych technologii, od wielu lat związaną z branżą dziennikarską i wydawniczą.