Успешные граничные вычисления: Часть 1 - Что это и где находится?

Первая статья из серии "Пять частей к успешным граничным вычислениям"

Пресс-центр >> Публикации >> 12.06.2020

Что такое граничные вычисления и где их искать?

Иди туда, где действие! Поскольку вся политика носит локальный характер, становится очевидным, что наиболее эффективным использованием современных мощных и недорогих микропроцессоров и ПО является обработка данных непосредственно в производственных цехах и в полевых условиях.
Несмотря на то, что диджитализация должна была направлять всю информацию через Промышленный Интернет Вещей (IIoT) к сервисам облачных вычислений, ее главными преимуществами могут быть простые датчики, приборы, анализаторы, устройства ввода/вывода и другое оборудование, которое в первую очередь генерирует данные. Конечно, IIoT и облако все равно будут получать отчетность по отклонениям, а также информацию для анализа бизнеса / предприятия, но основное внимание будет уделяться операциям и производству, как изначально и предполагалось. Однако, прежде чем вы сможете приступить к разграничению и обработке данных, вы должны определить, что это и где.


"Глаз смотрящего"

Хотя принято называть производственные цеха и полевые приложения "границей", потому что данные и вычисления, по-видимому, больше не находятся в "центре", эти ярлыки, как и многие другие, в основном являются лишь точкой зрения.
Определение "границы" зависит от способа восприятия. Например, специалисты ОТ могут сказать, что "граница" — это там, где аналоговые технологии встречаются с цифровыми, в то время как ІТ может сказать, что "граница" именно там, где облако встречается с локальными вычислениями", - говорит Джон Висенте, технический директор Stratus Technologies.
"Я связываю эту "граничную" дискуссию с тем, что происходит в IIoT, однако более широкое обсуждение касается продолжающихся изменений в вычислительных моделях. Сегодняшняя "граница" - в облачных вычислениях, также как некогда персональные вычисления - в мэйнфреймовых. Однако, благодаря достижениям в беспроводной связи и IoT, вычисления происходят где угодно и с чего угодно.

Сегодня "граница" — это просто децентрализованные распределенные вычисления с большой вычислительной мощностью при небольших затратах. Граничные вычисления способны обрабатывать проблемы задержки и критичности, с детализацией и точностью, которые облачные вычисления просто не могут предложить".
Джош Истберн, технический директор по маркетингу в Opto 22, согласен, что граница определяется тем, кто говорит.

"Для нас граница — это место куда поступают сигналы управления и считывания информации в реальном времени, в то время как те, кто находится на уровне облачных вычислений, думают о границе как о локальной сети (LAN)», - говорит Истберн. "Общим является то, что обработка и хранение данных распределяются по всей сети. В прошлом IТ-отделы находились на уровне офиса, имея несколько компьютеров и баз данных на заводе, но теперь они сосредотачиваются на промышленных контроллерах и серверах". Концепция граничных вычислений хорошо вписывается в изменения инфраструктуры, которые необходимы для IIoT. Как правило, только крупные игроки могут позволить себе разделять и заменять, но распределенная обработка упрощает объединение IТ и OT и делает это безопасно".


Вариативность пилота.

В отличие от более чётких и упорядоченных информационных технологий или централизованных пространств управления, когда ресурсы компьютерных вычислений перемещаются к границе, они вынуждены полагаться на "гремучую смесь" из устройств, сетей и конфликтующего программного обеспечения. В такой ситуации оказывался каждый работая «на поле», в производственных цехах, устаревших цехах, и в пилотных проектах.
Горнодобывающая компания Northern Minerals и подрядчик по инженерным закупкам Sinosteel Corp, столкнулись с этой проблемой, когда они недавно начали строительство тяжелой, редкоземельной экспериментальной фабрики компании North Minerals стоимостью в 56 миллионов долларов, расположенной примерно в 160 км к юго-востоку от Холлс-Крик на северо-западе Австралии.
В проекте есть три этапа:

  • трехлетняя пилотная установка мощностью 60 000 тонн в год, производящая 49 000 кг диспрозия и 590 000 кг общего редкоземельного оксида (TREO) в год;
  • технико-экономическое обоснование с целью минимизации затрат на добычу, повышения производительности и увеличения запасов руды;
  • полномасштабное производство на основе первых двух этапов.

Однако пилотная установка должна была быть очень гибкой, приспосабливаться к изменениям конструкции даже после ввода в эксплуатацию и быстро интегрировать устройства и протоколы связи от многих поставщиков.
Для удовлетворения этих требований компания Sinosteel выбрала готовые промышленные контроллеры и удаленные терминалы от Honey Process Solutions, прилагаемые рекомендации по конфигурированию, стратегию управления, поддержку проектирования и ввода в эксплуатацию. ПЛК имеет встроенную систему кибербезопасности, поддерживает протокол OPC UA и все распространенные языки программирования стандарта IEC 61131-3, что позволило Sinosteel интегрировать разрозненные компоненты и системы пилотной фабрики. Контроллер также использует универсальный программируемый вход / выход, что позволило сократить требуемый маршалинг и облегчить последующие изменения конструкции.
Sinosteel сообщает, что у него было всего два месяца для установки аппаратного и программного обеспечения пилота и завершения заводских приемо-сдаточных испытаний (FAT), и всего три месяца для ввода в эксплуатацию на месте. Тем не менее, ее эффективные решения для ПЛК, удаленных терминалов и оборудования ввода / вывода позволяют завершить работу в срок в сентябре 2018 года и производить свой первый редкоземельный карбонат через месяц.
"Это важный проект, потому что он предоставляет новый глобальный источник диспрозия для изготовления постоянных магнитов, электродвигателей и ветряных турбин", - говорит Макс Су, руководитель сайта Sinosteel.

"Гибкость и простота решения были ключом к тому, чтобы мы соблюдали требования проекта, которые могли меняться изо дня в день".
Jim Montague исполнительный редактор Control