I korthet:
- OEM:s måste inte bara ta hänsyn till kraften hos en industridator, utan också till den miljö där den kommer att fungera.
- Skalerbarhet och flexibilitet är viktiga när ny programvara behövs eller nya system läggs till.
- Industriella datorer kan utföra bearbetningsarbete utanför nätverket, vilket bidrar till att leverera bättre information till slutanvändaren.
Att hitta den rätta balansen mellan för få valmöjligheter och för många kan vara ett törnande problem även i de enklaste situationer. När det gäller mer komplicerade projekt som IIoT-implementeringar (Industrial Internet of Things) uppskattar slutanvändarna ett visst beslutsutrymme, men de flesta vill ha beprövade kombinationer av hårdvaru- och mjukvarulösningar.
Företag inom tillverkningsindustrin och tillverkare av originalutrustning (OEM) överallt behöver sina befintliga och nya maskiner och system leverera IIoT-fördelar, men det finns så många datakällor och tekniker inblandade att de snabbt kan gå vilse på sin digitala omvandlingsresa.
Implementeringar kräver att man tar del av och bearbetar alla typer av industridata, inte bara från automatiserade maskiner utan även från smarta instrument och övervakningssystem. En flexibel och kapabel plattform för att göra detta bygger på industriella datorer (IPC) som körs med rätt programvara, men slutanvändarna måste nollställa sig på precis rätt kombination.
Korrigera kaoset
Industriella slutanvändare är redan övertygade om behovet av IIoT-data för att stödja deras ansträngningar för att optimera verksamheten, få insikter om systemen och utföra proaktivt underhåll. Driftstillgångar finns dock i alla storlekar, typer och årgångar. Alla IIoT-lösningar måste därför vara tillräckligt flexibla och anpassningsbara för att ge tillgång till alla typer av datakällor.
De flesta datakällor finns i den relativt ogästvänliga industriella utkanten, där extrem värme, kyla, stötar och vibrationer i kombination kan förstöra alla typer av digitala enheter. Typiska IT-tillgångar av konsument- eller kommersiell kvalitet, t.ex. datorer, fungerar inte länge i dessa miljöer, och dessa platser har vanligtvis ett begränsat stöd från IT-personal. Den typiska IT-enhetens livslängd är ungefär tre år, vilket inte är en bra matchning för driftstekniska system som måste fungera mycket längre – ibland i decennier.
Ipc:er i världsklass, som de i Emersons RXi2-portfölj, är konstruerade och rigoröst testade för att leverera faktiska 100 % prestanda i de angivna driftsområdena, utan att förlita sig på strypning eller andra eftergifter.Emerson
Industrialiserade PC:er finns i stor utsträckning tillgängliga, men verkligheten är att en del användare i praktiken upptäcker att många IPC:er helt enkelt inte levererar den utlovade prestandan, tillförlitligheten eller livslängden. En del av skulden här ligger på testprogram som kan vara alltför optimistiska, eller åtminstone inte tillräckligt aggressiva. En annan aspekt är att många industriella användare behöver alternativ för skalbarhet av maskinvaran som helt enkelt inte finns tillgängliga på vanliga datorer eller ens IPC:er.
IIoT-installationer kräver också många typer av OT-centrerad programvara. Även om denna programvara kan köpas separat finns det nackdelar med att välja så många produkter, matcha dem med rätt maskinvarukonfigurationer och hantera flera leverantörer. Möjligheten att kombinera IPC-hårdvara och programvaruköp från en leverantör förenklar beställningsprocessen, minskar ansträngningarna för installation och utveckling av applikationer och erforderligt underhåll samt ger en enda punkt för ansvarstagande.
Byggd för OT
IPC:er i världsklass skapas med detaljerad uppmärksamhet på design, testning och OT-industrins behov. En viktig fråga är att utforma IPC:erna så att de är fläktlösa, med noggranna arrangemang av kylflänsar för att undvika heta punkter och främja optimala värmeledningsvägar till den yttre miljön. Detta gäller inte bara primära komponenter som CPU:er utan även ofta försummade sekundära komponenter som SSD:er.
Andra subtila konstruktions- och testöverväganden spelar in. En IPC av hög kvalitet bör också utformas med hjälp av en nollgassprincip, vilket innebär att värmeklassificeringen är avsedd för en 100-procentig prestandaklassificering. Vissa IPC:er hävdar att de har ett utökat temperaturintervall, men kan strypa processorn för att göra det. IPC:er bör testas utan luftflöde för att efterlikna verkliga installationer i skåp, men vissa IPC:er kan testas enligt mindre strikta standarder, ofta med simulerat luftflöde.
Företag med djupgående OT-erfarenhet vet hur man utformar produkter och lösningar som uppfyller unika OT-behov mycket bättre än IT-företag. OT-centrerade IPC:er byggs och stöds för en längre livscykel/livslängd och kommer att fortsätta att stödjas i fem år, även efter det att produkten har mognat. Uppgraderingar och uppdateringar av IPC:er utformas så att de i största möjliga utsträckning är kompatibla med äldre modeller, särskilt när det gäller formfaktorer och gränssnitt. De flesta OT-användare är bättre betjänta av att välja mellan ett fåtal alternativ med kända och bra konfigurationer för att förenkla beställning och lagerhållning, och detta koncept sträcker sig till upphandling av programvara.
Loaded for Big Game
IPC:er lämpar sig för ett stort antal olika tillämpningar, men det finns många typiska roller och tillhörande programvarusviter för IIoT-tillämpningar som skulle kunna vara värd eller paketeras på IPC:er för att öka värdet för slutanvändarna, till exempel:
IIoT. En kurerad grupp av programvaruverktyg med öppen källkod för att tillhandahålla en säker och kontrollerad miljö som inte kräver IT-expertis för genomförandet. Dessa verktyg ger OT-användare möjlighet att samla in data med hjälp av olika protokoll och att utveckla algoritmer så att de kan identifiera maskiners hälsa och generera insikter för att förbättra verksamheten.
Visualisering. Den senaste utvecklingen på detta område omfattar användning av mallar, guider och andra funktioner så att användarna kan utveckla intuitiva och interaktiva displayer som kan visas lokalt eller som webbvisningar med hjälp av en enhet som kan ha en webbläsare.
Gateway. Utrustad med rätt dataserverprogramvara och protokoll som OPC UA, MQTT och andra protokoll som behövs för att ansluta till datakällor kan en IPC fungera som en anslutningsmotor för datainsamling, server och loggningsuppgifter. Denna roll är viktig för att stödja SCADA-, MES- och ERP-applikationer på högre nivå eller för att skapa molnanslutning.
Analytik. Även om en IPC i princip kan programmeras att göra vad som helst, finns det OT-specifika analysprogrampaket med standardfunktioner och guider för att samla in produktionsdata i realtid och fastställa nyckeltal för prestanda (KPI:er), övergripande utrustningseffektivitet, beräkna maskinstillestånd, spåra produktion, schemaläggning med mera.
Fjärrövervakning. Många av de föregående programvarurollerna innehåller en fjärrövervakningsaspekt. IPC:er kan köra webbklientteknik för att ge säker fjärråtkomst till programmen med hjälp av webbläsarbaserad HTML5-teknik på alla fjärrstyrda enheter eller mobila applikationer. Dessa fjärrvisningar kan omfatta visualisering, webbrapporter och analytiska instrumentpaneler.
Det finns många typer av slutanvändare. Vissa kan välja att köpa ”bare metal”-IPC:er utan att ens ha ett operativsystem installerat så att de kan bygga upp sina konfigurationer med den exakt önskade blandningen av kommersiell och/eller proprietär programvara. Men även vissa sofistikerade slutanvändare kanske föredrar ett mer strömlinjeformat tillvägagångssätt där IPC:n levereras förinstallerad med operativsystemet och kanske andra program, ett alternativ som erbjuds av vissa OT-fokuserade IPC-experter.
OEM Edge
Byggda för industriella installationer men utrustade med PC-funktioner kan IPC:erna samla in små data från alla typer av olikartade källor på de mest utmanande platserna i kanten. IPC:ernas datorkraft gör det möjligt att skapa stora data genom förbehandling. Detta tjänar också till att minimera IIoT-implementeringarnas datanyttolast, vilket förbättrar effektiviteten vid lagring/vidarebefordran av information, vilket krävs för anslutningar med låg bandbredd.
Industriella slutanvändare och OEM:er kan hitta effektivitetsvinster genom att standardisera på en OT-baserad leverantör av IPC-lösningar. En IPC som körs med rätt programvarusviter passar lika bra när den används för att bygga in IIoT-funktioner i nya system av alla typer eller för eftermontering. IPC:n måste dock vara robust byggd med den prestanda, hållbarhet och livslängd som krävs för OT-tjänster.
Silvia Gonzalez är ledare för lösningsutveckling inom Emersons affärsområde Machine Automation Solutions. Hon ansvarar för att skapa, utveckla och driva lösningsorienterade tillvägagångssätt för att översätta slutanvändarens utmaningar till förbättrad operativ prestanda.
Nishita Palkar är senior produktchef för den industriella PC-portföljen för Emersons affärsområde Machine Automation Solutions. I denna roll leder hon den globala produktportföljen och produktstrategin för Emersons industriella datorer.