Las fábricas inteligentes necesitan máquinas más inteligentes
Edge Computing ofrecen nuevas oportunidades de ingresos y reducción de costes para los fabricantes de máquinas y equipos
¿Cuál es la mejor manera de desarrollar nuevas generaciones de equipos más inteligentes que satisfagan las demandas de los clientes? Edge Computing es un enfoque importante a tener en cuenta.
Si bien la automatización ha sido una parte integral del diseño de las máquinas durante muchos años, nuevos conceptos como la transformación digital, la fabricación inteligente, la industria 4.0 y la Internet industrial de las cosas (IIoT) se están aplicando cada vez más en el mundo de las máquinas para ofrecer diferenciación y ventajas competitivas.
Aprenda lo que los fabricantes de máquinas y equipos pueden hacer para adoptar estos conceptos, y cómo las tecnologías como Edge Computing pueden satisfacer los requisitos de los fabricantes de maquinaria y de los clientes finales en este informe técnico repleto de información.
Introducción
Hay muchos tipos diferentes de negocios y empresas en el espacio de los fabricantes de maquinaria y equipo (OEM) pero un desafío es siempre el mismo: el mercado es altamente competitivo. Cada generación de equipos ofrece mejoras en el precio y el rendimiento con respecto a las generaciones anteriores. Los departamentos de diseño, ingeniería y gestión de productos deben evaluar constantemente las compensaciones entre las mejoras de la nueva tecnología y los aumentos de costos asociados a medida que introducen nuevos diseños en el mercado.
La automatización ha sido una parte integral del diseño de equipos durante muchos años, los nuevos conceptos como la transformación digital, la fabricación inteligente, la industria 4.0 y el Internet industrial de las cosas (IIoT) se están aplicando cada vez más en el mundo de la fabricación para ofrecer ventajas competitivas. Este documento se centra en lo que los fabricantes de máquinas y equipos (OEM) pueden hacer para aprovechar estos nuevos conceptos y cómo Edge Computing pueden satisfacer sus necesidades únicas, así como los requisitos de sus clientes.
Las fábricas inteligentes y la fabricación inteligente necesitan smart machines
De la misma manera que la automatización de las máquinas, usando PLCs y PACs, revolucionó el diseño de los equipos hace una generación, las Fábricas Inteligentes y la Manufactura Inteligente están haciendo evolucionar el mundo industrial otra vez. La aplicación de los conceptos de transformación digital permite a las empresas operar al máximo rendimiento aprovechando los datos recogidos por los sistemas de control y sensores. Este enfoque proporciona a los operadores análisis en tiempo real, aportaciones que ayudan a mejorar la eficacia general del equipo (OEE) y datos que pueden ser recogidos y analizados localmente. Los datos también pueden enviarse a Cloud para un análisis más profundo en una variedad de aplicaciones. Las aplicaciones pueden incluir la optimización del mantenimiento, la agilidad de la cadena de suministro y el aumento del rendimiento en múltiples instalaciones dedicadas a una producción similar.
Las máquinas y los equipos OEM son elementos fundamentales de la producción. Las fábricas inteligentes y la fabricación inteligente solo pueden lograrse si Smart Machines funciona tal y como ha sido diseñado por su OEM o especificado por el usuario final. Adoptar la transformación digital permite a los fabricantes de máquinas y equipos mejorar el diseño y apoya el desarrollo de nuevos servicios en torno al rendimiento y el mantenimiento de los equipos. Una pregunta importante es: ¿cuál es la mejor manera de desarrollar nuevas generaciones de equipos más inteligentes, o de permitir que los diseños e implantaciones existentes cumplan los requisitos que exigen los clientes? Edge Computing es un enfoque que puede resolver muchos de los requisitos clave del diseño.
¿Qué es? Edge Computing?
Edge Computing se presenta de muchas formas y puede definirse en términos generales como cualquier tipo de informática que tenga lugar fuera de la data center. Con una definición tan amplia, no es de extrañar que haya muchas definiciones confusas que abarcan tanto la industria de las TI como la de la automatización y los controles, a las que nos referimos como Tecnología Operativa (OT).
Gartner, una de las principales empresas de análisis, ha publicado una topología sencilla que permite a todo el mundo entender qué tipo de Edge computing puede ser útil para ellos. Esta imagen de topología muestra una pila tecnológica de infraestructura que muestra los tipos de servidores, dispositivos o plataformas que pueden caracterizarse como Edge Computing y dónde residen desde el punto final físico "en el edge" de la fuente de datos. Alude a los tipos de potencia de cálculo, recopilación, análisis y movimiento de datos que están disponibles fuera de la propia data center. Edge proporciona ventajas muy importantes para los fabricantes de equipos y sus clientes.
A partir de esta topología, es fácil ver que desde el Dispositivo Edge hasta el Ordenador Edge son aplicables a los constructores de máquinas y equipos. En la práctica, todas las máquinas y equipos tienen hoy en día aspectos del Dispositivo Edge con PLCs, y algunos tienen dispositivos Gateway Edge . En algunos aspectos, los PC industriales y de panel utilizados por las máquinas o equipos entran en esta categoría de Gateway. Pueden ser el primer "punto de contacto" para un dispositivo edge PLC. Sin embargo, los IPC tienen una potencia de cálculo y análisis limitada o sufren problemas comunes de fiabilidad y usabilidad similares a los de un PC o servidor típico que no está fabricado para entornos difíciles. Por ello, se necesitan otros tipos de plataformas informáticas construidas específicamente para Edge para satisfacer las necesidades de los clientes.
Cuando se trata de la modernización de los sistemas de control y automatización de máquinas, es el Compute Edge el que debe ser el centro de atención de los fabricantes de equipos. Edge Computing ofrece todas las características y capacidades necesarias para que los fabricantes de máquinas y equipos mejoren sus diseños actuales y pasen a suministrar equipos aún más inteligentes.
Edge Computing permite smart machines y equipamiento
Edge Computing es una tecnología modular escalable que apoya el desarrollo de componentes y aplicaciones de software estandarizados y modulares para aumentar la eficiencia.
Puede contribuir a que las aplicaciones existentes de los fabricantes de equipo -como el software de vigilancia y control- se consoliden en una sola plataforma, al tiempo que permite que otras aplicaciones críticas se ejecuten en la misma plataforma. Esto facilita el desarrollo de máquinas y equipos inteligentes habilitados para la Internet de las Cosas (IIoT), así como la adición de aplicaciones futuras que apoyen las demandas de la Industria 4.0 y de la Manufactura Inteligente en evolución de los clientes.
Cuando se implementa, Edge Computing puede facilitar una evolución fluida de los equipos actuales a las máquinas digitalizadas que se integran en las operaciones del cliente. Esto incluye múltiples capacidades, como la conectividad on-prem o Cloud , hasta una Smart Machines totalmente integrada que adopta la Transformación Digital sin necesidad de complejas adaptaciones y rediseños.
Edge Computing características para los constructores de máquinas y equipos
Aunque la categoría Compute Edge es bastante amplia, hay una serie de características clave que limitan los tipos de funciones que se aplican específicamente a un fabricante de máquinas o equipos.
Apoyo a las aplicaciones de automatización y control existentes
Edge Computing Las plataformas deben ser capaces de ejecutar las aplicaciones de control y automatización existentes de forma modular, sin necesidad de una reingeniería significativa. La virtualización es una tecnología clave. Esencialmente, cada IPC existente puede funcionar como un "IPC virtual" o una máquina virtual en la Edge Computing plataforma. Esto permite consolidar todos los IPC existentes en una única plataforma. Ninguna de estas máquinas virtuales conoce a las demás, por lo que todas las aplicaciones siguen funcionando de forma independiente.
Modificación y actualización de las aplicaciones de control existentes
Con una plataforma Edge Computing ahora es posible añadir grados mucho mayores de flexibilidad al funcionamiento y la supervisión de máquinas y equipos. Por ejemplo, con el enfoque tradicional de IPC/HMI, cada estación de una máquina o pieza de equipo está limitada a lo que ese IPC/HMI puede mostrar, de modo que sólo un único operador puede supervisar equipos complejos desde una única ubicación. Este no es un modelo ideal. Gracias a la virtualización, los fabricantes de equipos pueden conseguir una mayor flexibilidad para sus clientes, ya que varias personas pueden acceder de forma remota a los datos y las aplicaciones en diferentes estaciones. Este modelo autónomo es el preferido y proporciona a los clientes más opciones.
Adición de nuevas aplicaciones analíticas y de transformación digital
Con la virtualización puede ser potencialmente más fácil añadir nuevas aplicaciones simplemente creando una nueva máquina virtual en su Edge Computing plataforma. Esto abre el camino para añadir nuevas aplicaciones sin afectar a las aplicaciones existentes. Esto puede incluir la recopilación de datos localizados, el análisis en tiempo real y el filtrado de datos antes de transportarlos a ubicaciones externas, como la de un cliente data center, o a la Cloud, quizás la propia. Esto también puede depender de cosas como las leyes de privacidad de datos y, por supuesto, supone que se tiene una plataforma escalable Edge Computing escalable a medida que se amplíen las necesidades.
Apoyo a la convergencia OT/IT
Este es quizás un tema que no suelen tener en cuenta los fabricantes de máquinas y equipos, pero es cada vez más importante en las iniciativas de Transformación Digital. Las aplicaciones de control y automatización que operan la máquina son bien entendidas por sus ingenieros de diseño y sus clientes que operan las máquinas. Se centran en la tecnología operativa (OT). La experiencia para desarrollar capacidades analíticas sofisticadas, que quizás impliquen el aprendizaje automático (ML) y la inteligencia artificial (AI), además de la capacidad de transferir de forma segura los datos apropiados a un data center o al Cloud suele ser el dominio de los expertos en Tecnología de la Información (TI). Edge Computing Las plataformas pueden soportar tanto los requisitos de OT como los de IT. Es importante garantizar que una plataforma que admita múltiples tipos de aplicaciones de operaciones sea sencilla de desplegar y mantener, y fácil de gestionar tanto por los profesionales de OT como de TI.
Edge Computing ofrecen a los fabricantes de equipos y máquinas la posibilidad de nuevos servicios generadores de ingresos, al tiempo que ayudan a reducir los costes y mejorar el coste total de propiedad.
Nuevas oportunidades de ingresos
Muchas de las capacidades y nuevas aplicaciones que Edge Computing plataformas crean la posibilidad de nuevos servicios generadores de ingresos, o la optimización de las capacidades de servicio y soporte existentes. Por ejemplo, una tendencia que está empezando a surgir es el concepto de "máquina como servicio" o "equipo como servicio", por el que el cliente final paga en función del tiempo o el uso en lugar de una compra de capital tradicional. Para implantar y mantener con éxito un modelo de este tipo, el fabricante de máquinas o equipos debe conocer el perfil de rendimiento y mantenimiento de los equipos, y tener la capacidad de recopilar y analizar con precisión los datos adecuados.
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Robustecimiento
Para un fabricante de máquinas y equipos, esto es quizás obvio, pero Edge Computing las plataformas son suministradas por diversos proveedores, y no todos conocen el entorno operativo final del equipo. No se trata sólo de la robustez, sino también de eliminar los tiempos de inactividad, simplificar al máximo el mantenimiento y la asistencia técnica y ofrecer una supervisión a distancia. Del mismo modo, Edge Computing las plataformas del mundo OT deben estar preparadas para funcionar de forma autónoma durante largos periodos de tiempo, ya que a menudo puede no haber conectividad con el mundo exterior.
Reducciones de costos
En última instancia, la adopción de Edge Computing sólo es viable si cumple con las estrictas restricciones de costes de los mercados altamente competitivos en los que juegan los fabricantes de equipos. Al evaluar Edge Computing plataformas, es importante tener en cuenta los costes de capital, así como los costes de desarrollo y los costes corrientes. Además de los ahorros derivados de aspectos como la virtualización, el coste está en función del valor. Las plataformas más caras proporcionan un conjunto de valor y beneficios mucho mayor que los dispositivos simples o las pasarelas con menor potencia de cálculo. Este enfoque reducirá otros costes como la supervisión manual, el tiempo de inactividad, los recursos de personal y la eficiencia de las aplicaciones. Algunos de estos costes pueden ser menos tangibles, pero a medida que las industrias avanzan hacia la automatización, la Transformación Digital y las iniciativas relacionadas, como la Industria 4.0, la Fabricación Inteligente y el IIoT, los fabricantes de equipos deben tener en cuenta las aplicaciones futuras y los cambios en el entorno de los clientes.
Edge Computing las plataformas deben ser simples, protegidas y autónomas
Hay tres principios clave que rigen la eficacia real Edge Computing Plataformas. Debe tener en cuenta estas consideraciones a la hora de seleccionar la plataforma Edge Computing para las necesidades de un cliente:
Simplicidad
Una plataforma Edge Computing plataforma debe ser fácil de instalar y desplegar en minutos.
Ofrecería una interfaz de gestión fácil e intuitiva y, en el caso de sistemas redundantes, si es necesario sustituir una unidad, para restablecer el funcionamiento pleno de un sistema basta con pulsar un solo botón.
Los sistemas no redundantes pueden mantener una copia de seguridad de la imagen en el cloud que puede ser restaurada automáticamente si es necesario.
Protección
La recuperación de sistemas redundantes en caso de fallo, o si la plataforma detecta proactivamente un problema inminente.
La plataforma debe incluir características de seguridad incorporadas.
Todos los puertos externos no utilizados, como los USB, están desactivados y si es necesario deben ser activados explícitamente.
Los cambios de contraseña son necesarios al inicio de la sesión para evitar la exposición común de la seguridad por contraseñas conocidas y simples, y estas plataformas tienen una capacidad de cortafuegos incorporada que soporta listas blancas y negras de direcciones IP.
La plataforma incluye la capacidad de vigilar la salud básica de todas las aplicaciones que se ejecutan en ella para alertar a los usuarios de posibles problemas de las aplicaciones, o de que se han desplegado aplicaciones fraudulentas en una plataforma.
Autonomía
¿Están sus edge computing plataformas diseñadas para funcionar durante largos periodos de tiempo sin conectividad con el mundo exterior? La supervisión predictiva del estado y la conmutación por error sin fisuras permiten que los sistemas redundantes sigan funcionando.
Las plataformas deben gestionarse automáticamente, realizando funciones como el balanceo de carga automático a medida que varían las cargas de las aplicaciones.
Una plataforma informática edge debe gestionarse de forma remota, bien a través de un servicio cloud , o bien pueden integrarse en un constructor de equipos o en una solución de gestión de clientes a través de un conjunto de interfaces de programación de aplicaciones (API) estándar.
Te ahorra tiempo y esfuerzo
Soporta aparatos OVF, incluyendo imágenes de VMware
Consolidar las aplicaciones actuales y legacy
No es necesario un modo redundante o una configuración de agrupación
Resumen
El mercado de los fabricantes de máquinas y equipos está entrando en un periodo de evolución que traerá tantos cambios como la introducción del PLC hace una generación. Edge Computing es una tecnología fundamental que permitirá y facilitará esta transición. Edge Computing Las plataformas desempeñarán un papel integral en la ampliación de las capacidades tradicionales de control y automatización de los equipos. También proporcionarán el puente para que los fabricantes de equipos adopten las iniciativas de transformación digital para sí mismos y se integren con las iniciativas de sus clientes.
Stratus ztC™ Edge plataforma para fabricantes de maquinaria
La línea de productos Stratus ztC Edge línea de productos es una gama de Edge Computing plataformas diseñadas específicamente para satisfacer los requisitos de las plantas industriales y las ubicaciones remotas. Como tal ztC Edge las plataformas son ideales para los fabricantes de máquinas y equipos a medida que actualizan sus capacidades en las aplicaciones tradicionales de control y automatización y avanzan hacia Smart Machines que apoyan las iniciativas de transformación digital como la fabricación inteligente, la industria 4.0 y el IIoT.
Conecta tu máquina inteligente al Enterprise y Cloud
La plataforma ztC Edge plataforma se diferencia de los IPC, que no admiten una amplia gama de aplicaciones de forma simultánea; la virtualización le permite admitir múltiples aplicaciones diversas, entre las que se incluyen las pasarelas Edge , más capaces, que se centran en proporcionar acceso a los datos con una funcionalidad limitada. ztC Edge Las plataformas también se diferencian de los servidores de clase IT que no están diseñados para entornos difíciles, ya que son resistentes para soportar rangos de temperatura extendidos y no tienen partes móviles.
La línea de productos ztC Edge línea de productos es única por la forma en que aborda los retos fundamentales a los que se enfrentan los fabricantes de máquinas y equipos. Cada ztC Edge viene con una capa de virtualización preintegrada y está preconfigurada para que pueda estar en funcionamiento en menos de 30 minutos.
Acerca de Stratus Tecnologías
Stratus elimina la complejidad de mantener las aplicaciones críticas para la empresa en funcionamiento las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Las tecnologías de Stratusevitan de forma proactiva los tiempos de inactividad no planificados tanto en data center como en edge, y nuestros servicios garantizan que cualquier problema se solucione antes de que los clientes lo necesiten. Las empresas de la lista Fortune 500 y las pequeñas y medianas empresas de una amplia gama de sectores de todo el mundo llevan más de 35 años confiando en Stratus para obtener una disponibilidad continua y sencilla desde el punto de vista operativo.
