边缘计算的好处

尽管人们已经意识到工业物联网的优势,但许多公司仍有疑问,比如:它为什么有必要?什么水平的生产必须达到工业4.0的地位?在创造的道路上应该首先采取什么步骤

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查理·诺兹,Wago公司自动化产品经理
查理·诺兹,Wago公司自动化产品经理

不可否认的是,智能,资源效率和成本效益的产量正在增加国际竞争增加的背景。因此,工业互联网(IIOT)的优势将产生北美工厂和工艺植物的结果和推动竞争优势。

公司正在寻求在制造方面保持核心竞争力。在全球经济中具有竞争力,有重大努力利用最大水平的自动化水平加强生产运营,以降低成本,同时增加产品质量。通过使用增加的自动化水平,现代基础设施,信息技术(IT)专业知识和对区域市场的邻近,公司开始将其生产基地搬迁回北美。在这种情况下,有些人在正在谈论重新产业化的行业中。

对未来生产运作的想法
对于制造企业来说,北美要想保持一个有吸引力的位置,这些企业就必须能够在个性化和全球化的背景下进行有利可图的生产。在不大幅增加生产成本的情况下,根据批量生产产品的能力,将成为企业智能工厂的一个指标。工业企业未来的成功将取决于他们沿着整个价值链——直到最终产品——建立高度网络的能力。

如何在生产中具体实施方式基本上取决于现有的潜在条件。智能工厂不能被强加为解决方案。相反,它必须是现存生产线的智能版本,但必须作为个人作为生产公司本身的过程。

在考虑IIOR如何在技术上被引入现有生产之前,必须考虑到哪些想法,方法或方法可以导致现有的个体生产过程的改进。这些改进可能包括在生产过程中有效地利用资源,防止沿着价值链重复应用,或者显着缩短系统工程时间。例如,机器和系统设计人员潜在的优势,在销售后观察系统,并尽可能地从生命周期获得尽可能多的数据。从这个过程中的结论将适用于自己的工作中的改进或使他们能够向其客户提供关于操作机器的建议。

措施然后管理
无论采用哪种方法进行过渡——从仅仅存在的过渡到智能工厂——现有流程和操作的联网仍然是一个先决条件。这种网络包括纵向的,即从控制系统到现场水平,以及横向的,延伸到价值链的各个步骤。

今天,这种类型的完整网络的唯一反对意见是,数据不能一致地生成和使用。在垂直和水平集成中出现的不同媒体和系统不连续性,给跨流程逻辑地、合理地关联数据带来了困难。通常,每一种工业物联网方法最初都会提出记录数据、将其数字化,并以一种有利可图的方式将其连接在一起。这一步是驱动工业物联网的核心思想——从生产过程中收集、联网和评估数据,以便有利可图地利用这些数据,从而为企业产生可持续的附加值。

智能工厂的数据透明度
智能工厂的基本特征是能够对数据进行测量、联网和评估,即:

  • 各级的传感器,包括向产品水平和产品本身;
  • 连接所有组件和互联网连接;和
  • 最大的IT安全。

沿着该路径的第一步是跨所有生产和系统数据的透明度。只有当数据彼此逐一带来了上下文时,处理和合并到信息中才能措施来提高生产过程。为了成功,传感器必须在现场级别记录产品和生产相关数据。这些传感器必须在系统架构中考虑或纳入产品本身。

一个例子是使用RFID芯片。关于通过在机器和系统上的传感器记录的生产相关数据,挑战在数据集中取得更少,而是在将信息安全地和无错误地从现场水平带入更高的级别,如制造执行系统(MES)或云。通过对云中传输和存储数据的相对较高的期望,将直接发送到更高级别系统的原始传感器数据并没有意义。

那么它是如何工作的呢?自动化边缘控制器可以提供决定性的贡献,如模块化的Wago-I/O-System 750,它提供了超过500个不同模块的任何应用的解决方案。信号可以可靠地从现场级别采集,并在本地工厂地板上进行管理。Wago的PFC边缘控制器具有不同的接口和现场总线,可以通过CANopen、Profibus DP、DeviceNet和Modbus/TCP从现场传感器和设备采集数据。边缘控制器还可以整合到现有的自动化系统中,如可扩展节点和网关,这些系统可以在不干扰实际自动化过程的情况下进行改造。然后,这些数据可以被聚合成精简的信息,然后传送到更高的层次(MES或云)。在这种情况下,与云链接连接的优势最初看起来相当有前途,因为云解决方案灵活、可扩展、高可用性,并提供集中访问的机会。

在该领域
作为一个例子,看看Patterson-UTI为其边缘计算应用程序实现了什么。工程师们需要公司陆地钻井平台上的各种系统相互通信,同时保持它们相互隔离。当控制系统和数据收集中心需要在单独的网络上时,这就产生了相当大的挑战。因为这个要求,他们之间不能直接沟通。

PATTERSON-UTI的解决方案来自使用WAGO PFC200作为EDENT控制器IIT网关。PFC200是一个IIT网关,它收集来自其所有系统的数据,用作聚合器。它能够与利益相关者共享数据,该数据需要提供信息,同时保护需要隔离的系统。

“我们无法轻易集成这两个系统,因为它们中的每一个都生活在不同的网络上,”Patterson -uti的Mahmoud Hadi,Control和Automation Manager解释说明。“我们希望在每个系统访问其他系统时具有限制性曝光。”

根据Hadi的说法,Wago与其他数据聚合器的区别在于PFC200提供的许多功能和Patterson-UTI在决策过程中获得的直接支持。

“PFC200可以谈论Modbus或Profibus,因此他们可以将其中其中一个产品放在现有的石油钻机上,非常容易超过OPC UA和MQTT - 使最终客户提供数据,”WAGO区域销售经理John Hagar说。“WAGO设计 - 在其PFC中的OPC UA和MQTT能力,使其成为IIOT准备。这使它们能够与亚马逊(AWS),IBM(Bluemix),Microsoft(Azure)或基于其他基于云的数据中心解决方案交谈。“

Patterson-Uti访问WAGO的广泛的在线图书馆是它决定使用PFC200的另一个原因,根据WAYNE Steed,Patterson -UTI控制工程师。“确保图书馆特定于我们使用的每个协议,我们试图在网关中实施的不同逻辑对我们来说非常有价值,”他说。

创造附加值
为了避免淹没在由此产生的数据流中,利用边缘控制器的本地数据分析和控制的应用起到了决定性的作用。如果它们是正确的并利用单独相关的关键绩效指标,那么现有过程可以从根本上改进,取决于一个人的焦点,即时间,资源或能量。

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