IIoT, Edge AI және бұлтпен интеграция Arduino Opta арқылы ақылды өндірісті өзгертеді

Зауыттар дәстүрлі автоматтандыру шеңберінен шығып жатыр

Өнеркәсіптік автоматтандыру бұлттық есептеулер, Edge интеллекті және IIoT байланысы енді эксперименттік технологиялар болып саналмайтын жаңа кезеңге өтіп жатыр. Өндірушілер өндірістік активтерден артық жүйелік күрделілік енгізбей-ақ, үздіксіз пайдалану деректерін, болжамды диагностика мен қашықтан қолжетімділікті қамтамасыз етуді күтеді.

Бұл өзгеріс Arduino Opta сияқты ықшам өнеркәсіптік контроллерлерді дәстүрлі түрде кәдімгі PLC және DCS жеткізушілері басым болған кеңірек талқылаулардың ортасына шығарып отыр. Көптеген кәсіпорындарда инженерлер жеңіл Edge платформаларының қолданыстағы басқару архитектураларын толығымен алмастырмай, оларды қалай толықтыра алатынын бағалай бастады.

Ескірген машиналарды, үлестірілген активтерді немесе шағын өндірістік ұяшықтарды басқаратын пайдалану топтары үшін артықшылығы практикалық тұрғыдан айқын: жылдамырақ енгізу, жеңілдетілген интеграция және инженерлік шығындардың азаюы.

IIoT, бұлттық инфрақұрылым және Edge AI тоғысатын тұс

Өнеркәсіптік заттар интернеті далалық құрылғылардан, датчиктерден, жетектерден және контроллерлерден үздіксіз көрінуді қажет етеді. Алайда әр сигналды тікелей орталықтандырылған серверге жіберу қажетсіз трафик пен кідірістер тудырады. Edge есептеулерінің пайдалану тұрғысындағы құндылығы осында.

Тек қадағалау платформасына сүйенудің орнына, Edge мүмкіндігі бар құрылғылар жедел шешімдерді жергілікті жерде өңдеп, ал жоғары деңгейлі пайдалану деректерін аналитика, есеп беру және ұзақ мерзімді оңтайландыру үшін бұлттық жүйелерге жібереді.

Заманауи зауыттарда бұл көпдеңгейлі архитектура DCS басқару жүйелері және өнеркәсіптік желілердің гибридті инфрақұрылымдары сияқты платформаларда жиі кездесетін үлестірілген басқару стратегияларына негізделген ірі автоматтандыру орталарын барған сайын көбірек қайталайды.

Ықшам Edge контроллерлері далалық аспаптар, жергілікті автоматтандыру және бұлттық аналитика платформалары арасындағы шлюздер ретінде барған сайын жиі қолданылады.

Зауыттағы Edge өңдеудің маңызы

Өнеркәсіптік желілер әр секунд сайын орасан көп пайдалану деректерін қалыптастырады. Діріл датчиктері, қысым түрлендіргіштері, қозғалтқыш жетектері, температура зондтары және қуат мониторлары өзгеріп отыратын жағдайлар туралы үздіксіз хабарлап отырады. Барлық бастапқы сигналды бұлтқа жіберу тиімсіз әрі желіде кептеліс тудыруы мүмкін.

Edge AI бұл жүктемені ақпаратты тікелей машина деңгейінде сүзу, басымдық беру және өңдеу арқылы азайтады. Орталықтандырылған жүйелердің жауап беруін күтпей-ақ, маңызды дабылдар мен қалыптан тыс үрдістерді бірден анықтауға болады.

Бұл тәсіл айналмалы машиналар, компрессорлар немесе жоғары жылдамдықты өндірістік желілер қатысатын қолданбаларда аса маңызды, өйткені мұнда миллисекундтардың маңызы бар. машиналарды бақылау жүйелерінің айналасында болжамды техникалық қызмет көрсету архитектураларын әлдеқашан енгізіп жатқан нысандар ақауларды анықтау дәлдігін арттыру үшін шеткі аналитиканы көбірек біріктіруде.

Бұлттық платформалар операциялық басқару қабаттарына айналуда

Бұлттық қызметтер қарапайым тарихи деректерді сақтаудан асып барады. Заманауи өнеркәсіптік бұлттық платформалар енді қашықтан диагностика жасауды, микробағдарламаны орналастыруды, құрылғыларды дайындауды, бақылау тақтасында визуализациялауды және болжамды техникалық қызмет көрсету үдерістерін қолдайды.

Бірнеше нысанды басқаратын өндірушілер үшін бұлтпен интеграция инженерлік топтар географиялық тұрғыдан бөлінген зауыттардағы машиналардың өнімділігін салыстыра алатын бірыңғай операциялық қабат жасайды.

Arduino Opta бұл ауысуды жақсы көрсетеді. Ethernet, Wi‑Fi, Bluetooth және Modbus RTU қоса алғандағы кіріктірілген байланыс мүмкіндіктері арқылы контроллер өндірістік активтерге операциялық технология және ақпараттық технология орталарының екеуінде де байланысуға мүмкіндік береді.

Ең маңыздысы, платформа арнайы OT киберқауіпсіздік топтары немесе ауқымды SCADA инженерия бөлімдері болмауы мүмкін шағын өндірушілер үшін енгізу үдерісін жеңілдетеді.

Үйлесімділік әлі де ең төмен бағаланатын мәселе

Көптеген сәтсіз IIoT енгізілімдері аппараттық шектеулерге байланысты тоқтап қалмайды. Олар байланыс архитектурасы бөлшектеніп кеткендіктен сәтсіз болады. Сәйкес келмейтін хаттамалар, тұрақсыз аралық бағдарламалық жасақтама және микробағдарламаны қолдаудың бірізді болмауы ақауларын анықтау қиын үзік-үзік сенімділік мәселелерін жиі туындатады.

Өнеркәсіп инженерлері тұрақсыз байланыстың толық байланыс үзілуінен де қауіпті болуы мүмкін екенін біледі. Ара-тұра ажыратылатын жүйе жұмыс істеп тұрғандай көрінуі мүмкін, бірақ деректердің бүлінуіне немесе дабылдардың кешігуіне байқатпай себеп болады.

Сондықтан тігінен интеграцияланған экожүйелердің танымалдығы артып келеді. Аппараттық құралдар, бұлттық инфрақұрылым және әзірлеу орталары бір жеткізушінің экожүйесінен шыққанда, іске қосу уақыты мен ақауларды жою күрделілігі айтарлықтай азаяды.

Техникалық қызмет көрсету топтарына арналған оқыту жүктемесін азайту

Бірыңғай платформалардың тағы бір елеусіз қалған артықшылығы — жұмыс күшін ауқымдау мүмкіндігі. Көптеген зауыттар тәжірибелі PLC бағдарламалаушылары мен өнеркәсіптік желі мамандарының тапшылығымен әлі де күресуде.

Жеңілдетілген шеткі платформалар техникалық қызмет көрсету мамандарының үйрену үдерісін жеңілдетіп, командаларға ауқымды бағдарламалық инженерия ресурстарынсыз бақылау панельдерін енгізуге, сенсор деректерін жинауға және жұмыс логикасын өзгертуге мүмкіндік береді.

Мұндай қолжетімділік ескі активтер заманауи цифрлық инфрақұрылыммен қатар жұмыс істеуі тиіс жаңғырту орталарында әсіресе маңызды.

Нақты қолданыстағы енгізулер инвестицияның практикалық қайтарымын көрсетеді

Atlas Machine and Supply

Atlas Machine and Supply әртүрлі ортада жұмыс істейтін ұзақ қызмет мерзімді пневматикалық жабдықтың көрінуін жақсарту үшін өнеркәсіптік ауа компрессорлары қондырғыларына Arduino Opta жүйелерін енгізді.

Пайдалану деректерін үздіксіз жинау арқылы компания реактивті техникалық қызмет көрсетуден болжамды техникалық қызмет көрсету кестесіне көшті. Инженерлер қайталанатын ақау үлгілерін ақаулар ұзақ уақыт тоқтап қалуға ұласпай тұрып анықтай алды.

Орталықтандырылған бақылау панельдері техникалық қызмет көрсету топтарына компрессор ақауларын өнімділік төмендеп, өндіріс қарқынына әсер етпей тұрып анықтауға мүмкіндік береді.

Бұл енгізу бұлтқа қосылған шеткі жүйелердің басқару жүйесін толық ауыстыруды қажет етпей, ескі өнеркәсіптік активтерді жаңғырта алатынын көрсетті.

Steelcase өндірістегі тар тұсты жойды

Steelcase бірнеше өндіріс зауытында өнімділікті үнемі шектеп келген ағаш панельдерін қабаттан ажырату процесін жақсарту үшін Arduino Opta технологиясын қолданды.

Қосымша нақты уақыттағы өлшеу жүйелерін енгізіп, жабдықтың цифрлық егіз моделін жасағаннан кейін инженерлер шеткі контроллерден тікелей жиналған пайдалану деректері арқылы машинаның жұмысын оңтайландырды.

Цифрлық егіздерді модельдеу шеткі аналитикамен үйлесіп, инженерлерге бірнеше нысандағы өндірістің тұрақты тар тұсын жоюға көмектесті.

Нәтижесінде өнімділік артып қана қоймай, ақаулар ертерек анықталып, жұмыс барысында материал ысырабы азайды.

Қашықтан экологиялық мониторинг қарқын алуда

AMB Vapor Monitoring бұл мәселеге мүлдем басқа қырынан келді. Компания зауытты автоматтандырудың орнына экологиялық буды бақылауға және ластаушы заттарды қадағалауға назар аударды.

Arduino Opta мен бұлтқа негізделген бақылау панельдерін пайдалану арқылы далалық өлшемдерді нақты уақытта қашықтан талдауға болатын. Инженерлер енді кешіктірілген қолмен есеп беру рәсімдеріне толықтай сүйенуге мәжбүр болмады.

Қоршаған ортаны қашықтан бақылау жүйелері қауіпсіздік шараларына әрекет ету уақытын қысқарту үшін бұлтқа қосылған edge құрылғыларын барған сайын жиі пайдалануда.

Жоба тағы бір өсіп келе жатқан өнеркәсіптік үрдісті көрсетті: ашық әзірлеу экожүйелері өнеркәсіптік R&D және пилоттық енгізулер кезіндегі инженерлік шығындарды азайтуда.

Өнеркәсіптегі ауқымды өзгеріс қазірдің өзінде жүріп жатыр

Edge AI мен өнеркәсіптік бұлт қызметтері бұдан былай миллиондаған долларлық автоматтандыру бюджеті бар ірі кәсіпорын нысандарына ғана арналмайды. Шағын өндірушілер мен жаңғырту жобалары енді ықшам өнеркәсіптік контроллерлер мен бұлтқа негізделген платформалар арқылы ауқымды IIoT архитектураларын енгізуде.

Сонымен қатар дәстүрлі автоматтандыру жеткізушілері өз портфельдерін үлестірілген аналитика, қашықтан диагностика және AI көмегімен техникалық қызмет көрсету стратегиялары негізінде бейімдеуде. PLC, edge шлюздері мен бұлттық түйіндер арасындағы айырмашылық біртіндеп жойылып барады.

Ең үлкен операциялық артықшылыққа ие болып отырған нысандар міндетті түрде барлық ескі жүйелерін алмастырып жатқан нысандар емес. Оның орнына олар алдымен деректер тұрғысынан ең маңызды активтерін таңдап жаңғыртып, әрі қарай сол негізде дамуда.

Автоматтандырудың келесі толқыны неге гибридті болады

Инженерлік тұрғыдан алғанда, өнеркәсіптік автоматтандырудың болашағы тек бұлт провайдерлеріне немесе дәстүрлі PLC өндірушілеріне тиесілі болмайды. Ол детерминирленген басқаруды, edge интеллектін және ауқымды аналитиканы біріктіре алатын гибридті архитектураларға тиесілі болады.

Arduino компаниясының өнеркәсіптік экожүйесі бұл тоғысу үдерісінің қаншалықты жылдам жеделдеп жатқанын көрсетеді. Ықшам edge PLC құрылғылары жақын арада аса маңызды процесс өнеркәсібіндегі ірі DCS орталарын алмастырмайды, алайда олар үлестірілген мониторинг, машина деңгейіндегі аналитика және болжамды техникалық қызмет көрсету бастамалары үшін өте тиімді құралдарға айналуда.

Өндірушілер үшін негізгі сабақ айқын: операциялық көріну машинаны басқарудың өзі сияқты маңызды бола түсуде. Бүгін ауқымды IIoT деректер архитектураларын құра алмаған нысандар ертең edge AI мен бұлтқа қосылған диагностика мүмкіндіктерін пайдаланып отырған зауыттармен бәсекелесуде қиындыққа тап болуы мүмкін.

Автор: Nathan Cole | Өнеркәсіптік жүйелер жөніндегі аға тілші

Nathan Cole компаниялық автоматтандыру, болжамды техникалық қызмет көрсету және цифрлық өндіріс инфрақұрылымы салаларын қамтуда 14 жылдан астам тәжірибеге ие. Оның тәжірибесіне энергетика және өндіріс секторларындағы Siemens SIMATIC жүйелерін, Emerson DeltaV орталарын, Honeywell процесс автоматтандыру платформаларын және ABB үлестірілген басқару архитектураларын қамтитын далалық интеграция жобалары кіреді.