Индустриална свързаност и DataOps: отключване на стойността на производствените данни

Когато данните съществуват, но остават неизползвани

Производствените цехове генерират огромни обеми данни всяка секунда. Въпреки това по-голямата част от тях остават заключени в контролери, сензори и остаряло оборудване. Инженерите често прекарват повече време в извличане на данни, отколкото в реалното им използване.

Това предизвикателство доведе до нов подход. Вместо да принуждават една система да върши всичко, производителите вече комбинират софтуер за свързаност с платформи DataOps. Заедно те превръщат фрагментираните сигнали в използваема оперативна информация.

Преобразуване на необработени машинни сигнали в структурирана и използваема производствена информация.

Премахване на бариерата пред данните

Защо достъпът до машинните данни остава труден

Повечето производствени линии съчетават оборудване от няколко десетилетия. Съвременен контролер може да работи редом със стари системи, използващи напълно различни протоколи. Всяко устройство говори на собствен език.

Това многообразие създава техническо затруднение. Инженерите трябва да разбират множество комуникационни стандарти само за да извлекат базови стойности.

От необработени регистри към съдържателна информация

Дори след свързването данните нямат контекст. Самостоятелната стойност на даден регистър не обяснява производителността, качеството или ефективността. Системите се нуждаят от интерпретация, преди да стане възможен анализът.

Без структура данните не могат да поддържат табла, инструменти за отчетност или приложения, задвижвани от изкуствен интелект.

Две системи, две отговорности

Платформите за свързаност обработват комуникацията с машините

Софтуерът за свързаност се фокусира върху надеждното събиране на данни. Той превежда патентовани протоколи в стандартизирани формати като OPC UA или MQTT.

Този подход премахва необходимостта от персонализирано програмиране. Инженерите могат да се свързват с различни PLC платформи, включително системи за автоматизация на Siemens или контролери Allen-Bradley, чрез предварително създадени драйвери.

Платформите DataOps превръщат сигналите в аналитични изводи

След като данните станат достъпни, платформите DataOps добавят структура и смисъл. Те организират необработените входни данни в производствени показатели като производителност, престои и нива на качество.

Това преобразуване позволява на бизнес системите да използват данните, без да разбират индустриалните протоколи.

Платформите за свързаност и DataOps разделят отговорностите, за да подобрят ефективността и мащабируемостта.

Проектиране на конвейера за данни

Стандартизация на периферно ниво

Платформите за свързаност нормализират данните в последователни структури. Това гарантира, че системите надолу по веригата получават унифицирани набори от данни, независимо от произхода на машината.

Това също така улеснява интеграцията със SCADA, MES и облачни аналитични платформи.

Контекстуално моделиране на операциите

Системите DataOps прилагат оперативен контекст. Те свързват сигналите със състоянията на машините, производствените линии и видовете продукти.

Тази стъпка превръща изолираните точки от данни в цялостни оперативни описания.

Обработката на периферно ниво намалява натоварването на системата

Вместо да изпращат необработени данни в облака, платформите DataOps обработват информацията локално. Те изчисляват ключови показатели преди предаването.

Това намалява използването на честотна лента и подобрява времето за реакция при вземане на решения.

Разделянето на събирането и обработката на данни подобрява яснотата и производителността на системата.

Практическо внедряване на производствена линия

Да разгледаме опаковъчна линия с множество машини. Всеки модул генерира собствен поток от данни, използвайки различни протоколи.

Платформата за свързаност събира и стандартизира тези сигнали. След това платформата DataOps ги обединява в единен производствен модел.

Операторите получават ясни резултати като производствен брой, процент на брака и производителност на машините. Не е необходима ръчна интерпретация.

Структурираните работни процеси осигуряват безпроблемен поток на данни от машините към аналитичните платформи.

Къде този подход променя индустрията

Производствените системи се насочват към модели за вземане на решения в реално време. Данните трябва да се движат по-бързо и да носят повече смисъл.

Разделянето на свързаността от моделирането на данни позволява на всеки слой да се развива независимо. Тази гъвкавост подпомага дългосрочната мащабируемост.

Тя също съответства на тенденциите в периферните изчисления и стратегиите за цифрова трансформация.

Практически поглед от терен

От инженерна гледна точка тази архитектура решава дългогодишен проблем с неефективността. Традиционните проекти изискваха сериозни персонализации на всяко ниво.

Чрез разделяне на отговорностите екипите намаляват времето за разработка и подобряват надеждността на системата. Резултатът е по-ясна и по-лесна за поддръжка инфраструктура за данни.

Според мен този модел ще се превърне в стандарт за съвременните предприятия. Той отразява начина, по който индустриалните системи трябва да работят в среда, управлявана от данни.

Автор: Майкъл Търнър, анализатор на индустриални системи. 12 години опит в интеграцията на системи за автоматизация и архитектурата на индустриален софтуер. Предишни проекти включват внедрявания на PLC системи на Siemens и интеграция на SCADA системи на Schneider Electric.