Fábricas inteligentes precisam de máquinas mais inteligentes
Edge As plataformas de computação oferecem novas oportunidades de receita e redução de custos para os fabricantes de máquinas e equipamentos
Qual é a melhor maneira de desenvolver novas gerações de equipamentos mais inteligentes que atendam às demandas dos clientes? Edge A computação é uma abordagem importante a ser considerada.
Embora a automação tenha sido parte integrante do projeto de máquinas por muitos anos, novos conceitos como Transformação Digital, Manufatura Inteligente, Indústria 4.0 e a Internet Industrial das Coisas (IIoT) estão sendo cada vez mais aplicados no mundo das máquinas para proporcionar diferenciação e vantagens competitivas.
Saiba o que os construtores de máquinas e fabricantes de equipamentos podem fazer para abraçar estes conceitos e como tecnologias como Edge Computing pode atender às exigências dos construtores de máquinas e dos clientes finais neste whitepaper com informações.
Introdução
Há muitos tipos diferentes de negócios e empresas no espaço do fabricante de máquinas e equipamentos (OEM), mas um desafio é sempre o mesmo - o mercado é altamente competitivo. Cada geração de equipamentos oferece melhorias de preço/ desempenho em relação às gerações anteriores. Os departamentos de projeto, engenharia e gerenciamento de produtos devem avaliar constantemente os tradeoffs entre melhorias de novas tecnologias e aumentos de custos associados à medida que trazem novos projetos para o mercado.
A automação tem sido parte integrante do projeto de equipamentos por muitos anos, novos conceitos como transformação digital, fabricação inteligente, indústria 4.0 e a Internet Industrial das Coisas (IIoT) estão sendo cada vez mais aplicados no mundo da fabricação para oferecer vantagens competitivas. Este artigo focaliza o que os fabricantes de máquinas e equipamentos (OEMs) podem fazer para alavancar esses novos conceitos e como Edge A computação pode atender suas necessidades únicas, bem como as exigências de seus clientes.
Fábricas inteligentes e fabricação inteligente precisam de máquinas inteligentes
Da mesma forma que a automação de máquinas, utilizando CLPs e PACs, revolucionou o projeto de equipamentos há uma geração, as Fábricas Inteligentes e a Manufatura Inteligente estão evoluindo novamente no mundo industrial. A aplicação de conceitos de transformação digital permite que as empresas operem com o máximo desempenho, alavancando os dados coletados pelos sistemas de controle e sensores. Esta abordagem fornece análises em tempo real aos operadores, entradas que ajudam a melhorar a Eficácia Global do Equipamento (OEE) e dados que podem ser coletados e analisados localmente. Os dados também podem ser enviados para a nuvem para uma análise mais profunda em uma variedade de aplicações. As aplicações podem incluir manutenção otimizada, agilidade da cadeia de fornecimento e aumento do rendimento em múltiplas instalações envolvidas em produção similar.
As máquinas e equipamentos OEM são elementos fundamentais da produção. Fábricas inteligentes e fabricação inteligente só podem ser alcançadas por Máquinas Inteligentes operando como projetadas por seus OEM ou especificadas pelo usuário final. A adoção da transformação digital permite que os fabricantes de máquinas e equipamentos melhorem o projeto e apóiem o desenvolvimento de novos serviços em torno do desempenho e manutenção do equipamento. Uma questão importante é: qual é a melhor maneira de desenvolver novas gerações de equipamentos mais inteligentes, ou permitir que os projetos e implantações existentes satisfaçam os requisitos que os clientes exigem? Edge A computação é uma abordagem que pode resolver muitos dos principais requisitos de projeto.
O que é Edge Informática?
Edge A computação vem em muitas formas e pode ser definida amplamente como qualquer computação que ocorra fora do centro de dados. Com uma definição tão ampla, não é surpreendente que existam muitas definições confusas que abrangem tanto a indústria de TI quanto a indústria de automação e controle, que chamamos de Tecnologia Operacional (OT).
Gartner, uma grande empresa de análise, publicou uma topologia simples que permite a todos entender que tipo de computação Edge pode ser útil para eles. Esta imagem da topologia demonstra uma pilha de tecnologia de infra-estrutura que mostra os tipos de servidores, dispositivos ou plataformas que podem ser caracterizados como Edge Computação e onde residem a partir do ponto final físico "no edge" da fonte de dados. Ela alude aos tipos de potência de computação, coleta, análise e movimentação de dados que estão disponíveis fora do centro de dados real. Edge oferece benefícios extremamente importantes para os fabricantes de equipamentos e seus clientes.
A partir desta topologia, é fácil ver que o Dispositivo Edge através da Compute Edge são aplicáveis aos construtores de máquinas e equipamentos. Na prática, todas as máquinas e equipamentos de hoje têm aspectos do Dispositivo Edge com PLCs, e alguns têm dispositivos Gateway Edge . Em alguns aspectos, os PCs industriais e painéis utilizados por máquinas ou equipamentos se enquadram nesta categoria de Gateway. Eles podem ser o primeiro "ponto de contato" de um dispositivo edge CLP. No entanto, os IPCs têm poder limitado de computação e análise ou sofrem de problemas comuns de confiabilidade e usabilidade que são similares a um PC ou servidor típico que não é fabricado para ambientes agressivos. Portanto, são necessários outros tipos de plataformas de computação construídas para atender às necessidades dos clientes: Edge .
Quando se trata da modernização dos sistemas de controle e automação de máquinas, é a Compute Edge que deve ser o foco dos construtores de equipamentos. Edge A computação oferece todas as características e capacidades necessárias para que os fabricantes de máquinas e equipamentos aprimorem seus projetos atuais e façam a transição para a entrega de equipamentos ainda mais inteligentes.
Edge A computação permite máquinas e equipamentos inteligentes
Edge A computação é uma tecnologia modular escalável que suporta o desenvolvimento de componentes e aplicações de software padronizados e modulares para aumentar a eficiência.
Ele pode ajudar a consolidar as aplicações existentes dos fabricantes de equipamentos - tais como software de monitoramento e controle - em uma única plataforma, enquanto permite que outras aplicações críticas sejam executadas na mesma plataforma. Isto facilita o desenvolvimento de máquinas e equipamentos habilitados para a Internet Industrial das Coisas (IIoT) inteligentes, e para adicionar facilmente futuras aplicações que apóiem a evolução da Indústria 4.0 e as demandas de Manufatura Inteligente dos clientes.
Quando implementado, Edge A computação pode facilitar uma evolução suave dos equipamentos de hoje para máquinas digitalizadas que são integradas nas operações de um cliente. Isto inclui múltiplas capacidades como a conectividade on-prem ou Cloud para Máquinas Inteligentes totalmente integradas que abraçam a Transformação Digital sem a necessidade de adaptações e redesenho complexos.
Edge Características computacionais para construtores de máquinas e equipamentos
Embora a categoria Compute Edge seja bastante ampla, há uma série de características-chave que restringem os tipos de funções que se aplicam especificamente a um fabricante de máquinas ou equipamentos.
Suporte para aplicações de automação e controle existentes
Edge As plataformas de computação devem ser capazes de executar as aplicações de controle e automação existentes de forma modular, sem a necessidade de uma re-arquitetura significativa. A virtualização é uma tecnologia chave. Essencialmente, cada IPC existente pode rodar como um "IPC virtual" ou máquina virtual na plataforma de informática Edge . Isto permite a consolidação de todos os IPCs existentes em uma única plataforma. Nenhuma dessas máquinas virtuais está ciente das outras máquinas virtuais, portanto todas as aplicações continuam a funcionar de forma independente.
Modificar e atualizar as aplicações de controle existentes
Com uma plataforma informática virtualizada Edge , agora é possível acrescentar graus muito maiores de flexibilidade à operação e monitoramento de máquinas e equipamentos. Por exemplo, com a abordagem tradicional IPC/HMI, cada estação em uma máquina ou equipamento está limitada ao que a IPC/HMI pode exibir para que apenas um único operador possa monitorar equipamentos complexos a partir de um único local. Este não é um modelo ideal. Usando a virtualização, os fabricantes de equipamentos podem alcançar maior flexibilidade para seus clientes ao ter várias pessoas acessando remotamente dados e aplicações em diferentes estações. Este modelo autônomo é preferido e oferece aos clientes mais opções.
Adição de novas aplicações analíticas e de Transformação Digital
Com a virtualização, pode ser potencialmente mais fácil adicionar novas aplicações simplesmente criando uma nova máquina virtual em sua plataforma de informática Edge . Isto abre o caminho para adicionar novas aplicações sem impacto às aplicações existentes. Isto pode incluir coleta de dados localizados, análise em tempo real e filtragem de dados antes do transporte para locais externos, como o centro de dados de um cliente, ou para a Nuvem, talvez a sua própria. Isto também pode depender de coisas como leis de privacidade de dados e, naturalmente, pressupõe que você tenha uma plataforma computacional escalável Edge à medida que as necessidades se expandem.
Apoio à convergência OT/IT
Este talvez seja um tópico pouco considerado pelos construtores de máquinas e equipamentos, mas é cada vez mais importante nas iniciativas de Transformação Digital. As aplicações de controle e automação que operam a máquina são bem compreendidas por seus engenheiros de projeto e por seus clientes que operam as máquinas. Eles estão focados na Tecnologia Operacional (OT). A experiência para desenvolver capacidades analíticas sofisticadas, talvez envolvendo aprendizagem de máquinas (ML) e inteligência artificial (AI), mais a capacidade de transferir dados apropriados com segurança para um centro de dados ou para a Nuvem é freqüentemente domínio dos especialistas em Tecnologia da Informação (TI). Edge Plataformas de computação podem suportar tanto OT como exigências de TI. É importante assegurar que uma plataforma que suporte múltiplos tipos de aplicações operacionais seja simples de implantar e manter, e fácil de gerenciar tanto por OT como por profissionais de TI.
Edge As plataformas de computação oferecem aos fabricantes de equipamentos e máquinas a possibilidade de novos serviços geradores de receita enquanto ajudam a reduzir custos e melhorar o TCO.
Novas oportunidades de receita
Muitas das capacidades e novas aplicações que as plataformas de computação Edge suportam criam a possibilidade de novos serviços geradores de receita, ou a otimização das capacidades existentes de serviços e suporte. Por exemplo, uma tendência que está começando a surgir é o conceito de "máquina como serviço" ou "equipamento como serviço", pelo qual o cliente final paga com base no tempo ou uso, em vez de uma compra de capital tradicional. Para implementar e manter com sucesso tal modelo, o fabricante da máquina ou equipamento deve compreender o perfil de desempenho e manutenção do equipamento e ter a capacidade de coletar e analisar com precisão os dados apropriados.
Simplifica o serviço
Compacto, sem ventilador, montável em parede ou trilho DIN
Classificação da indústria
-10 a 60 °C (-10 a 140 °F)
10 a 95% de umidade
3 Grms (5 a 500 Hz)
Troca a quente, auto-reconhecimento e sincronização automática
Ruggedization
Para um fabricante de máquinas e equipamentos, isto talvez seja óbvio, mas Edge As plataformas de computação são fornecidas por uma variedade de fornecedores - nem todos estão cientes do ambiente operacional final do equipamento. Não se trata apenas de robustez, mas também de eliminar tempos de inatividade, tornando a manutenção e o suporte tão simples quanto possível, e oferecendo monitoramento remoto. Da mesma forma, Edge Plataformas de computação no mundo OT devem estar preparadas para operar de forma autônoma por longos períodos de tempo, pois muitas vezes pode não haver conectividade com o mundo exterior.
Reduções de custos
Finalmente, adotando Edge , a informática só se torna viável se atender às rigorosas restrições de custo dos mercados altamente competitivos nos quais os construtores de equipamentos atuam. Ao avaliar Edge Plataformas de computação, é importante considerar os custos de capital, assim como os custos de desenvolvimento e os custos contínuos. Além da economia com coisas como a virtualização, o custo é uma função do valor. Plataformas mais caras fornecem um conjunto muito maior de valor e benefícios do que simples dispositivos ou gateways com menor poder de computação. Esta abordagem reduzirá outros custos, tais como monitoramento manual, tempo de inatividade, recursos de pessoal e eficiência da aplicação. Alguns desses custos podem ser menos tangíveis, mas à medida que as indústrias mudam para automação, Transformação Digital e iniciativas relacionadas, tais como Indústria 4.0, Manufatura Inteligente e IIoT, os fabricantes de equipamentos devem considerar futuras aplicações e mudanças no ambiente dos clientes.
Edge As plataformas computacionais devem ser simples, protegidas, autônomas
Há três princípios-chave que governam verdadeiramente eficazes: Edge Plataformas de computação. Você deve ter estas considerações em mente ao selecionar a plataforma de computação correta Edge para as necessidades de um cliente:
Simplicidade
Uma plataforma de computação Edge deve ser fácil de instalar e implantar em minutos.
Ela ofereceria uma interface de gerenciamento fácil de usar e intuitiva e, no caso de sistemas redundantes, se uma unidade precisar ser substituída, a restauração de um sistema para operação completa requer apenas um único aperto de botão.
Os sistemas não redundantes podem manter um backup de imagem na nuvem que pode ser restaurado automaticamente se necessário.
Proteção
Falha sem problemas em sistemas redundantes em caso de falha, ou se a plataforma detecta proativamente um problema futuro.
A plataforma deve incluir recursos de segurança incorporados.
Todas as portas externas não utilizadas, tais como USBs, são desativadas e, se necessário, devem ser explicitamente ativadas.
As mudanças de senha são necessárias no login inicial para evitar a exposição comum de segurança por senhas conhecidas e simples e estas plataformas têm uma capacidade de firewall incorporada que suporta lista branca e lista negra de endereços IP.
A plataforma inclui a capacidade de monitorar a saúde básica de todas as aplicações em execução na plataforma para alertar os usuários sobre possíveis problemas de aplicação, ou que aplicações desonestas foram implantadas em uma plataforma.
Autonomia
Suas plataformas de computação edge são projetadas para funcionar por longos períodos de tempo sem conectividade com o mundo exterior? O monitoramento preditivo da saúde e o failover contínuo permitem que os sistemas redundantes continuem funcionando.
As plataformas devem se gerenciar automaticamente, executando funções como o balanceamento automático de carga à medida que as cargas de aplicação variam.
Uma plataforma de computação edge deve ser gerenciada remotamente, seja através de um serviço de nuvem, ou eles podem ser incorporados a um construtor de equipamentos ou solução de gerenciamento de clientes através de um conjunto de APIs (Application Programming Interfaces) padrão.
Economiza seu tempo e esforço
Suporta aparelhos OVF, incluindo imagens VMware
Consolidar aplicações atuais e antigas
Não é necessário modo redundante ou configuração em cluster
Sumário
O mercado de máquinas e equipamentos está entrando num período evolutivo que trará tantas mudanças quanto a introdução do CLP há uma geração. Edge A computação é uma tecnologia crítica que permitirá e facilitará esta transição. Edge As plataformas de computação desempenharão um papel integral na expansão das capacidades tradicionais de controle e automação de equipamentos. Elas também fornecerão a ponte para que os fabricantes de equipamentos adotem iniciativas de Transformação Digital para si mesmos e se integrem às iniciativas de seus clientes.
Stratus ztC™ Edge plataforma para construtores de máquinas
A linha de produtos Stratus ztC Edge é uma gama de Edge Plataformas de computação projetadas especificamente para atender às exigências de plantas industriais e locais remotos. Como tal, as plataformas ztC Edge são ideais para construtores de máquinas e equipamentos à medida que atualizam suas capacidades em aplicações tradicionais de controle e automação e avançam em direção a Máquinas Inteligentes que apóiam iniciativas de Transformação Digital, tais como Smart Manufacturing, Industry 4.0 e IIoT.
Conecte sua máquina inteligente à empresa e à nuvem
A plataforma ztC Edge é diferente dos IPCs que não suportam uma ampla gama de aplicações concomitantemente - a virtualização permite suportar múltiplas aplicações diversas que incluem gateways mais capazes Edge que se concentram em fornecer acesso a dados com funcionalidade limitada. As plataformas ztC Edge também diferem dos servidores de classe TI que não são projetados para ambientes agressivos, pois são robustos para suportar faixas de temperatura estendidas e não possuem partes móveis.
A linha de produtos ztC Edge é única na forma como aborda desafios fundamentais enfrentados pelos construtores de máquinas e equipamentos. Cada ztC Edge vem com uma camada de virtualização pré-integrada e é pré-configurada para que possa estar pronta e funcionando em menos de 30 minutos.
Sobre a Stratus Technologies
Stratus tira a complexidade de manter aplicações críticas de negócios funcionando 24 horas por dia, 7 dias por semana. As tecnologias da Stratus previnem proativamente as situações de inatividade não planejada tanto no centro de dados como no edge, e nossos serviços garantem que qualquer problema seja resolvido antes que os clientes precisem fazê-lo. As empresas da Global Fortune 500 e pequenas e médias empresas de uma ampla gama de indústrias em todo o mundo têm confiado na Stratus para uma disponibilidade operacional simples e contínua por mais de 35 anos.
