Yleiskatsaus:
- OEM:ien on otettava huomioon teollisuus-PC:n tehon lisäksi myös ympäristö, jossa se toimii.
- Skaalautuvuus ja joustavuus ovat tärkeitä, kun uusia ohjelmistoja tarvitaan tai uusia järjestelmiä lisätään.
- Teollisuus-PC:t voivat tehdä prosessointityötä verkon ulkopuolella, mikä auttaa toimittamaan parempaa tietoa loppukäyttäjälle.
Oikean tasapainon löytäminen liian vähäisten ja liian monien vaihtoehtojen välillä voi olla hankala ongelma yksinkertaisimmissakin tilanteissa. Monimutkaisemmissa hankkeissa, kuten esineiden teollisen internetin (Industrial Internet of Things, IIoT) toteutuksissa, loppukäyttäjät arvostavat jonkin verran päätöksentekovapautta, mutta useimmat haluavat hyväksi havaittuja laitteisto- ja ohjelmistoratkaisujen yhdistelmiä.
Tuotantoyritysten ja alkuperäisten laitevalmistajien (OEM) kaikkialla maailmassa on saatava nykyisistä ja uusista koneistaan ja järjestelmistään IIoT-hyötyjä, mutta niihin liittyy niin paljon tietolähteitä ja teknologioita, että ne voivat nopeasti eksyä digitaalisella muutosmatkallaan.
Toteutukset edellyttävät kaikenlaisen teollisen datan hyödyntämistä ja käsittelyä, ei vain automatisoiduista koneista vaan myös älykkäistä välineistä ja valvontajärjestelmistä. Joustava ja kyvykäs alusta tätä varten rakentuu oikeanlaista ohjelmistoa käyttäviin teollisuus-PC-tietokoneisiin (IPC), mutta loppukäyttäjien on nollattava juuri oikea yhdistelmä.
Kaaaoksen korjaaminen
Teollisuuden loppukäyttäjät ovat jo vakuuttuneita IIoT-tiedon tarpeellisuudesta tukeakseen ponnistelujaan operaatioiden optimoimiseksi, järjestelmien oivallusten saamiseksi ja ennakoivan kunnossapidon toteuttamiseksi. Käyttöomaisuutta on kuitenkin kaikenkokoisia, -tyyppisiä ja -ikäisiä. IIoT-ratkaisun on siksi oltava riittävän joustava ja mukautuva, jotta se voi käyttää kaikenlaisia tietolähteitä.
Suurin osa tietolähteistä sijaitsee suhteellisen epäsuotuisissa teollisuuslaitoksissa, joissa äärimmäinen kuumuus, kylmyys, iskut ja tärinä voivat yhdessä tuhota minkä tahansa digitaalisen laitteen. Tyypilliset kuluttaja- tai kaupalliset tietotekniikkalaitteet, kuten tietokoneet, eivät toimi pitkään näissä ympäristöissä, ja näissä toimipaikoissa on yleensä vain vähän tietotekniikkahenkilöstön tukea. Tyypillinen IT-laitteen käyttöikä on noin kolme vuotta, mikä ei sovi yhteen operatiivisen teknologian (OT) järjestelmien kanssa, joiden on toimittava paljon pidempään – joskus vuosikymmeniä.
Maailmanluokan IPC:t, kuten Emersonin RXi2-portfolion tuotteet, on suunniteltu ja testattu tiukasti siten, että ne tuottavat todellista 100-prosenttista suorituskykyä koko määritellyillä käyttöalueilla turvautumatta kuristuksiin tai muihin myönnytyksiin.Emerson
Industrialisoituja PC:itä on laajalti saatavana, mutta todellisuudessa jotkin käyttäjät huomaavat käytännössä, että useat IPC:t eivät yksinkertaisesti tarjoa luvattua suorituskykyä, luotettavuutta tai pitkäikäisyyttä. Osasyyllisiä tähän ovat testausjärjestelmät, jotka saattavat olla liian optimistisia tai eivät ainakaan riittävän aggressiivisia. Toinen näkökohta on se, että monet teollisuuskäyttäjät tarvitsevat laitteiston skaalautuvuusvaihtoehtoja, joita ei yksinkertaisesti ole saatavilla tyypillisissä tietokoneissa tai edes IPC:ssä.
IIoT-asennukset edellyttävät myös monenlaisia OT-keskeisiä ohjelmistoja. Vaikka näitä ohjelmistoja on saatavilla erillisinä hankintoina, niin monien tuotteiden valinnassa, niiden sovittamisessa oikeisiin laitteistokokoonpanoihin ja useiden toimittajien hallinnassa on haittapuolensa. Mahdollisuus yhdistää IPC-laitteisto- ja ohjelmistohankinnat yhdeltä toimittajalta yksinkertaistaa tilausprosessia, vähentää asennus- ja sovelluskehitystyötä sekä vaadittavaa ylläpitoa ja tarjoaa yhden vastuupisteen.
Built for OT
Maailmanluokan IPC:t luodaan kiinnittäen yksityiskohtaista huomiota suunnitteluun, testaukseen ja OT-alan tarpeisiin. Tärkein huolenaihe on IPC:iden suunnittelu tuulettimettomiksi ja huolelliset jäähdytyselementtijärjestelyt, joilla vältetään kuumat kohdat ja edistetään optimaalisia lämmönjohtumisreittejä ulkoiseen ympäristöön. Tämä ei koske vain ensisijaisia komponentteja, kuten suorittimia, vaan myös usein unohdettuja toissijaisia komponentteja, kuten SSD-asemia.
Muitakin hienovaraisia suunnittelu- ja testausnäkökohtia on otettava huomioon. Laadukas IPC olisi myös suunniteltava nollakaasuperiaatteella, mikä tarkoittaa, että lämpöluokitus on nimetty 100-prosenttisella suorituskykyarvolla. Jotkin IPC:t väittävät laajennettua lämpötilakäyttöaluetta, mutta saattavat sen vuoksi kuristaa prosessoria. IPC:t olisi testattava ilman ilmavirtaa, jotta ne jäljittelisivät todellisia kaappiasennuksia, mutta jotkin IPC:t voidaan testata vähemmän tiukkojen standardien mukaisesti, usein simuloidulla ilmavirtauksella.
Yritykset, joilla on syvää OT-kokemusta, osaavat suunnitella yksilölliset OT-tarpeet täyttävät tuotteet ja ratkaisut IT-yrityksiä paljon paremmin. OT-keskeiset IPC:t rakennetaan ja niitä tuetaan pidemmän elinkaaren/elinkaaren ajan, ja niitä tuetaan vielä viisi vuotta tuotteen kypsymisen jälkeenkin. IPC:n päivitykset ja uudistukset suunnitellaan siten, että ne ovat mahdollisimman pitkälle yhteensopivia vanhempien mallien kanssa, erityisesti muotokertoimien ja liitäntöjen osalta. Useimpia OT-käyttäjiä palvelee paremmin se, että he valitsevat muutaman vaihtoehdon tunnetuista hyvistä kokoonpanoista tilaamisen ja varastoinnin yksinkertaistamiseksi, ja tämä käsite ulottuu myös ohjelmistohankintoihin.
Loaded for Big Game
IPC:t soveltuvat monenlaisiin sovelluksiin, mutta on olemassa monia tyypillisiä rooleja ja niihin liittyviä ohjelmistokokonaisuuksia IIoT-sovelluksia varten, jotka voitaisiin isännöidä tai niputtaa yhteen IPC:ssä, jotta loppukäyttäjien saama hyöty kasvaisi, kuten:
IIoT. Kuratoitu joukko avoimen lähdekoodin ohjelmistotyökaluja, jotka tarjoavat turvallisen ja valvotun ympäristön, jonka toteuttaminen ei vaadi IT-asiantuntemusta. Nämä työkalut antavat OT-käyttäjille mahdollisuuden kerätä tietoja eri protokollien avulla ja kehittää algoritmeja, jotta he voivat tunnistaa koneiden kunnon ja tuottaa oivalluksia toimintojensa parantamiseksi.
Visualisointi. Tämän alan viimeaikaiseen kehitykseen kuuluu mallien, ohjekirjojen ja muiden ominaisuuksien käyttö, jotta käyttäjät voivat kehittää intuitiivisia ja vuorovaikutteisia näyttöjä, joita voidaan tarkastella paikallisesti tai verkkonäkyminä millä tahansa laitteella, jossa on verkkoselain.
Gateway. Oikealla datapalvelinohjelmistolla ja protokollilla, kuten OPC UA:lla, MQTT:llä ja muilla tietolähteisiin yhdistämiseen tarvittavilla protokollilla varustettuna IPC voi toimia yhteysmoottorina tiedonkeruu-, palvelin- ja loggaustehtävissä. Tämä rooli on välttämätön korkeamman tason SCADA-, MES- ja ERP-sovellusten tukemisessa tai pilviyhteyksien luomisessa.
Analyysi. Vaikka IPC voidaan periaatteessa ohjelmoida tekemään mitä tahansa, on olemassa OT-kohtaisia analyysiohjelmistopaketteja, joissa on vakio-ominaisuuksia ja ohjatut toiminnot reaaliaikaisten tuotantotietojen hankkimiseen ja keskeisten suorituskykyindikaattoreiden (KPI) määrittämiseen, laitteiden kokonaistehokkuuden määrittämiseen, koneiden seisokkiaikojen laskemiseen, tuotannon seurantaan, aikataulutukseen ja muuhun.
Edävalvonta. Moniin edellisiin ohjelmistotehtäviin sisältyy etämonitorointinäkökulma. IPC:t voivat käyttää web-asiakastekniikkaa, joka tarjoaa turvallisen etäyhteyden sovelluksiin selainpohjaisella HTML5-tekniikalla millä tahansa etälaitteella tai natiivilla mobiilisovelluksella. Näihin etänäkymiin voi sisältyä visualisointia, web-raportteja ja analyyttisiä kojelautoja.
Loppukäyttäjiä on monenlaisia. Jotkut saattavat ostaa ”paljaan metallin” IPC:t, joihin ei ole asennettu edes käyttöjärjestelmää, jotta he voivat rakentaa konfiguraationsa juuri haluamallaan kaupallisten ja/tai omien ohjelmistojen yhdistelmällä. Jopa jotkut kehittyneet loppukäyttäjät saattavat kuitenkin pitää parempana virtaviivaisempaa lähestymistapaa, jossa IPC:hen on valmiiksi asennettu käyttöjärjestelmä ja ehkä muitakin sovelluksia. Tätä vaihtoehtoa tarjoavat eräät OT-alan IPC-asiantuntijat.
OEM Edge
Teollisuusasennuksia varten suunnitellut mutta PC-ominaisuuksin varustetut IPC:t pystyvät keräämään vain vähän dataa kaikentyyppisistä epäyhtenäisistä tietolähteistä haastavimmissa reuna-alueilla. IPC:iden laskentatehon ansiosta ne voivat luoda suurta dataa esikäsittelemällä. Tämä palvelee myös IIoT-toteutusten datan hyötykuorman minimoimista, mikä parantaa tietojen tallentamisen/siirtämisen tehokkuutta, mitä vaaditaan matalan kaistanleveyden yhteyksissä.
Teollisuuden loppukäyttäjät ja alkuperäiset laitevalmistajat voivat löytää tehokkuushyötyjä standardoimalla IPC-ratkaisujen OT-pohjaisen toimittajan. IPC, jossa on oikeat ohjelmistosarjat, on yhtä lailla kotonaan, kun sitä käytetään IIoT-ominaisuuksien rakentamiseen kaikenlaisiin uusiin järjestelmiin tai jälkiasennuksiin. IPC:n on kuitenkin oltava vankkarakenteinen ja sen on oltava suorituskyvyltään, kestävyydeltään ja pitkäikäisyydeltään sellainen, että se vastaa OT-huollon vaatimuksia.
Silvia Gonzalez on Emersonin koneautomaatioratkaisut-liiketoiminnan ratkaisukehitysjohtaja. Hän vastaa ratkaisukeskeisten lähestymistapojen luomisesta, kehittämisestä ja edistämisestä loppukäyttäjien haasteiden muuttamiseksi paremmaksi toiminnalliseksi suorituskyvyksi.
Nishita Palkar on Emersonin Machine Automation Solutions -liiketoiminnan teollisuus-PC-portfolion vanhempi tuotepäällikkö. Tässä tehtävässä hän johtaa Emersonin teollisuus-PC:iden maailmanlaajuista tuoteportfoliota ja tuotestrategiaa.