Livre blanc

Les usines intelligentes ont besoin de machines plus intelligentes

Les plates-formesEdge Computing offrent de nouvelles possibilités de revenus et de réduction des coûts pour les fabricants de machines et d'équipements

Quelle est la meilleure façon de développer de nouvelles générations d'équipements plus intelligents qui répondent aux demandes des clients ? Edge Computing est une approche importante à envisager.

Alors que l'automatisation fait partie intégrante de la conception des machines depuis de nombreuses années, de nouveaux concepts tels que la transformation numérique, la fabrication intelligente, l'industrie 4.0 et l'internet industriel des objets (IIoT) sont de plus en plus appliqués dans le monde des machines afin d'apporter une différenciation et des avantages concurrentiels.

Découvrez ce que machine builders et les fabricants d'équipements peuvent faire pour adopter ces concepts, et comment des technologies telles que Edge Computing peuvent répondre aux exigences des constructeurs de machines et des clients finaux dans ce livre blanc riche en informations.

Introduction

Il existe de nombreux types d'entreprises et de sociétés dans le domaine de la fabrication de machines et d'équipements (OEM), mais un défi est toujours le même : le marché est très concurrentiel. Chaque génération d'équipement offre des améliorations en termes de prix et de performances par rapport aux générations précédentes. Les départements de conception, d'ingénierie et de gestion des produits doivent constamment évaluer les compromis entre les améliorations des nouvelles technologies et les augmentations de coûts associées à mesure qu'ils mettent de nouveaux modèles sur le marché.

L'automatisation fait partie intégrante de la conception des équipements depuis de nombreuses années. De nouveaux concepts tels que la transformation numérique, la fabrication intelligente, l'industrie 4.0 et l'Internet industriel des objets (IIoT) sont de plus en plus appliqués dans le monde de la fabrication pour offrir des avantages concurrentiels. Le présent document se concentre sur ce que les fabricants de machines et d'équipements (OEM) peuvent faire pour tirer parti de ces nouveaux concepts et sur la manière dont Edge Computing peut répondre à leurs besoins uniques ainsi qu'aux exigences de leurs clients.

Les usines intelligentes et la fabrication intelligente ont besoin smart machines

De la même manière que l'automatisation des machines, à l'aide d'automates programmables et de PAC, a révolutionné la conception des équipements il y a une génération, les usines intelligentes et la fabrication intelligente font à nouveau évoluer le monde industriel. L'application des concepts de transformation numérique permet aux entreprises de fonctionner au maximum de leurs performances en exploitant les données recueillies par les systèmes de contrôle et les capteurs. Cette approche fournit des analyses en temps réel aux opérateurs, des données qui contribuent à améliorer l'efficacité globale des équipements (OEE), et des données qui peuvent être collectées et analysées localement. Les données peuvent également être envoyées à l'adresse Cloud pour une analyse plus approfondie dans diverses applications. Les applications peuvent comprendre l'optimisation de la maintenance, l'agilité de la chaîne d'approvisionnement et l'augmentation du rendement de plusieurs installations engagées dans une production similaire.

Les machines et les équipements OEM sont des éléments fondamentaux de la production. Les usines intelligentes et la fabrication intelligente ne peuvent être réalisées que si Smart Machines fonctionne comme prévu par leur OEM ou spécifié par l'utilisateur final. L'adoption de la transformation numérique permet aux constructeurs de machines et d'équipements d'améliorer la conception et soutient le développement de nouveaux services autour des performances et de la maintenance des équipements. Une question importante est de savoir quelle est la meilleure façon de développer de nouvelles générations d'équipements plus intelligents, ou de permettre aux conceptions et déploiements existants de répondre aux exigences des clients ? Edge Computing est une approche qui peut résoudre un grand nombre des principales exigences en matière de conception.

Qu'est-ce que Edge Computing?

Edge Computing se présente sous de nombreuses formes et peut être défini au sens large comme tout calcul qui a lieu en dehors du data center. Avec une définition aussi large, il n'est pas surprenant qu'il existe de nombreuses définitions confuses qui couvrent à la fois l'industrie informatique et l'industrie de l'automatisation et des contrôles, que nous appelons technologie opérationnelle (OT).

Gartner, un grand cabinet d'analystes, a publié une topologie simple qui permet à chacun de comprendre quel type de Edge computing pourrait lui être utile. Cette image de topologie montre une pile technologique d'infrastructure qui indique les types de serveurs, de dispositifs ou de plates-formes qui peuvent être caractérisés comme Edge Computing et où ils résident à partir du point final physique "à la limite" de la source de données. Elle fait allusion aux types de puissance de calcul, de collecte, d'analyse et de mouvement des données qui sont disponibles en dehors du site data center. Edge offre des avantages extrêmement importants pour les fabricants d'équipements et leurs clients.

De cette topologie, il est facile de voir que le Device Edge par le Compute Edge sont applicables aux constructeurs de machines et d'équipements. Dans la pratique, toutes les machines et tous les équipements actuels comportent des aspects du Device Edge avec des API, et certains sont dotés de dispositifs Gateway Edge. À certains égards, les PC industriels et de bureau utilisés par les machines ou les équipements entrent dans cette catégorie de passerelle. Ils peuvent être le premier "point de contact" pour un PLC de bord de dispositif. Pourtant, les IPC ont une puissance de calcul et d'analyse limitée ou souffrent de problèmes de fiabilité et de convivialité communs, similaires à ceux d'un PC ou d'un serveur typique qui n'est pas fabriqué pour les environnements difficiles. D'autres types de plates-formes de calcul en périphérie sont donc nécessaires pour répondre aux besoins des clients.

Lorsqu'il s'agit de moderniser les systèmes de contrôle et d'automatisation des machines, c'est le "Compute Edge" qui devrait être l'objectif des constructeurs d'équipements. Edge Computing fournit toutes les caractéristiques et les capacités nécessaires aux fabricants de machines et d'équipements pour améliorer leurs conceptions actuelles et passer à la livraison d'équipements encore plus intelligents.

Edge Computing permet smart machines et l'équipement

Edge Computing est une technologie modulaire évolutive qui soutient le développement de composants logiciels et d'applications standardisés et modulaires pour accroître l'efficacité.

Elle peut permettre de consolider les applications existantes des fabricants d'équipements, telles que les logiciels de surveillance et de contrôle, sur une plate-forme unique tout en permettant à d'autres applications critiques de fonctionner sur la même plate-forme. Il est ainsi plus facile de développer des machines et des équipements intelligents, compatibles avec l'Internet industriel des objets (IIoT), et d'ajouter facilement de futures applications qui prennent en charge les demandes évolutives des clients en matière d'industrie 4.0 et de fabrication intelligente.

Une fois mis en œuvre, Edge Computing peut faciliter une évolution en douceur des équipements actuels vers des machines numérisées qui sont intégrées dans les opérations d'un client. Cela inclut de multiples capacités telles que la connectivité on-prem ou Cloud à Smart Machines entièrement intégré qui embrasse la transformation numérique sans avoir besoin d'une mise à niveau et d'une reconception complexes.

Edge Computing caractéristiques pour les constructeurs de machines et d'équipements

Bien que la catégorie Compute Edge soit assez large, il existe un certain nombre de caractéristiques clés qui restreignent les types de fonctions qui s'appliquent spécifiquement à un fabricant de machines ou d'équipements.

Soutien aux applications d'automatisation et de contrôle existantes

Les plates-formesEdge Computing doivent être capables d'exécuter les applications de contrôle et d'automatisation existantes de manière modulaire, sans qu'il soit nécessaire de procéder à une refonte importante de l'architecture. La virtualisation est une technologie clé. Essentiellement, chaque IPC existant peut fonctionner comme un "IPC virtuel" ou une machine virtuelle sur la plate-forme Edge Computing . Cela permet de consolider tous les IPC existants sur une seule plate-forme. Aucune de ces machines virtuelles ne connaît les autres machines virtuelles, de sorte que toutes les applications continuent de fonctionner indépendamment.

Modification et mise à niveau des applications de contrôle existantes

Grâce à la plate-forme virtualisée Edge Computing , il est désormais possible d'ajouter une plus grande flexibilité au fonctionnement et à la surveillance des machines et des équipements. Par exemple, avec l'approche IPC/HMI traditionnelle, chaque station d'une machine ou d'un équipement est limitée à ce que cet IPC/HMI peut afficher, de sorte qu'un seul opérateur peut surveiller un équipement complexe à partir d'un seul endroit. Ce n'est pas un modèle idéal. Grâce à la virtualisation, les fabricants d'équipements peuvent obtenir une plus grande flexibilité pour leurs clients en permettant à plusieurs personnes d'accéder à distance aux données et aux applications sur différents postes. Ce modèle autonome est préféré et offre plus d'options aux clients.

Ajout de nouvelles applications d'analyse et de transformation numérique

Avec la virtualisation, il peut être potentiellement plus facile d'ajouter de nouvelles applications simplement en créant une nouvelle machine virtuelle sur votre plateforme Edge Computing . Cela ouvre la voie à l'ajout de nouvelles applications sans impact sur les applications existantes. Cela peut inclure la collecte de données localisées, l'analyse en temps réel et le filtrage des données avant leur transport vers des sites externes, tels que le site data center d'un client ou le site Cloud, peut-être le vôtre. Cela peut également dépendre de facteurs tels que les lois sur la confidentialité des données et, bien sûr, suppose que vous disposiez d'une plateforme Edge Computing évolutive en fonction de l'évolution des besoins.

Soutien à la convergence OT/IT

C'est peut-être un sujet peu considéré par les constructeurs de machines et d'équipements, mais il est de plus en plus important dans les initiatives de transformation numérique. Les applications de contrôle et d'automatisation qui font fonctionner la machine sont bien comprises par vos ingénieurs concepteurs et vos clients qui font fonctionner les machines. Elles sont axées sur la technologie opérationnelle (OT). L'expertise nécessaire pour développer des capacités analytiques sophistiquées, impliquant peut-être l'apprentissage machine (ML) et l'intelligence artificielle (AI), ainsi que la capacité de transférer en toute sécurité les données appropriées vers un site data center ou Cloud est souvent le domaine des experts en technologies de l'information (TI). Les plates-formes Edge Computing peuvent prendre en charge à la fois les exigences en matière de TI et d'OT. Il est important de s'assurer qu'une plate-forme qui prend en charge plusieurs types d'applications opérationnelles est simple à déployer et à maintenir, et facile à gérer par les professionnels de l'OT et de l'informatique.

Les plates-formesEdge Computing offrent aux fabricants d'équipements et de machines la possibilité de proposer de nouveaux services générateurs de revenus tout en contribuant à réduire les coûts et à améliorer le coût total de possession.

De nouvelles possibilités de revenus

Nombre des capacités et des nouvelles applications que les plateformes Edge Computing prennent en charge créent la possibilité de nouveaux services générateurs de revenus, ou l'optimisation des capacités de service et de support existantes. Par exemple, une tendance qui commence à émerger est le concept de "machine en tant que service" ou "équipement en tant que service", selon lequel le client final paie sur la base du temps ou de l'utilisation au lieu d'un achat d'équipement traditionnel. Pour mettre en œuvre et maintenir avec succès un tel modèle, le fabricant de la machine ou de l'équipement doit comprendre le profil de performance et de maintenance de l'équipement, et avoir la capacité de collecter et d'analyser avec précision les données appropriées.

Simplifie le service

Compact, sans ventilateur, montage mural ou sur rail DIN

Industrie évaluée

  • -10 à 60 °C (-10 à 140 °F)
  • 10 à 95% d'humidité
  • 3 Grms (5 à 500 Hz)

Remplacement à chaud, auto-identification et synchronisation automatique

Ruggedization

Pour un fabricant de machines et d'équipements, c'est peut-être évident, mais les plates-formes Edge Computing sont fournies par divers fournisseurs - qui ne connaissent pas tous l'environnement opérationnel final de l'équipement. Il ne s'agit pas seulement de la robustesse, mais aussi de l'élimination des temps d'arrêt, de la simplification de la maintenance et de l'assistance, et de la possibilité de surveillance à distance. De même, les plates-formes Edge Computing dans le monde de l'OT doivent être prêtes à fonctionner de manière autonome pendant de longues périodes, car souvent il n'y a pas de connectivité avec le monde extérieur.

Réduction des coûts

En fin de compte, l'adoption de Edge Computing ne devient viable que si elle répond aux contraintes de coût strictes des marchés hautement concurrentiels sur lesquels les constructeurs d'équipements jouent. Lors de l'évaluation des plates-formes Edge Computing , il est important de prendre en compte les coûts d'investissement ainsi que les coûts de développement et les coûts permanents. En plus des économies réalisées grâce à des éléments comme la virtualisation, le coût est fonction de la valeur. Les plates-formes plus coûteuses offrent un ensemble de valeurs et d'avantages bien plus importants que les simples appareils ou les passerelles à faible puissance de calcul. Cette approche permettra de réduire d'autres coûts tels que la surveillance manuelle, les temps d'arrêt, les ressources en personnel et l'efficacité des applications. Certains de ces coûts peuvent être moins tangibles, mais à mesure que les industries passent à l'automatisation, à la transformation numérique et aux initiatives connexes, telles que Industry 4.0, Smart Manufacturing et IIoT, les fabricants d'équipements doivent tenir compte des applications futures et des changements dans l'environnement des clients.

Edge Computing Les plateformes doivent être simples, protégées, autonomes

Il existe trois principes clés qui régissent les plates-formes Edge Computing réellement efficaces. Vous devez garder ces considérations à l'esprit lorsque vous choisissez la plate-forme Edge Computing qui répond aux besoins d'un client :

Simplicité

  • Une plateforme Edge Computing devrait être facile à installer et à déployer en quelques minutes.
  • Il offrirait une interface de gestion facile à utiliser et intuitive et, dans le cas de systèmes redondants, si une unité doit être remplacée, la remise en service complète d'un système ne nécessite qu'une simple pression sur un bouton.
  • Les systèmes non redondants peuvent conserver une image de sauvegarde dans le cloud qui peut être automatiquement restaurée si nécessaire.

Protection

  • Basculement sans faille dans les systèmes redondants en cas de panne ou si la plateforme détecte de manière proactive un problème à venir.
  • La plate-forme devrait comporter des dispositifs de sécurité intégrés.
  • Tous les ports externes inutilisés, tels que les USB, sont désactivés et doivent être explicitement activés si nécessaire.
  • Des changements de mot de passe sont nécessaires lors de la première connexion afin d'éviter l'exposition commune à la sécurité par des mots de passe connus et simples. Ces plateformes disposent d'un pare-feu intégré qui prend en charge l'inscription des adresses IP sur liste blanche et liste noire.
  • La plate-forme comprend la capacité de surveiller la santé de base de toutes les applications fonctionnant sur la plate-forme afin d'alerter les utilisateurs de problèmes potentiels d'application, ou que des applications malveillantes ont été déployées sur une plate-forme.

Autonomie

  • Vos plates-formes edge computing sont-elles conçues pour fonctionner pendant de longues périodes sans connexion au monde extérieur ? La surveillance prédictive de la santé et le basculement transparent permettent aux systèmes redondants de continuer à fonctionner.
  • Les plates-formes devraient s'autogérer, en assurant des fonctions telles que l'équilibrage automatique de la charge lorsque la charge des applications varie.
  • Une plateforme de calcul de pointe doit être gérée à distance, soit par le biais d'un service cloud , soit elle peut être intégrée dans une solution de construction d'équipements ou de gestion des clients par le biais d'un ensemble d'interfaces de programmation d'applications (API) standard.

Vous fait gagner du temps et des efforts

  • Prend en charge les appareils OVF, y compris les images VMware
  • Consolider les demandes actuelles et celles de legacy
  • Pas de mode redondant ou de configuration de clustering nécessaire

Résumé

Le marché des fabricants de machines et d'équipements entre dans une période d'évolution qui apportera autant de changements que l'introduction du PLC il y a une génération. Edge Computing est une technologie essentielle qui permettra et facilitera cette transition. Les plates-formes Edge Computing joueront un rôle essentiel dans l'extension des capacités traditionnelles de contrôle et d'automatisation des équipements. Elles permettront également aux fabricants d'équipements d'adopter des initiatives de transformation numérique pour eux-mêmes et de s'intégrer aux initiatives de leurs clients.

Plus d'informations

Pour plus d'informations sur les fabricants d'équipements et de machines, consultez le site : https://www.stratus.com/oem/

Pour plus d'informations sur la ligne de produits Stratus ztC Edge , veuillez consulter https://www.stratus.com/solutions/platforms/ztc-edge/

Stratus ztC™ Plate-forme de pointe pour machine builders

La ligne de produits Stratus ztC Edge est une gamme de plates-formes Edge Computing spécialement conçues pour répondre aux besoins des installations industrielles et des sites éloignés. En tant que telles, les plates-formes ztC Edge sont idéales pour les constructeurs de machines et d'équipements qui souhaitent améliorer leurs capacités dans les applications de contrôle et d'automatisation traditionnelles et se diriger vers les plates-formes Smart Machines qui soutiennent les initiatives de transformation numérique telles que la fabrication intelligente, l'industrie 4.0 et l'IIoT.

Connectez votre Smart Machine à l'entreprise et Cloud

La plateforme ztC Edge est différente des IPC qui ne prennent pas en charge un large éventail d'applications simultanément - la virtualisation lui permet de prendre en charge de multiples applications diverses, dont des passerelles Edge plus performantes qui se concentrent sur la fourniture d'un accès aux données avec des fonctionnalités limitées. Les plateformes ztC Edge diffèrent également des serveurs de classe informatique qui ne sont pas conçus pour les environnements difficiles, car ils sont robustes pour supporter des plages de température étendues et n'ont pas de pièces mobiles.

La ligne de produits ztC Edge est unique dans la façon dont elle aborde les défis fondamentaux auxquels sont confrontés les constructeurs de machines et d'équipements. Chaque ztC Edge est doté d'une couche de virtualisation pré-intégrée et est préconfiguré de manière à pouvoir être opérationnel en moins de 30 minutes.

À propos de Stratus Technologies

Stratus permet de simplifier le fonctionnement des applications critiques de l'entreprise 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Stratus' technologies permettent de prévenir de manière proactive les cas d'arrêt imprévu tant sur le site data center qu'à la périphérie, et nos services garantissent que tout problème est résolu avant que les clients n'en aient besoin. Depuis plus de 35 ans, les entreprises du classement mondial Fortune 500 et les petites et moyennes entreprises dans un large éventail de secteurs d'activité à travers le monde font confiance à Stratus pour une disponibilité continue et simple d'utilisation.

Pour en savoir plus stratus.com aujourd'hui.

Actifs connexes

Haut de page