O przemyśle 4.0, wyzwaniach w pracy współczesnego inżyniera i czujnikach BCM opowiada Rafał Siwek.

Cześć, Rafał. Na początku powiedz nam coś o sobie. Jak długo zajmujesz się programowaniem? Co skłoniło Cię do wyboru takiej ścieżki rozwoju kariery?

Cześć. To, wbrew pozorom, złożone pytanie. Podstawy programowania – mówimy jeszcze o C – zyskałem na kursach dla zainteresowanych w szkole średniej, technikum, które ukończyłem jako technik mechatronik. Kompetencje te – bo nie chciałbym mówić tu po prostu o “zainteresowaniach”, jest to dla mnie coś innego – rozwinąłem następnie na studiach. To wtedy zacząłem tworzyć bardziej złożone projekty, a co za tym idzie: w pełni wykorzystywać zalety programowania obiektowego i języki programistyczne wyższego rzędu, takie jak C++, C#, .Net, Javascript czy Python.

No właśnie. Często podkreślasz, że programowanie nie jest dla Ciebie “po prostu” zainteresowaniem czy pasją. Czy możesz nieco rozwinąć ten temat?

Przede wszystkim: nie chciałbym, by odebrano mnie jako kolejnego “IT Freaka” czy “programistę z powołania”. Stąpam w tej kwestii mocno po ziemi. Tworzenie aplikacji czy, szerzej, rozwiązywanie problemów wymagających podejścia programistycznego jest zarówno moim zainteresowaniem, jak i częścią pracy. Jest też jednak odpowiedzialnym zajęciem, szczególnie tam, gdzie w grę wchodzą również kwestie inżynieryjne. Praca nad produktem przeznaczonym dla klienta końcowego wymaga szerokich kompetencji; nierzadko są to umiejętności, które kojarzą się ze wszystkim, ale nie programowaniem.

Jakie to umiejętności?

Między innymi: umiejętności miękkie, związane z komunikacją. Uważam, że w pracy nad produktem przemysłowym – produktem doby Przemysłu 4.0 – umiejętności komunikacyjne wysuwają się na pierwszy plan. Myślę o tym w szerszym sensie: od współpracy z zespołem po projektowanie interfejsów, zarówno tych przeznaczonych dla użytkowników “nie-technicznych”, jak i innych programistów.

Wracając jeszcze na chwilę do studiów. Czy jest jakiś projekt, który stworzyłeś w tamtym okresie, z którego wciąż jesteś “szczególnie” dumny?

Szczególnie dumny? Nie; niekoniecznie. Lub może inaczej: dumny jestem z każdego rzeczywiście “domkniętego” tematu; każdego projektu, który udaje mi się zakończyć. Nie jestem jednak próżny. Do pracy z technologią podchodzę przede wszystkim odpowiedzialnie.

Rzeczy, z którymi pracuję obecnie, są znacznie bardziej złożone od tych, które tworzyłem w czasach studenckich czy zaraz po studiach. Moje duże zainteresowanie wzbudzały jednak (i nadal wzbudzają) zagadnienia związane z systemami wizyjnymi oraz komputerowym przetwarzaniem i analizą obrazu. Gdybym jednak miał opowiedzieć o konkretnym projekcie: opracowałem swojego czasu aplikację, która – wykorzystując kamerę komputerową – umożliwiała sterowanie kursorem myszy za pomocą ruchów dłoni. Początkowo wykorzystywałem to głównie do zabawy, na przykład w grach komputerowych. Z czasem jednak rozwinąłem ten projekt, dopasowując go również do “poważniejszych” zastosowań – np. śledzenia ruchów dłoni w celu kontrolowania procesu montażu ręcznego za pomocą aplikacji z zaimplementowaną konwolucyjną siecią neuronową.

Pracowałem również nad wieloma innymi – często znacznie większymi i ambitniejszymi – projektami. Nie owijając w bawełnę: wiele zawdzięczam firmie Balluff. Może zabrzmi to jak banał, ale jest to praca, która pozwala mi pozostawać w bezpośrednim kontakcie z najnowszymi technologiami, szczególnie tymi przemysłowymi. W każdej chwili mam też dostęp do wiarygodnych informacji na temat dalszego kierunku rozwoju tej branży.

Czy obecnie również pracujesz nad takim projektem?

Tak!

BCM – czy możesz powiedzieć nam o nim coś więcej?

Mogę. To, że Balluff prowadzi prace nad BCM, nie jest żadną tajemnicą. Nie jesteśmy zresztą na tym polu pionierami. Już wcześniej próbowano opracować podobne rozwiązanie, pracowano nad takimi produktami. W pracach nad modułem BCM kierujemy się raczej zasadą “ewolucji” niż “rewolucji”. Nasze urządzenie ma być przede wszystkim odpowiedzią na potrzeby biznesu, nie ambicje programistów.

Jakie są te potrzeby? Co czyni BCM urządzeniem “wyjątkowym”?

Powtórzę: nie nazwałbym go “wyjątkowym”. Raczej: nowatorskim. Ale w sensie biznesowym.

Przede wszystkim, i to nasuwa mi się w pierwszej kolejności, do tej pory pomiar różnych parametrów najczęściej wiązał się z koniecznością użycia wielu czujników, innego do pomiaru każdej z wielkości. To z kolei przekładało się na komplikację całego układu, większe koszty, również te związane z utrzymaniem czy konserwacją, a także, co być może najważniejsze z punktu widzenia biznesu (a w każdym razie: montażu czujników), wielkość samych urządzeń, kompleksów urządzeń. Naszym zdaniem jest to problemem: problemem nie tylko inżynieryjnym, ale także projektowym. A takie problemy należy rozwiązywać.

BCM jest urządzeniem o niewielkich gabarytach, co samo w sobie jest osiągnięciem. Jednak dużo ciekawsze są konkretne z zastosowanych w nim rozwiązań. Moduł posiada m.in. interfejs IO-Link, co pozwala na bardzo łatwe sparowanie z dowolnym systemem sterowania oraz, co za tym idzie, digitalizowanie pozyskiwanych z czujnika danych. Digitalizowanie może odbywać się w różnych środowiskach IT, co osobiście uważam za znaczący krok w stronę Przemysłu 4.0 oraz systemów IoT. Natomiast podstawowe cele biznesowe są jasne: zwiększenie możliwości condition monitoringu i precyzji predictive maintenance. Mówiąc prościej: oszczędności. Potencjalnie bardzo duże.

Skoro mówimy prościej: jak duże są – w prostych słowach – możliwości tego modułu?

W porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami? Biorąc pod uwagę ilość i różnorodność odbieranych przez moduł sygnałów: są naprawdę bardzo duże. Na tyle duże, że sami nie potrafimy jeszcze przewidzieć wszystkich jego zastosowań. Prace nad modułem wciąż trwają.

Czy na tle Twoich poprzednich przedsięwzięć inżynieryjnych praca z czujnikiem BCM przedstawia jakieś szczególne wyzwanie? Czym różni się od rzeczy, które robiłeś wcześniej? W czym jest podobna – które elementy wcześniejszych doświadczeń możesz wykorzystać?

To trudne pytanie. Wydaje mi się, że najważniejsze różnice są takie, że moje poprzednie przedsięwzięcia były przede wszystkim, żeby tak powiedzieć, “gotowymi projektami”: aplikacjami stworzonymi w obrębie pojedynczego środowiska IT. Były to, dla przykładu, systemy wizyjne tworzone z wykorzystaniem kamer 3D (np. kamery Microsoft Kinect, by nie szukać za daleko). Natomiast największe wyzwanie w pracy nad BCM polegało na połączeniu funkcjonalności kilku środowisk: komunikacji UDP oraz MQTT w NodeRed, chmurową bazą danych InfluxDB, narzędziem do wizualizacji Grafana itp. Poprzednie doświadczenia umożliwiły mi szybkie pozyskanie wymaganej wiedzy; zapoznawałem się również z innymi rozwiązaniami dostępnymi na rynku. Wstępne prace nad BCM wymagały jednak znacznie większej elastyczności niż poprzednie projekty, również dlatego, że nie pracowaliśmy w oparciu o sprecyzowaną “raz na zawsze, od początku do końca” dokumentację projektową.

Na czym, o ile możesz powiedzieć, polegała Twoja dotychczasowa rola w projekcie? I jakie zadania masz przed sobą teraz – oraz w dalszej perspektywie?

W dużej mierze na komunikacji z kolegami z innych działów deweloperskich. Między innymi z USA i Niemiec, gdzie czujnik rozwijany był od strony hardware i firmware. W krótkich odstępach czasu następowały liczne zmiany, głównie od strony firmware, co wymagało ciągłych aktualizacji obsługującego czujnik oprogramowania i, co za tym szło, zmian w samej koncepcji pracy z czujnikiem.

Praca po mojej stronie polegała głównie na opracowaniu rozwiązania pozwalającego na gromadzenie danych i wizualizacji wyników ich analizy. Wszystko z wykorzystaniem usług sieciowych, koniecznie z bezpiecznym zdalnym dostępem, tak aby umożliwić innym algorytmom – często pracującym na innych serwerach – na sterowanie procesem i dokonywanie obliczeń w chmurze.

Jak wspomniałem, wymagało to dużej elastyczności. I umiejętności komunikacyjnych.

Kilkakrotnie wspomniałeś o Przemyśle 4.0. Jakie wyzwania stawia przed inżynierami “nowa rewolucja przemysłowa”?

Wymaga przede wszystkim wiedzy i kompetencji. A także, co może ważniejsze, umiejętności szybkiego przyswajania nowej wiedzy – i nowych kompetencji. Charakterystyka pracy inżyniera w obliczu czwartej rewolucji przemysłowej powinna opierać się właśnie na tej umiejętności.

Praca z modułem BCM jest dobrym przykładem. To wyzwanie, które wymaga od nas ciągłego sięgania po nowe informacje – przy jednoczesnym zachowaniu w pamięci potrzeb biznesu. Jest to zadanie odpowiedzialne, ale taki jest też nowy przemysł.

Wywiad z Rafałem Siwkiem (Technical Application Engineer – Balluff Polska) przeprowadzony 31 stycznia 2020 r.