Белая книга

Умные заводы нуждаются в более интеллектуальных машинах

ПлатформыEdge Computing предлагают производителям машин и оборудования новые возможности для снижения доходов и затрат.

Как лучше всего разработать новое поколение более интеллектуального оборудования, отвечающего требованиям заказчика? Edge Computing - это важный подход, который необходимо учитывать.

В то время как автоматизация была неотъемлемой частью проектирования машин в течение многих лет, новые концепции, такие как цифровое преобразование, умное производство, Industry 4.0 и промышленный Интернет вещей (IIoT) все чаще применяются в машинном мире для обеспечения дифференциации и конкурентных преимуществ.

Узнайте, что могут сделать машиностроители и производители оборудования, чтобы принять эти концепции, и как технологии, такие как Edge Computing , могут удовлетворить требования машиностроителей и конечных заказчиков в этой напечатанной на бумаге информации.

Введение

В пространстве производителя машин и оборудования (OEM) существует множество различных видов бизнеса и компаний, но одна задача всегда одна - рынок очень конкурентоспособен. Каждое поколение оборудования предлагает повышение цены/производительности по сравнению с предыдущими поколениями. Отделы проектирования, инжиниринга и управления производством должны постоянно оценивать компромиссы между усовершенствованием новых технологий и соответствующим увеличением затрат по мере того, как они выводят на рынок новые конструкции.

Автоматизация является неотъемлемой частью проектирования оборудования на протяжении многих лет, новые концепции, такие как цифровое преобразование, умное производство, Industry 4.0 и промышленный Интернет вещей (IIoT) все чаще применяются в производственном мире для обеспечения конкурентных преимуществ. В данной статье основное внимание уделено тому, что могут сделать производители машин и оборудования (OEM-производители), чтобы использовать эти новые концепции, и как Edge Computing может удовлетворить их уникальные потребности, а также требования их клиентов.

Умные заводы и умные производственные потребности smart machines

Точно так же, как автоматизация машин с использованием ПЛК и ПАЦ произвела революцию в проектировании оборудования целое поколение назад, "умные заводы" и "умное производство" снова развивают индустриальный мир. Применение концепций цифрового преобразования позволяет компаниям работать с максимальной производительностью, используя данные, собираемые системами управления и датчиками. Такой подход предоставляет операторам аналитические данные в режиме реального времени, входные данные, которые помогают повысить общую эффективность оборудования (OEE), а также данные, которые можно собирать и анализировать на месте. Данные также могут быть отправлены на Cloud для более глубокого анализа в различных приложениях. Приложения могут включать оптимизированное техобслуживание, динамичность цепочки поставок и повышение урожайности на нескольких предприятиях, занятых в аналогичном производстве.

Машины и оборудование OEM являются фундаментальными элементами производства. Умные заводы" и "Умное производство" могут быть достигнуты только на Smart Machines , работая в соответствии с их дизайном OEM или указанным конечным пользователем. Внедрение цифрового преобразования позволяет производителям машин и оборудования усовершенствовать дизайн и поддерживает развитие новых услуг, связанных с эксплуатационными характеристиками оборудования и его техническим обслуживанием. Важный вопрос заключается в том, какой способ является наилучшим для разработки новых поколений более интеллектуального оборудования, или позволить существующим проектам и развертываниям соответствовать требованиям, которые предъявляются заказчиками? Edge Computing является подходом, который может решить многие из ключевых требований к проектированию.

Что такое Edge Computing?

Edge Computing существует во многих формах и может быть широко определен как любая вычислительная деятельность, которая происходит за пределами data center. При таком широком определении неудивительно, что существует много запутанных определений, которые охватывают как ИТ-индустрию, так и индустрию автоматизации и контроля, которую мы называем Операционная Технология (OT).

Gartner, крупная аналитическая фирма, опубликовала простую топологию, которая позволяет каждому понять, какой тип Edge computing может быть ему полезен. Это изображение топологии демонстрирует стек инфраструктурных технологий, который показывает типы серверов, устройств или платформ, которые можно охарактеризовать как Edge Computing , и где они находятся от физической конечной точки "на краю" источника данных. Он указывает на типы вычислительной мощности, сбора, анализа и движения данных, которые доступны за пределами фактического data center. Edge обеспечивает чрезвычайно важные преимущества для производителей оборудования и их клиентов.

Из этой топологии легко увидеть, что кромка устройства через кромку вычисления применима к производителям машин и оборудования. На практике все машины и оборудование сегодня имеют аспекты кромки устройств с ПЛК, а некоторые из них имеют шлюзовые края. В некоторых отношениях промышленные и панельные ПК, используемые машинами или оборудованием, попадают в эту категорию шлюзов. Они могут быть первой "точкой контакта" для ПЛК с кромкой устройства. Тем не менее, ПЛК имеют ограниченную вычислительную и аналитическую мощность или страдают от общих проблем надежности и удобства использования, которые схожи с обычными ПК или серверами, которые не производятся для жестких условий окружающей среды. Поэтому для удовлетворения потребностей клиентов требуются другие типы специализированных вычислительных платформ Edge.

Когда речь заходит о модернизации систем управления станками и автоматизации, именно кромка вычислений должна быть в центре внимания производителей оборудования. Edge Computing предоставляет все характеристики и возможности, необходимые производителям станков и оборудования для усовершенствования их текущих конструкций и перехода на поставку еще более интеллектуального оборудования.

Edge Computing позволяет smart machines и оборудование

Edge Computing представляет собой масштабируемую модульную технологию, которая поддерживает разработку стандартизированных модульных программных компонентов и приложений для повышения эффективности.

Это может помочь производителям оборудования объединить существующие приложения, такие как программное обеспечение для мониторинга и управления, на одной платформе, позволяя в то же время другим важным приложениям работать на той же платформе. Это облегчает разработку "умных", "промышленных" машин и оборудования с поддержкой Internet of Things (IIoT), а также позволяет легко добавлять в будущем приложения, поддерживающие изменяющиеся требования заказчиков по стандарту Industry 4.0 и Smart Manufacturing.

После внедрения Edge Computing может способствовать плавному переходу от оборудования сегодняшнего дня к цифровым машинам, интегрированным в работу заказчика. Cloud Это включает в себя многочисленные возможности, такие как подключение к полностью интегрированному сайту Smart Machines , которые включают в себя цифровое преобразование без необходимости сложной модернизации и перепроектирования.

Edge Computing характеристики для машиностроителей и производителей оборудования

Несмотря на то, что категория "Край вычислительной машины" достаточно широка, существует ряд ключевых характеристик, сужающих типы функций, которые применимы конкретно к производителю машины или оборудования.

Поддержка существующих приложений автоматизации и управления

ПлатформыEdge Computing должны быть способны выполнять существующие приложения управления и автоматизации модульным способом, без необходимости значительного переосмысления. Виртуализация является ключевой технологией. По сути, каждая существующая IPC может работать как "виртуальная IPC" или виртуальная машина на платформе Edge Computing . Это позволяет консолидировать все существующие IPC на одной платформе. Ни одна из этих виртуальных машин не знает о других виртуальных машинах, поэтому все приложения продолжают работать независимо.

Модификация и модернизация существующих приложений управления

С помощью виртуализированной платформы Edge Computing теперь можно добавить гораздо большую степень гибкости в работу и мониторинг машин и оборудования. Например, при традиционном подходе IPC/HMI каждая станция на машине или части оборудования ограничивается тем, что IPC/HMI может отобразить, так что только один оператор может контролировать сложное оборудование из одного места. Это не идеальная модель. Используя виртуализацию, производители оборудования могут добиться большей гибкости для своих клиентов, имея несколько человек, имеющих удаленный доступ к данным и приложениям на разных станциях. Эта автономная модель является предпочтительной и предоставляет клиентам больше возможностей.

Добавление новой аналитики и приложений для цифровой трансформации

С помощью виртуализации потенциально может быть проще добавлять новые приложения, просто создав новую виртуальную машину на платформе Edge Computing . Это позволяет добавлять новые приложения без ущерба для существующих приложений. Это может включать в себя локализованный сбор данных, анализ в реальном времени и фильтрацию данных перед транспортировкой во внешние места, такие как data center клиента, или на Cloud, возможно, ваш собственный. Это также может зависеть от таких вещей, как законы о конфиденциальности данных и, конечно, предполагает, что у вас есть масштабируемая платформа Edge Computing по мере роста потребностей.

Поддержка конвергенции OT/IT

Возможно, эта тема не часто рассматривается машиностроителями и изготовителями оборудования, но она приобретает все большее значение в инициативах по цифровому преобразованию. Приложения по управлению и автоматизации, которые управляют машиной, хорошо изучены вашими инженерами-конструкторами и клиентами, которые управляют машинами. Они сосредоточены на операционных технологиях (OT). Опыт разработки сложных аналитических возможностей, возможно, с использованием машинного обучения (ML) и искусственного интеллекта (AI), а также возможность безопасной передачи соответствующих данных на сайт data center или на сайт Cloud , часто является достоянием экспертов в области информационных технологий (ИТ). Платформы Edge Computing могут поддерживать как OT, так и IT требования. Важно обеспечить, чтобы платформа, поддерживающая несколько типов операционных приложений, была проста в развертывании и обслуживании и легко управлялась как OT, так и ИТ-профессионалами.

ПлатформыEdge Computing предлагают производителям оборудования и машин возможность получения новых услуг, приносящих доход, при этом помогая сократить расходы и повысить совокупную стоимость владения.

Новые возможности получения дохода

Многие из возможностей и новых приложений, поддерживаемых платформами Edge Computing , создают возможность создания новых сервисов, приносящих доход, или оптимизации существующих возможностей сервиса и поддержки. Например, начинает проявляться тенденция к использованию концепции "машина как услуга" или "оборудование как услуга", в соответствии с которой конечный потребитель платит за время или использование, а не за традиционную покупку капитала. Для успешного внедрения и обслуживания такой модели производитель машин или оборудования должен понимать профиль работы и обслуживания оборудования и иметь возможность точно собирать и анализировать соответствующие данные.

Упрощает обслуживание

Компактный, без вентилятора, с возможностью монтажа на стену или DIN-рейку

Отраслевой рейтинг

  • от -10 до 60 °C (от -10 до 140 °F)
  • влажность воздуха от 10 до 95%
  • 3 Грамма (от 5 до 500 Гц)

Горячая замена, самораспознавание и автоматическая синхронизация

Надежность

Для производителя машин и оборудования это, возможно, очевидно, но платформы Edge Computing поставляются различными поставщиками - не все из них знают о конечной рабочей среде оборудования. Речь идет не только о прочности, но и об устранении простоев, максимально упрощающем обслуживание и поддержку, а также предлагающем удаленный мониторинг. Аналогичным образом, платформы Edge Computing в мире ОТ должны быть готовы к автономной работе в течение длительных периодов времени, так как часто может отсутствовать связь с внешним миром.

Сокращение расходов

В конечном счете, переход на сайт Edge Computing становится жизнеспособным только в том случае, если он отвечает жестким ценовым ограничениям высококонкурентных рынков, на которых играют производители оборудования. При оценке платформ Edge Computing важно учитывать как капитальные затраты, так и затраты на разработку и текущие затраты. В дополнение к экономии от таких вещей, как виртуализация, стоимость является функцией стоимости. Более дорогие платформы обеспечивают гораздо больший набор стоимости и преимуществ, чем простые устройства или шлюзы с меньшей вычислительной мощностью. Такой подход позволит снизить другие затраты, такие как ручной мониторинг, время простоя, кадровые ресурсы и эффективность приложений. Некоторые из этих затрат могут быть менее ощутимыми, но по мере перехода промышленности к автоматизации, цифровым преобразованиям и связанным с ними инициативам, таким как Industry 4.0, Smart Manufacturing и IIoT, производители оборудования должны учитывать будущие приложения и изменения в среде заказчика.

ПлатформыEdge Computing должны быть простыми, защищенными, автономными.

Есть три ключевых принципа, которые регулируют действительно эффективные платформы Edge Computing . Вы должны учитывать эти соображения при выборе правильной платформы Edge Computing для нужд клиента:

Простота

  • Платформа Edge Computing должна быть проста в установке и развертывании в считанные минуты.
  • Он будет иметь простой в использовании и интуитивно понятный интерфейс управления, а в случае резервированных систем, если требуется замена блока, для восстановления полной работоспособности системы требуется всего одно нажатие кнопки.
  • Неизменяемые системы могут поддерживать резервные копии образов на сайте cloud , которые при необходимости могут быть автоматически восстановлены.

Защита

  • Беспрепятственное преодоление отказа в системах с резервированием в случае отказа, или если платформа проактивно обнаруживает предстоящую проблему.
  • Платформа должна включать встроенные функции безопасности.
  • Все внешние, неиспользуемые порты, такие как USB, отключены и при необходимости должны быть явно включены.
  • Изменение пароля требуется при первоначальном входе в систему, чтобы избежать обычных угроз безопасности со стороны известных и простых паролей, и эти платформы имеют встроенный брандмауэр, поддерживающий белый и черный списки IP-адресов.
  • Платформа включает в себя возможность мониторинга базового состояния всех приложений, запущенных на платформе, чтобы предупредить пользователей о потенциальных проблемах с приложениями или о том, что на платформе были развернуты неавторизованные приложения.

Автономия

  • Ваши платформы edge computing рассчитаны на длительную работу без подключения к внешнему миру? Прогнозирующий мониторинг работоспособности и бесперебойное преодоление отказов обеспечивают бесперебойную работу резервных систем.
  • Платформы должны автоматически управлять собой, выполняя такие функции, как автоматическая балансировка нагрузки при изменении нагрузки приложения.
  • Платформа для вычислений на границе должна управляться удаленно, либо через сервис cloud , либо они могут быть встроены в решение по сборке оборудования или в решение по управлению клиентами через набор стандартных интерфейсов прикладного программирования (API).

Экономит ваше время и усилия

  • Поддержка OVF-приборов, включая образы VMware.
  • Консолидировать как текущие, так и legacy приложения
  • Нет необходимости в режиме резервирования или конфигурации кластера.

Резюме

Рынок производителей машин и оборудования вступает в период эволюции, который принесет столько же изменений, сколько и внедрение ПЛК поколение назад. Edge Computing - это критическая технология, которая позволит и облегчит этот переход. Платформы Edge Computing будут играть неотъемлемую роль в расширении традиционных возможностей управления и автоматизации оборудования. Они также станут мостом для производителей оборудования, позволяющим им принять инициативы по цифровому преобразованию для себя и интегрироваться с инициативами своих клиентов.

Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации об оборудовании и производителях машин посетите сайт: https://www.stratus.com/oem/

Для получения дополнительной информации по адресу Stratus ztC Edge , пожалуйста, посетите сайт https://www.stratus.com/solutions/platforms/ztc-edge/

Stratus платформа ztC™ Edge для производителей станков

Линейка продукции Stratus ztC Edge представляет собой ряд платформ Edge Computing , специально разработанных для удовлетворения потребностей промышленных предприятий и удаленных мест. Платформы ztC Edge как таковые идеально подходят для производителей машин и оборудования, поскольку они модернизируют свои возможности в традиционных приложениях управления и автоматизации и переходят к платформе Smart Machines , которая поддерживает инициативы по цифровому преобразованию, такие как Smart Manufacturing, Industry 4.0 и IIoT.

Подключите ваш смарт-машину к предприятию и Cloud

Платформа ztC Edge отличается от IPC, которые не поддерживают широкий спектр приложений одновременно. Виртуализация позволяет ей поддерживать множество разнообразных приложений, включая более мощные пограничные шлюзы, которые сосредоточены на предоставлении доступа к данным с ограниченной функциональностью. Платформы ztC Edge также отличаются от серверов ИТ-класса, которые не предназначены для работы в жестких условиях, так как они прочны, чтобы выдерживать расширенные температурные диапазоны и не имеют движущихся частей.

Линейка продукции ztC Edge уникальна тем, что позволяет решать фундаментальные задачи, стоящие перед машиностроителями и изготовителями оборудования. Каждый продукт ztC Edge поставляется с предварительно интегрированным уровнем виртуализации и предварительно настроен таким образом, что может быть запущен менее чем за 30 минут.

О компании Stratus Технологии

Stratus усложняет работу критически важных бизнес-приложений, работая круглосуточно и без выходных. Stratus' технологии проактивно предотвращают случаи незапланированных простоев, как на data center , так и на границе, и наши услуги гарантируют, что любые проблемы будут решены до того, как это понадобится заказчикам. Компании из списка Global Fortune 500, а также предприятия малого и среднего бизнеса в широком спектре отраслей по всему миру полагаются на Stratus для обеспечения простой в эксплуатации, непрерывной доступности в течение более 35 лет.

Узнать больше можно на сайте stratus.com сегодня.

Связанные ресурсы

Прокрутка к началу страницы