Libro Blanco

Las fábricas inteligentes necesitan máquinas más inteligentes

Las plataformasEdge Computing ofrecen nuevas oportunidades de ingresos y reducción de costos para los fabricantes de maquinaria y equipo

¿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 considerar.

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 constructores de máquinas y los fabricantes de equipos pueden hacer para adoptar estos conceptos, y cómo tecnologías como Edge Computing pueden satisfacer los requisitos de los constructores de máquinas y de los clientes finales en este libro blanco lleno 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 los equipos durante muchos años, 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 pueden hacer los fabricantes de maquinaria y equipo (OEM) para aprovechar estos nuevos conceptos y en cómo Edge Computing puede 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 el equipo OEM son elementos fundamentales de la producción. Las Fábricas Inteligentes y la Fabricación Inteligente sólo pueden lograrse por medio de Smart Machines operando como se diseñó en su OEM o se especificó por el usuario final. La adopción de la transformación digital permite a los constructores 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 permitir que los diseños e implementaciones existentes cumplan con los requisitos que los clientes están exigiendo? Edge Computing es un enfoque que puede resolver muchos de los requisitos clave de diseño.

¿Qué es Edge Computing?

Edge Computing viene en muchas formas y puede ser definido ampliamente como cualquier computación que tenga lugar fuera de la data center. Con una definición tan amplia, no es sorprendente que haya muchas definiciones confusas que abarcan tanto la industria de la tecnología de la información como la de la automatización y los controles, a las que nos referimos como Tecnología Operativa (OT).

Gartner, una importante firma de analistas, ha publicado una topología simple que permite a todos entender qué tipo de Edge computing podría serles útil. Esta imagen de topología muestra una pila de tecnología de infraestructura que muestra los tipos de servidores, dispositivos o plataformas que pueden ser caracterizados como Edge Computing y donde residen desde el punto final físico "en el borde" de la fuente de datos. Alude a los tipos de potencia de computación, recolección, análisis y movimiento de datos que están disponibles fuera de la actual data center. Edge proporciona beneficios extremadamente importantes para los fabricantes de equipos y sus clientes.

A partir de esta topología, es fácil ver que los bordes de los dispositivos a través del borde de la computadora son aplicables a los constructores de máquinas y equipos. En la práctica, todas las máquinas y equipos de hoy en día tienen aspectos del Borde del Dispositivo con PLCs, y algunos tienen dispositivos de Borde de la Puerta. En algunos aspectos, los PC industriales y de panel utilizados por máquinas o equipos entran en esta categoría de Gateway. Pueden ser el primer "punto de contacto" para un PLC de borde de dispositivo. Sin embargo, los PCs industriales tienen una potencia de cálculo y análisis limitada o sufren de problemas comunes de fiabilidad y usabilidad que son similares a los de un PC o servidor típico que no se fabrica para entornos difíciles. Por lo tanto, se requieren otros tipos de plataformas de computación Edge construidas a propósito para satisfacer las necesidades de los clientes.

Cuando se trata de la modernización de los sistemas de control y automatización de las máquinas, es la ventaja de la computación lo que debería ser el centro de atención de los constructores de equipos. Edge Computing ofrece todas las características y capacidades necesarias para que los fabricantes de máquinas y equipos mejoren sus diseños actuales y hagan la transición a la entrega de equipos aún más inteligentes.

Edge Computing permite a smart machines y al equipo

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 aplique, Edge Computing puede facilitar una evolución sin problemas del equipo actual a máquinas digitalizadas que se integran en las operaciones de un cliente. Esto incluye múltiples capacidades, como la conectividad on-prem o Cloud con Smart Machines totalmente integrada que abarca la transformación digital sin necesidad de una compleja adaptación y rediseño.

Edge Computing características para los constructores de máquinas y equipos

Si bien la categoría de borde de cómputo 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 deben ser capaces de ejecutar las aplicaciones de control y automatización existentes de forma modular, sin necesidad de una re-arquitectura significativa. La virtualización es una tecnología clave. Esencialmente, cada IPC existente puede funcionar como "IPC virtual" o máquina virtual en la plataforma Edge Computing . Esto permite la consolidación de todas las computadoras personales existentes en una sola plataforma. Ninguna de estas máquinas virtuales conoce las otras máquinas virtuales, por lo que todas las aplicaciones siguen funcionando de forma independiente.

Modificación y actualización de las aplicaciones de control existentes

Con una plataforma virtualizada 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 equipo se limita a lo que esa IPC/HMI puede mostrar, de modo que un solo operador puede monitorear equipos complejos desde un solo lugar. Este no es un modelo ideal. Mediante la virtualización, los fabricantes de equipos pueden lograr una mayor flexibilidad para sus clientes al hacer que varias personas accedan de forma remota a los datos y aplicaciones de diferentes estaciones. Este modelo autónomo es el preferido y ofrece 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 plataforma Edge Computing . Esto allana el camino para añadir nuevas aplicaciones sin afectar a las aplicaciones existentes. Esto puede incluir la recolección de datos localizados, análisis en tiempo real y filtrado de datos antes del transporte a lugares externos, como la data center de un cliente, o a la Cloud, tal vez la suya propia. Esto también puede depender de cosas como las leyes de privacidad de datos y, por supuesto, supone que usted tiene una plataforma escalable Edge Computing a medida que las necesidades se expanden.

Apoyo a la convergencia OT/IT

Este es quizás un tema que no suelen considerar los constructores 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 comprendidas 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 tal vez impliquen el aprendizaje de la máquina (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 es a menudo el dominio de los expertos en Tecnología de la Información (TI). Las plataformas del Edge Computing pueden apoyar tanto los requisitos de OT como los de TI. Es importante garantizar que una plataforma que admita aplicaciones de operaciones de múltiples tipos sea sencilla de desplegar y mantener, y fácil de gestionar tanto por los profesionales de la OT como por los de la TI.

Las plataformasEdge Computing ofrecen a los fabricantes de equipos y máquinas la posibilidad de nuevos servicios generadores de ingresos, al tiempo que ayudan a reducir los costos y mejorar el costo total de propiedad.

Nuevas oportunidades de ingresos

Muchas de las capacidades y nuevas aplicaciones que apoyan las plataformas Edge Computing crean la posibilidad de nuevos servicios generadores de ingresos, o la optimización de las capacidades de servicio y apoyo existentes. Por ejemplo, una tendencia que está empezando a surgir es el concepto de "la máquina como servicio" o "el 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 aplicar y mantener con éxito ese modelo, el fabricante de la máquina o el equipo debe comprender el perfil de rendimiento y mantenimiento del equipo y tener la capacidad de reunir y analizar con precisión los datos adecuados.

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Robustecimiento

Para un fabricante de máquinas y equipos, esto es quizás obvio, pero las plataformas de Edge Computing son suministradas por una variedad de proveedores - no todos los cuales son conscientes del entorno operativo final del equipo. No se trata sólo de la robustez, sino también de eliminar el tiempo de inactividad, hacer el mantenimiento y el soporte lo más simple posible, y ofrecer monitoreo remoto. Del mismo modo, las plataformas de Edge Computing en el mundo de la OT deben estar preparadas para funcionar de forma autónoma durante largos períodos 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 limitaciones de costos de los mercados altamente competitivos en los que juegan los constructores de equipos. Cuando se evalúan las plataformas de Edge Computing , es importante considerar los costos de capital, así como los costos de desarrollo y los costos corrientes. Además de los ahorros derivados de cosas como la virtualización, el costo es una función del valor. Las plataformas más costosas proporcionan un conjunto mucho más elevado de valor y beneficios que los simples dispositivos o pasarelas con menor potencia de computación. Este enfoque reducirá otros costos como la supervisión manual, el tiempo de inactividad, los recursos de personal y la eficiencia de las aplicaciones. Algunos de estos costos pueden ser menos tangibles, pero a medida que las industrias se mueven hacia la automatización, la transformación digital e iniciativas relacionadas, como Industria 4.0, Manufactura Inteligente y IIoT, los fabricantes de equipos deben considerar las futuras aplicaciones y los cambios en el entorno de los clientes.

Edge Computing las plataformas deben ser simples, protegidas, autónomas

Hay tres principios clave que rigen las plataformas Edge Computing verdaderamente eficaces. Debe tener en cuenta estas consideraciones al seleccionar la plataforma Edge Computing adecuada para las necesidades de un cliente:

Simplicidad

  • Una plataforma Edge Computing debería 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

  • ¿Sus plataformas edge computing están diseñadas para funcionar durante largos períodos de tiempo sin conectividad con el mundo exterior? El control de salud predictivo 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 de computación de borde debe ser administrada remotamente, ya sea a través de un servicio cloud , o puede ser incorporada a una solución de construcción de equipos o de gestión de clientes a través de un conjunto de Interfaces de Programación de Aplicaciones (APIs) 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 fabricantes de máquinas y equipos está entrando en un período evolutivo que traerá tantos cambios como la introducción del PLC hace una generación. Edge Computing es una tecnología crítica que permitirá y facilitará esta transición. Las plataformas de Edge Computing desempeñarán un papel integral en la expansión de las capacidades tradicionales de control y automatización de los equipos. También proporcionarán el puente para que los fabricantes de equipo adopten las iniciativas de transformación digital por sí mismos y se integren con las iniciativas de sus clientes.

Más información

Para obtener más información sobre el fabricante de equipos y máquinas, visite: https://www.stratus.com/oem/

Para obtener más información sobre la línea de productos Stratus ztC Edge , visite https://www.stratus.com/solutions/platforms/ztc-edge/

Stratus ztC™ Plataforma de borde para constructores de máquinas

La línea de productos Stratus ztC Edge es una gama de plataformas Edge Computing diseñadas específicamente para satisfacer las necesidades de las plantas industriales y de lugares remotos. Como tal, las plataformas ztC Edge son ideales para los constructores de máquinas y equipos a medida que mejoran sus capacidades en las aplicaciones tradicionales de control y automatización y se desplazan 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 es distinta de las CIP que no admiten una amplia gama de aplicaciones de virtualización simultánea -la virtualización le permite admitir múltiples aplicaciones diversas que incluyen pasarelas Edge más capaces que se centran en proporcionar acceso a los datos con una funcionalidad limitada. Las plataformas ztC Edge también difieren de los servidores de clase informática que no están diseñados para entornos difíciles, ya que son resistentes para soportar rangos de temperatura extendidos y no tienen piezas móviles.

La línea de productos ztC Edge es única en la forma en que aborda los desafíos fundamentales que enfrentan los constructores 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 de negocio funcionando 24/7. Stratus' tecnologías proactivas previeneninstancias de paradas no planificadas tanto en el data center como en el borde, y nuestros servicios aseguran que cualquier problema sea tratado 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 industrias de todo el mundo han confiado en Stratus para una disponibilidad continua y sencilla desde el punto de vista operacional durante más de 35 años.

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