White paper

Le fabbriche intelligenti hanno bisogno di macchine più intelligenti

Edge Computing Le piattaforme offrono nuove opportunità di riduzione dei ricavi e dei costi per i produttori di macchine e attrezzature

Qual è il modo migliore per sviluppare nuove generazioni di apparecchiature 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 apparecchiature per abbracciare questi concetti e come tecnologie come Edge Computing possono soddisfare le esigenze 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 apparecchiature per molti anni, nuovi concetti come la trasformazione digitale, la produzione intelligente, l'industria 4.0 e l'Internet industriale delle cose (IIoT) sono sempre più applicati nel mondo della produzione per offrire vantaggi competitivi. Questo documento si concentra su ciò che i produttori di macchine e attrezzature (OEM) possono fare per sfruttare questi nuovi concetti e su come Edge Computing può soddisfare le loro esigenze uniche e quelle 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 di OEM sono elementi fondamentali della produzione. Le fabbriche intelligenti e la produzione intelligente possono essere realizzate solo da Smart Machines che opera come progettato dal loro OEM o specificato dall'utente finale. L'abbraccio della trasformazione digitale consente ai costruttori di macchine e attrezzature di migliorare la progettazione e supporta lo sviluppo di nuovi servizi relativi alle prestazioni e alla manutenzione delle attrezzature. Una domanda importante è: qual è il modo migliore per sviluppare nuove generazioni di apparecchiature più intelligenti o per consentire ai progetti e alle implementazioni esistenti di soddisfare i requisiti richiesti dai clienti? Edge Computing è un approccio in grado di risolvere molti dei principali requisiti di progettazione.

Che cos'è l' Edge Computing?

Edge Computing è disponibile in molte forme e può essere definito in senso lato come qualsiasi calcolo che si svolge al di fuori del sito data center. Con una definizione così ampia, non sorprende che ci siano molte definizioni confuse che abbracciano sia l'industria IT che l'industria dell'automazione e dei controlli, che noi chiamiamo Operational Technology (OT).

Gartner, un importante studio di analisti, ha pubblicato una semplice topologia che permette a tutti di capire quale tipo di Edge computing potrebbe essere utile per loro. Questa immagine della topologia 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 "ai margini" della fonte di dati. Allude ai tipi di potenza di calcolo, raccolta, analisi e movimento dei dati disponibili al di fuori dell'attuale data center. Edge offre 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 apparecchiature oggi hanno aspetti del Device Edge con PLC, ed alcune hanno dispositivi Gateway Edge. Per alcuni aspetti, i PC industriali e a pannello utilizzati da macchine o apparecchiature rientrano in questa categoria Gateway. Essi possono essere il primo "punto di contatto" per un PLC Device Edge. Tuttavia gli IPC hanno una potenza di calcolo e di analisi limitata o soffrono di problemi comuni di affidabilità e di usabilità che sono simili ad un tipico PC o server che non è prodotto per ambienti difficili. Quindi, sono necessari altri tipi di piattaforme di calcolo Edge appositamente costruite 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 il punto focale per i costruttori di apparecchiature. Edge Computing offre tutte le caratteristiche e le capacità necessarie ai costruttori di macchine e apparecchiature per migliorare i loro attuali progetti e il passaggio alla fornitura di apparecchiature ancora più intelligenti.

Edge Computing abilita smart machines & attrezzature

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.

Una volta implementato, Edge Computing può facilitare un'agevole evoluzione dalle apparecchiature di oggi alle macchine digitalizzate che sono integrate nelle operazioni di un cliente. Ciò include molteplici funzionalità come la connettività on-prem o Cloud fino a Smart Machines completamente integrato che abbraccia la Trasformazione Digitale senza la necessità di complessi retrofit e riprogettazione.

Edge Computing caratteristiche per i costruttori di macchine e attrezzature

Mentre la categoria Compute Edge è piuttosto ampia, ci sono una serie di caratteristiche chiave che restringono i tipi di funzioni che si applicano specificamente a un produttore di macchine o apparecchiature.

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. In sostanza, ogni IPC esistente può essere eseguito come "IPC virtuale" o macchina virtuale sulla piattaforma Edge Computing . Ciò consente il consolidamento di tutti gli IPC esistenti su un'unica 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 un grado di flessibilità molto maggiore al funzionamento e al monitoraggio di macchine e apparecchiature. Ad esempio, con il tradizionale approccio IPC/HMI, ogni stazione su una macchina o pezzo di apparecchiatura è limitata a ciò che l'IPC/HMI può visualizzare, in modo che solo un singolo operatore possa monitorare apparecchiature complesse da un'unica postazione. Questo non è un modello ideale. Utilizzando la virtualizzazione, i produttori di apparecchiature possono ottenere una maggiore flessibilità per i loro clienti avendo più persone che accedono a distanza 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 piattaforma Edge Computing . Questo apre la strada all'aggiunta di nuove applicazioni senza impatto sulle applicazioni esistenti. Questo può includere la raccolta localizzata dei dati, l'analisi in tempo reale e il filtraggio dei dati prima del trasporto verso luoghi esterni, come ad esempio data center, o al sito Cloud, magari il proprio. Questo può anche dipendere da cose come le leggi sulla privacy dei dati e, naturalmente, presuppone che si disponga di una piattaforma scalabile Edge Computing man mano che le esigenze si espandono.

Supporto per la convergenza OT/IT

Questo è forse un argomento non spesso considerato 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. Essi sono focalizzati sulla Tecnologia Operativa (OT). L'esperienza per sviluppare sofisticate capacità analitiche, magari coinvolgendo l'apprendimento della macchina (ML) e l'intelligenza artificiale (AI), oltre alla capacità di trasferire in modo sicuro i dati appropriati ad un data center o al Cloud è spesso il dominio degli esperti di Information Technology (IT). Le piattaforme Edge Computing possono supportare sia i requisiti OT che quelli IT. È importante garantire che una piattaforma che supporti diversi tipi di applicazioni operative sia semplice da implementare e mantenere e facile da gestire sia per i professionisti OT che per quelli IT.

Le piattaformeEdge Computing offrono ai produttori di apparecchiature e di macchine la possibilità di nuovi servizi che generano ricavi, contribuendo al tempo stesso a ridurre i costi e a migliorare il TCO.

Nuove opportunità di guadagno

Molte delle capacità e delle nuove applicazioni che le piattaforme Edge Computing supportano creano la possibilità di nuovi servizi che generano ricavi, o l'ottimizzazione delle capacità di servizio e di supporto esistenti. Ad 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'utilizzo invece di un tradizionale acquisto di capitale. Per implementare e mantenere con successo un tale modello, il produttore della macchina o dell'attrezzatura deve comprendere il profilo delle prestazioni e della manutenzione dell'attrezzatura 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 le piattaforme Edge Computing sono fornite da una varietà di fornitori - non tutti sono a conoscenza dell'ambiente operativo finale dell'attrezzatura. Non si tratta solo di ruggedization, ma anche di eliminare i tempi di fermo macchina, di rendere la manutenzione e l'assistenza il più semplice possibile e di offrire un monitoraggio a distanza. Allo stesso modo, le piattaforme Edge Computing nel mondo OT devono essere preparate ad operare in modo autonomo per lunghi periodi di tempo, poiché spesso non c'è connettività con il mondo esterno.

Riduzione dei costi

In definitiva, l'adozione di Edge Computing diventa praticabile solo se soddisfa i rigidi vincoli di costo dei mercati altamente competitivi in cui operano i costruttori di apparecchiature. Quando si valutano le piattaforme Edge Computing , è importante considerare i costi di capitale, nonché i costi di sviluppo e i costi correnti. Oltre ai risparmi derivanti da cose come la virtualizzazione, il costo è una funzione di valore. Le piattaforme più costose forniscono un insieme di valore e vantaggi molto più elevato rispetto a semplici dispositivi o gateway con una minore potenza di calcolo. 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 passano all'automazione, alla trasformazione digitale e alle iniziative correlate, come l'Industria 4.0, lo Smart Manufacturing e l'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 le piattaforme veramente efficaci Edge Computing . È opportuno tenere a mente queste considerazioni quando si sceglie la piattaforma Edge Computing più adatta alle esigenze di un cliente:

Semplicità

  • Una piattaforma Edge Computing 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 piattaforme edge computing sono progettate per funzionare per lunghi periodi di tempo senza connettività con il mondo esterno? Il monitoraggio predittivo della salute e il failover senza soluzione di continuità consentono 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 in remoto, attraverso un servizio cloud , oppure può essere incorporata in un costruttore di apparecchiature o in una soluzione di gestione del cliente attraverso una serie di Application Programming Interface (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 costruttori di macchine e apparecchiature sta entrando in un periodo di evoluzione 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 fondamentale nell'espansione delle tradizionali capacità di controllo e automazione delle apparecchiature. Esse costituiranno anche il ponte per i produttori di apparecchiature per abbracciare 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/

Per ulteriori informazioni sulla linea di prodotti Stratus ztC Edge visitare il sito https://www.stratus. .com/soluzioni/piattaforme/ztc-edge/ztc-edge/

Stratus ztC™ Piattaforma Edge per machine builders

La linea di prodotti Stratus ztC Edge è una gamma di piattaforme Edge Computing specificamente progettate per soddisfare le esigenze degli impianti industriali e delle sedi remote. In quanto tali, le piattaforme ztC Edge sono ideali per i costruttori di macchine e apparecchiature in quanto aggiornano le loro capacità nelle tradizionali applicazioni di controllo e automazione e si orientano verso Smart Machines che supportano le 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 è diversa dagli IPC che non supportano un'ampia gamma di applicazioni, ma la virtualizzazione simultanea le consente di supportare più applicazioni diverse che includono gateway Edge più capaci che si concentrano sulla fornitura di accesso ai dati con funzionalità limitate. Le piattaforme ztC Edge si differenziano anche dai server di classe IT che non sono progettati per ambienti difficili, in quanto sono robusti per resistere a gamme di temperatura estese e non hanno parti mobili.

La linea di prodotti ztC Edge è unica nel suo genere per il modo in cui affronta le sfide fondamentali affrontate dai costruttori di macchine e attrezzature. Ogni ztC Edge è dotato di un livello di virtualizzazione pre-integrato ed è preconfigurato in modo da poter essere operativo in meno di 30 minuti.

Informazioni su Stratus Tecnologie

Stratus elimina la complessità di mantenere le applicazioni business critical in funzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Stratus' le tecnologie di prevenzione proattiva dei tempi di inattività non pianificati sia nel sito data center che al limite, 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 continuativa da oltre 35 anni.

Per saperne di più stratus.com oggi.

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