W skrócie:
- OEM-y muszą brać pod uwagę nie tylko moc komputera przemysłowego, ale także środowisko, w którym będzie on działał.
- Skalowalność i elastyczność są ważne, ponieważ potrzebne jest nowe oprogramowanie lub dodawane są nowe systemy.
- Przemysłowe komputery PC mogą wykonywać pracę przetwarzania poza siecią, co pomaga dostarczyć lepsze informacje użytkownikowi końcowemu.
Znalezienie właściwej równowagi między zbyt małą liczbą wyborów a zbyt dużą może być drażliwym problemem nawet w najprostszych sytuacjach. W przypadku bardziej skomplikowanych przedsięwzięć, takich jak wdrożenia Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT), użytkownicy końcowi doceniają pewną swobodę podejmowania decyzji, ale większość z nich chce sprawdzonych kombinacji rozwiązań sprzętowych i programowych.
Przedsiębiorstwa produkcyjne i producenci oryginalnego sprzętu (OEM) wszędzie potrzebują swoich istniejących i nowych maszyn i systemów, aby zapewnić korzyści IIoT, ale istnieje tak wiele źródeł danych i technologii, że mogą szybko zgubić się na swojej drodze do cyfrowej transformacji.
Wdrożenia wymagają pozyskiwania i przetwarzania wszystkich rodzajów danych przemysłowych, nie tylko ze zautomatyzowanych maszyn, ale także z inteligentnych instrumentów i systemów monitorowania. Elastyczna i zdolna do tego platforma jest zbudowana na komputerach przemysłowych (IPC) z odpowiednim oprogramowaniem, ale użytkownicy końcowi muszą wybrać właściwą kombinację.
Corralling the Chaos
Przemysłowi użytkownicy końcowi są już przekonani o potrzebie danych IIoT w celu wsparcia ich wysiłków w zakresie optymalizacji operacji, uzyskiwania wglądu w system i przeprowadzania proaktywnej konserwacji. Jednak aktywa operacyjne występują we wszystkich rozmiarach, typach i rocznikach. Każde rozwiązanie IIoT musi być zatem wystarczająco elastyczne i adaptowalne, aby uzyskać dostęp do wszystkich rodzajów źródeł danych.
Większość źródeł danych znajduje się na stosunkowo niegościnnej krawędzi przemysłowej, gdzie ekstremalne ciepło, zimno, wstrząsy i wibracje mogą w połączeniu zniszczyć każdy rodzaj urządzenia cyfrowego. Typowe zasoby informatyczne (IT) klasy konsumenckiej lub komercyjnej, takie jak komputery PC, nie działają długo w takich środowiskach, a miejsca te mają zwykle ograniczone wsparcie personelu IT. Typowy okres eksploatacji urządzeń IT wynosi około trzech lat, co nie pasuje do systemów technologii operacyjnej (OT), które muszą działać znacznie dłużej – czasami przez dziesięciolecia.
Światowej klasy komputery IPC, takie jak te z oferty RXi2 firmy Emerson, są projektowane i rygorystycznie testowane, aby zapewnić rzeczywistą 100% wydajność w określonych zakresach roboczych, bez stosowania dławienia lub innych ustępstw.Emerson
Przemysłowe komputery PC są powszechnie dostępne, ale w rzeczywistości niektórzy użytkownicy przekonują się w praktyce, że wiele komputerów IPC po prostu nie zapewnia obiecanej wydajności, niezawodności lub trwałości. Część winy leży po stronie reżimów testowych, które mogą być zbyt optymistyczne, lub przynajmniej niewystarczająco agresywne. Innym aspektem jest to, że wielu użytkowników przemysłowych potrzebuje opcji skalowalności sprzętu, które po prostu nie są dostępne w typowych komputerach PC, a nawet IPC.
Instalacje IIoT wymagają również wielu rodzajów oprogramowania OT-centric. Chociaż oprogramowanie to jest dostępne jako osobny zakup, istnieją minusy związane z wyborem tak wielu produktów, dopasowaniem ich do odpowiednich konfiguracji sprzętowych i zarządzaniem wieloma dostawcami. Możliwość połączenia zakupu sprzętu IPC i oprogramowania od jednego dostawcy upraszcza proces zamawiania, zmniejsza nakłady na instalację i rozwój aplikacji oraz wymaganą konserwację, a także zapewnia jeden punkt odpowiedzialności.
Zbudowane dla OT
Światowej klasy IPC są tworzone ze szczegółową uwagą poświęconą projektowaniu, testowaniu i potrzebom branży OT. Główną kwestią jest projektowanie IPC tak, aby były pozbawione wentylatorów, ze starannym rozmieszczeniem radiatorów w celu uniknięcia gorących punktów i promowania optymalnych ścieżek przewodzenia ciepła do środowiska zewnętrznego. Dotyczy to nie tylko komponentów głównych, takich jak procesory, ale także często pomijanych komponentów drugorzędnych, takich jak dyski SSD.
Inne subtelne aspekty projektowania i testowania wchodzą w grę. Wysokiej jakości IPC powinien być również zaprojektowany z wykorzystaniem zasady „zero-throttle”, co oznacza, że ocena termiczna jest wyznaczona na 100% wydajności. Niektóre komputery IPC deklarują rozszerzony zakres temperatur pracy, ale w tym celu mogą dławić procesor. Komputery IPC powinny być testowane w warunkach zerowego przepływu powietrza, aby naśladować rzeczywiste instalacje w szafach, ale niektóre komputery IPC mogą być testowane zgodnie z mniej rygorystycznymi normami, często z symulowanym przepływem powietrza.
Firmy z głębokim doświadczeniem OT wiedzą, jak projektować produkty i rozwiązania spełniające unikalne potrzeby OT znacznie lepiej niż firmy IT. IPC skoncentrowane na OT są budowane i wspierane w wydłużonym cyklu życia/żywotności i będą wspierane przez pięć lat, nawet po osiągnięciu dojrzałości produktu. Modernizacje i odświeżenia IPC są projektowane pod kątem kompatybilności ze starszymi modelami w największym możliwym stopniu, zwłaszcza w odniesieniu do formatów i interfejsów. Większość użytkowników OT jest lepiej obsługiwana przez wybór spośród kilku alternatywnych znanych dobrych konfiguracji w celu uproszczenia zamawiania i magazynowania, a koncepcja ta rozciąga się na zamówienia oprogramowania.
Przygotowane do wielkiej gry
Komputery IPC nadają się do szerokiej gamy zastosowań, ale istnieje wiele typowych ról i powiązanych pakietów oprogramowania dla aplikacji IIoT, które mogłyby być hostowane lub połączone w pakiet na komputerach IPC w celu zwiększenia wartości dla użytkowników końcowych, takich jak:
IIoT. Grupa narzędzi programowych o otwartym kodzie źródłowym zapewniających bezpieczne i kontrolowane środowisko, które nie będzie wymagało specjalistycznej wiedzy informatycznej do wdrożenia. Narzędzia te upoważniają użytkowników OT do zbierania danych przy użyciu różnych protokołów oraz do opracowywania algorytmów, dzięki którym mogą oni identyfikować stan maszyn i generować spostrzeżenia w celu poprawy ich działania.
Wizualizacja. Najnowsze osiągnięcia w tej dziedzinie obejmują wykorzystanie szablonów, kreatorów i innych funkcji, dzięki czemu użytkownicy mogą tworzyć intuicyjne i interaktywne wyświetlacze, które mogą być przeglądane lokalnie lub jako widoki internetowe przy użyciu dowolnego urządzenia zdolnego do obsługi przeglądarki internetowej.
Brama. Wyposażony w odpowiednie oprogramowanie serwera danych i protokoły, takie jak OPC UA, MQTT i inne protokoły potrzebne do łączenia się ze źródłami danych, IPC może pracować jako silnik łączności dla zadań akwizycji danych, serwera i rejestratora. Ta rola jest niezbędna do obsługi aplikacji wyższego poziomu SCADA, MES i ERP lub do ustanowienia łączności w chmurze.
Analityka. Podczas gdy IPC można zasadniczo zaprogramować do robienia wszystkiego, istnieją pakiety oprogramowania analitycznego specyficznego dla OT z funkcjami standardów i kreatorami do pozyskiwania danych produkcyjnych w czasie rzeczywistym i określania kluczowych wskaźników wydajności (KPI), ogólnej efektywności sprzętu, obliczania czasu przestoju maszyny, śledzenia produkcji, tworzenia harmonogramów i innych.
Monitorowanie zdalne. Wiele z poprzednich ról oprogramowania zawiera aspekt zdalnego monitorowania. IPC mogą uruchamiać technologię klienta sieciowego, aby zapewnić bezpieczny zdalny dostęp do aplikacji za pomocą technologii HTML5 opartej na przeglądarce na dowolnym urządzeniu zdalnym lub natywnych aplikacjach mobilnych. Te zdalne widoki mogą obejmować wizualizację, raporty internetowe i pulpity analityczne.
Istnieje wiele typów użytkowników końcowych. Niektórzy mogą zdecydować się na zakup komputerów IPC „bare metal” bez zainstalowanego systemu operacyjnego, dzięki czemu mogą budować swoje konfiguracje z dokładną wymaganą mieszanką komercyjnego i/lub własnego oprogramowania. Ale nawet niektórzy wyrafinowani użytkownicy końcowi mogą preferować bardziej uproszczone podejście, w którym IPC dostarczany jest wstępnie załadowany systemem operacyjnym i być może innymi aplikacjami, opcja oferowana przez niektórych ekspertów IPC skoncentrowanych na OT.
OEM Edge
Zbudowane dla instalacji przemysłowych, ale posiadające możliwości PC, IPC mogą zbierać niewielkie ilości danych ze wszystkich typów rozbieżnych źródeł w najbardziej wymagających lokalizacjach brzegowych. Moc obliczeniowa komputerów IPC umożliwia im tworzenie dużych ilości danych poprzez wstępne przetwarzanie. Służy to również do zminimalizowania obciążenia danymi w implementacjach IIoT, poprawiając wydajność przechowywania/przekazywania informacji, co jest wymagane w przypadku połączeń o niskiej przepustowości.
Przemysłowi użytkownicy końcowi i producenci OEM mogą znaleźć wydajność poprzez standaryzację na opartym na OT dostawcy rozwiązań IPC. IPC z odpowiednimi pakietami oprogramowania jest równie dobry w domu, gdy jest używany do budowania możliwości IIoT w nowych systemach wszystkich typów lub w modernizacjach. IPC musi być jednak solidnie zbudowany i zapewniać wydajność, trwałość i długowieczność wymaganą w przypadku usług OT.
Silvia Gonzalez jest liderem ds. rozwoju rozwiązań w dziale rozwiązań automatyki maszyn firmy Emerson. Jest odpowiedzialna za tworzenie, rozwijanie i kierowanie podejściami zorientowanymi na rozwiązania w celu przełożenia wyzwań stawianych przez użytkowników końcowych na lepszą wydajność operacyjną.
Nishita Palkar jest starszym menedżerem produktu w zakresie komputerów przemysłowych w dziale rozwiązań automatyki maszyn firmy Emerson. Na tym stanowisku kieruje globalnym portfelem produktów i strategią produktów dla komputerów przemysłowych firmy Emerson.