Le fabbriche intelligenti hanno bisogno di macchine più intelligenti
Edge Computing le piattaforme offrono nuove opportunità di guadagno e di riduzione dei costi per i produttori di macchine e attrezzature
Qual è il modo migliore per sviluppare nuove generazioni di attrezzature più intelligenti che soddisfino le richieste dei clienti? Edge Computing è un approccio importante da considerare.
Mentre l'automazione è stata parte integrante della progettazione delle macchine per molti anni, nuovi concetti come la Trasformazione Digitale, la Produzione Intelligente, l'Industria 4.0 e l'Internet Industriale delle Cose (IIoT) vengono sempre più applicati nel mondo delle macchine per offrire differenziazione e vantaggi competitivi.
Scoprite cosa possono fare machine builders e i produttori di attrezzature per abbracciare questi concetti e come le tecnologie come Edge Computing possono soddisfare i requisiti dei costruttori di macchine e dei clienti finali in questo whitepaper ricco di informazioni.
Introduzione
Ci sono molti tipi diversi di imprese e società nello spazio del produttore di macchine e attrezzature (OEM), ma una sfida è sempre la stessa: il mercato è altamente competitivo. Ogni generazione di apparecchiature offre miglioramenti di prezzo/prestazioni rispetto alle generazioni precedenti. I reparti di progettazione, ingegneria e gestione del prodotto devono valutare costantemente i compromessi tra i miglioramenti delle nuove tecnologie e gli aumenti dei costi associati, in quanto portano nuovi progetti sul mercato.
L'automazione è stata parte integrante della progettazione delle attrezzature per molti anni, nuovi concetti come la trasformazione digitale, lo Smart Manufacturing, l'Industria 4.0 e l'Industrial Internet of Things (IIoT) sono sempre più applicati nel mondo della produzione per fornire vantaggi competitivi. Questo documento si concentra su ciò che i produttori di macchine e attrezzature (OEM) possono fare per sfruttare questi nuovi concetti e come Edge Computing possono soddisfare le loro esigenze uniche così come le richieste dei loro clienti.
Fabbriche intelligenti e necessità di produzione intelligente smart machines
Allo stesso modo in cui l'automazione delle macchine, utilizzando PLC e PAC, ha rivoluzionato la progettazione delle apparecchiature una generazione fa, le fabbriche intelligenti e la produzione intelligente stanno evolvendo di nuovo il mondo industriale. L'applicazione dei concetti di trasformazione digitale consente alle aziende di operare al massimo delle prestazioni sfruttando i dati raccolti dai sistemi di controllo e dai sensori. Questo approccio fornisce agli operatori analisi in tempo reale, input che aiutano a migliorare l'efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE) e dati che possono essere raccolti e analizzati localmente. I dati possono anche essere inviati al sito Cloud per un'analisi più approfondita in una varietà di applicazioni. Le applicazioni possono includere la manutenzione ottimizzata, l'agilità della catena di fornitura e l'aumento della resa in più strutture impegnate in produzioni simili.
Le macchine e le attrezzature OEM sono elementi fondamentali della produzione. Le fabbriche intelligenti e la produzione intelligente possono essere raggiunte solo da Smart Machines operando come progettato dal loro OEM o specificato dall'utente finale. Abbracciare la trasformazione digitale permette ai costruttori di macchine e attrezzature di migliorare la progettazione e supporta lo sviluppo di nuovi servizi intorno alle prestazioni e alla manutenzione delle attrezzature. Una domanda importante è: qual è il modo migliore per sviluppare nuove generazioni di attrezzature più intelligenti, o consentire ai progetti e alle implementazioni esistenti di soddisfare i requisiti che i clienti richiedono? Edge Computing è un approccio che può risolvere molti dei requisiti chiave di progettazione.
Che cos'è l' Edge Computing?
Edge Computing si presenta in molte forme e può essere ampiamente definito come qualsiasi elaborazione che avviene al di fuori del data center. Con una definizione così ampia, non sorprende che ci siano molte definizioni confuse che abbracciano sia l'industria IT che quella dell'automazione e dei controlli, a cui ci riferiamo come Operational Technology (OT).
Gartner, un'importante società di analisi, ha pubblicato una semplice topologia che permette a tutti di capire che tipo di Edge computing potrebbe essere utile per loro. Questa immagine topologica mostra uno stack tecnologico dell'infrastruttura che mostra i tipi di server, dispositivi o piattaforme che possono essere caratterizzati come Edge Computing e dove risiedono dall'endpoint fisico "all'indirizzo edge" dell'origine dei dati. Allude ai tipi di potenza di calcolo, raccolta, analisi e movimento dei dati che sono disponibili al di fuori dell'effettivo data center. Edge fornisce vantaggi estremamente importanti per i produttori di apparecchiature e i loro clienti.
Da questa topologia, è facile vedere che il Device Edge attraverso il Compute Edge sono applicabili ai costruttori di macchine e attrezzature. In pratica, tutte le macchine e le attrezzature oggi hanno aspetti del Device Edge con PLC, e alcuni hanno dispositivi Gateway Edge . Per certi aspetti, i PC industriali e da pannello usati da macchine o attrezzature rientrano in questa categoria di Gateway. Possono essere il primo "punto di contatto" per un dispositivo edge PLC. Tuttavia gli IPC hanno una potenza di calcolo e di analisi limitata o soffrono di problemi di affidabilità e usabilità comuni che sono simili a un tipico PC o server che non è prodotto per ambienti difficili. Quindi, altri tipi di piattaforme di calcolo Edge appositamente costruite sono necessarie per soddisfare le esigenze dei clienti.
Quando si tratta di modernizzare i sistemi di controllo e automazione delle macchine, è il Compute Edge che dovrebbe essere l'obiettivo dei costruttori di apparecchiature. Edge Computing Offre tutte le caratteristiche e le capacità necessarie ai produttori di macchine e attrezzature per migliorare i loro progetti attuali e passare alla consegna di attrezzature ancora più intelligenti.
Edge Computing è una tecnologia modulare scalabile che supporta lo sviluppo di componenti software e applicazioni standardizzate e modulari per aumentare l'efficienza.
Può aiutare a consolidare le applicazioni esistenti dei produttori di apparecchiature - come il software di monitoraggio e controllo - su un'unica piattaforma, consentendo al tempo stesso l'esecuzione di altre applicazioni critiche sulla stessa piattaforma. Ciò rende più facile lo sviluppo di macchine e apparecchiature intelligenti e abilitate per l'Internet degli Oggetti Industriali (IIoT), e la possibilità di aggiungere facilmente applicazioni future che supportino l'evoluzione delle esigenze dei clienti dell'Industria 4.0 e della Produzione Intelligente.
Quando viene implementato, Edge Computing può facilitare un'evoluzione fluida dalle attrezzature di oggi a macchine digitalizzate che sono integrate nelle operazioni di un cliente. Questo include capacità multiple come la connettività on-prem o Cloud a Smart Machines completamente integrato che abbraccia la trasformazione digitale senza la necessità di retrofit complessi e riprogettazione.
Edge Computing caratteristiche per i costruttori di macchine e attrezzature
Mentre la categoria Compute Edge è abbastanza ampia, ci sono un certo numero di caratteristiche chiave che restringono i tipi di funzioni che si applicano specificamente a un produttore di macchine o attrezzature.
Supporto per le applicazioni di automazione e controllo esistenti
Edge Computing Le piattaforme devono essere in grado di eseguire le applicazioni di controllo e automazione esistenti in modo modulare, senza la necessità di una significativa riarchitettura. La virtualizzazione è una tecnologia chiave. Essenzialmente, ogni IPC esistente può essere eseguito come un "IPC virtuale" o una macchina virtuale sulla Edge Computing piattaforma. Questo permette il consolidamento di tutti gli IPC esistenti su una singola piattaforma. Nessuna di queste macchine virtuali è a conoscenza delle altre macchine virtuali, quindi tutte le applicazioni continuano a funzionare in modo indipendente.
Modificare e aggiornare le applicazioni di controllo esistenti
Con una piattaforma virtualizzata Edge Computing è ora possibile aggiungere gradi molto maggiori di flessibilità al funzionamento e al monitoraggio di macchine e attrezzature. Per esempio, con l'approccio IPC/HMI tradizionale, ogni stazione su una macchina o un pezzo di equipaggiamento è limitata a ciò che quell'IPC/HMI può visualizzare, quindi solo un singolo operatore può monitorare un equipaggiamento complesso da una singola posizione. Questo non è un modello ideale. Usando la virtualizzazione, i produttori di attrezzature possono ottenere una maggiore flessibilità per i loro clienti, avendo più persone che accedono in remoto ai dati e alle applicazioni in diverse stazioni. Questo modello autonomo è preferito e fornisce ai clienti più opzioni.
Aggiunta di nuove applicazioni di analisi e di trasformazione digitale
Con la virtualizzazione può essere potenzialmente più facile aggiungere nuove applicazioni semplicemente creando una nuova macchina virtuale sulla vostra Edge Computing piattaforma. Questo apre la strada all'aggiunta di nuove applicazioni senza impatto sulle applicazioni esistenti. Questo può includere la raccolta di dati localizzati, l'analisi in tempo reale e il filtraggio dei dati prima del trasporto in luoghi esterni, come il data center di un cliente, o al Cloud, forse il vostro. Questo può anche dipendere da cose come le leggi sulla privacy dei dati e, naturalmente, presuppone che abbiate una piattaforma scalabile Edge Computing scalabile man mano che le esigenze si espandono.
Supporto per la convergenza OT/IT
Questo è forse un argomento non considerato spesso dai costruttori di macchine e attrezzature, ma è sempre più importante nelle iniziative di trasformazione digitale. Le applicazioni di controllo e automazione che fanno funzionare la macchina sono ben comprese dai vostri progettisti e dai vostri clienti che fanno funzionare le macchine. Sono concentrati sulla tecnologia operativa (OT). La competenza per sviluppare capacità analitiche sofisticate, magari coinvolgendo l'apprendimento automatico (ML) e l'intelligenza artificiale (AI), più la capacità di trasferire in modo sicuro i dati appropriati a un data center o al Cloud è spesso il dominio degli esperti di Information Technology (IT). Edge Computing Le piattaforme possono supportare sia i requisiti OT che IT. È importante garantire che una piattaforma che supporti più tipi di applicazioni operative sia semplice da implementare e mantenere, e facile da gestire sia da parte dei professionisti OT che IT.
Edge Computing Le piattaforme offrono ai produttori di attrezzature e macchine la possibilità di nuovi servizi generatori di entrate, mentre aiutano a ridurre i costi e a migliorare il TCO.
Nuove opportunità di guadagno
Molte delle capacità e delle nuove applicazioni che le Edge Computing supportano le piattaforme creano la possibilità di nuovi servizi che generano entrate, o l'ottimizzazione delle capacità di servizio e supporto esistenti. Per esempio, una tendenza che sta cominciando ad emergere è il concetto di "macchina come servizio" o "attrezzatura come servizio", per cui il cliente finale paga in base al tempo o all'uso invece di un tradizionale acquisto di capitale. Per implementare e mantenere con successo un tale modello, il produttore di macchine o attrezzature deve comprendere il profilo di prestazioni e manutenzione delle attrezzature, e avere la capacità di raccogliere e analizzare accuratamente i dati appropriati.
Semplifica il servizio
Compatto, senza ventola, montabile a parete o su guida DIN
Valutazione dell'industria
da -10 a 60 °C (da -10 a 140 °F)
Dal 10 al 95% di umidità
3 Grms (da 5 a 500 Hz)
Sostituzione a caldo, auto-riconoscimento e sincronizzazione automatica
Robustezza
Per un produttore di macchine e attrezzature, questo è forse ovvio, ma Edge Computing le piattaforme sono fornite da una varietà di fornitori - non tutti sono consapevoli dell'ambiente operativo finale dell'attrezzatura. Non si tratta solo di ruggedization, ma anche di eliminare i tempi di inattività, di rendere la manutenzione e il supporto il più semplice possibile, e di offrire un monitoraggio remoto. Allo stesso modo, Edge Computing le piattaforme nel mondo OT devono essere preparate ad operare autonomamente per lunghi periodi di tempo, dato che spesso non ci può essere connettività con il mondo esterno.
Riduzione dei costi
In definitiva, l'adozione Edge Computing diventa fattibile solo se soddisfa i severi vincoli di costo dei mercati altamente competitivi in cui giocano i costruttori di attrezzature. Quando si valutano Edge Computing piattaforme, è importante considerare i costi di capitale così come lo sviluppo e i costi correnti. Oltre ai risparmi da cose come la virtualizzazione, il costo è una funzione del valore. Le piattaforme più costose forniscono un insieme molto più alto di valore e benefici rispetto ai semplici dispositivi o gateway con una potenza di calcolo inferiore. Questo approccio ridurrà altri costi come il monitoraggio manuale, i tempi di inattività, le risorse del personale e l'efficienza delle applicazioni. Alcuni di questi costi possono essere meno tangibili, ma man mano che le industrie si spostano verso l'automazione, la trasformazione digitale e le iniziative correlate, come Industry 4.0, Smart Manufacturing e IIoT, i produttori di apparecchiature devono considerare le applicazioni future e i cambiamenti nell'ambiente dei clienti.
Edge Computing le piattaforme devono essere semplici, protette, autonome
Ci sono tre principi chiave che governano in modo veramente efficace Edge Computing Piattaforme. Dovreste tenere a mente queste considerazioni quando selezionate la giusta Edge Computing piattaforma per le esigenze di un cliente:
Semplicità
Un Edge Computing piattaforma dovrebbe essere facile da installare e distribuire in pochi minuti.
Offrirebbe un'interfaccia di gestione semplice ed intuitiva e, nel caso di sistemi ridondanti, se un'unità deve essere sostituita, il ripristino di un sistema a pieno regime richiede solo la pressione di un singolo pulsante.
I sistemi non ridondanti possono mantenere un backup delle immagini nel sito cloud che può essere ripristinato automaticamente se necessario.
Protezione
Failover senza soluzione di continuità nei sistemi ridondanti in caso di guasto, o se la piattaforma rileva in modo proattivo un problema imminente.
La piattaforma dovrebbe includere funzioni di sicurezza incorporate.
Tutte le porte esterne non utilizzate, come le USB, sono disabilitate e, se necessario, devono essere esplicitamente attivate.
Le modifiche delle password sono richieste al momento del login iniziale per evitare la comune esposizione alla sicurezza da parte di password note e semplici e queste piattaforme hanno un firewall incorporato che supporta la white-list e la black-list di indirizzi IP.
La piattaforma include la capacità di monitorare lo stato di salute di base di tutte le applicazioni in esecuzione sulla piattaforma per avvisare gli utenti di potenziali problemi applicativi, o che le applicazioni rogue sono state distribuite su una piattaforma.
Autonomia
Le vostre edge computing piattaforme progettate per funzionare per lunghi periodi di tempo senza connettività con il mondo esterno? Il monitoraggio predittivo dello stato di salute e il failover senza soluzione di continuità permettono ai sistemi ridondanti di continuare a funzionare.
Le piattaforme dovrebbero gestirsi automaticamente, eseguendo funzioni come il bilanciamento automatico del carico al variare dei carichi dell'applicazione.
Una piattaforma di calcolo edge dovrebbe essere gestita da remoto, o attraverso un servizio cloud , o possono essere incorporati in un costruttore di apparecchiature o in una soluzione di gestione del cliente attraverso un set di Application Programming Interfaces (API) standard.
Vi fa risparmiare tempo e fatica
Supporta le apparecchiature OVF, comprese le immagini VMware
Consolidare le applicazioni attuali e legacy
Non è necessaria alcuna modalità ridondante o configurazione di clustering
Sommario
Il mercato dei produttori di macchine e attrezzature sta entrando in un periodo evolutivo che porterà tanti cambiamenti quanto l'introduzione del PLC una generazione fa. Edge Computing è una tecnologia critica che permetterà e faciliterà questa transizione. Edge Computing Le piattaforme giocheranno un ruolo integrale nell'espansione delle tradizionali capacità di controllo e automazione delle attrezzature. Forniranno anche il ponte per i produttori di apparecchiature per abbracciare le iniziative di trasformazione digitale per se stessi e per integrarsi con le iniziative dei loro clienti.
Maggiori informazioni
Per ulteriori informazioni sui produttori di apparecchiature e macchine, visitare il sito Web: https://www.stratus .com/oem/
Stratus ztC™ Edge piattaforma per machine builders
Il sito Stratus ztC Edge linea di prodotti è una gamma di Edge Computing piattaforme specificamente progettate per soddisfare le esigenze degli impianti industriali e dei luoghi remoti. In quanto tali, ztC Edge le piattaforme sono ideali per i costruttori di macchine e attrezzature mentre aggiornano le loro capacità nelle applicazioni tradizionali di controllo e automazione e si muovono verso Smart Machines che supportano iniziative di trasformazione digitale come Smart Manufacturing, Industry 4.0 e IIoT.
Collegate la vostra Smart Machine all'Enterprise e Cloud
La piattaforma ztC Edge La piattaforma è diversa dagli IPC che non supportano una vasta gamma di applicazioni simultaneamente - la virtualizzazione permette di supportare più applicazioni diverse che includono gateway più capaci Edge che si concentrano sul fornire accesso ai dati con funzionalità limitate. ztC Edge Le piattaforme differiscono anche dai server di classe IT che non sono progettati per ambienti difficili, in quanto sono robusti per resistere a intervalli di temperatura estesi e non hanno parti mobili.
Il sito ztC Edge La linea di prodotti è unica nel modo in cui affronta le sfide fondamentali affrontate dai costruttori di macchine e attrezzature. Ogni ztC Edge viene fornito con un livello di virtualizzazione pre-integrato ed è preconfigurato in modo da poter essere operativo in meno di 30 minuti.
Informazioni su Stratus Technologies
Stratus elimina la complessità di mantenere le applicazioni business critical in funzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Le tecnologie di Stratusprevengono proattivamente le situazioni di downtime non pianificate sia all'interno di data center che all'interno di edge, e i nostri servizi garantiscono che qualsiasi problema venga affrontato prima che i clienti ne abbiano bisogno. Le aziende Global Fortune 500 e le piccole e medie imprese in una vasta gamma di settori in tutto il mondo si affidano a Stratus per una disponibilità operativa semplice e continua da più di 35 anni.
