Успішні граничні обчислення: Частина 1 - Що це і де знаходиться?

Перша стаття з серії "П'ять частин до успішних граничних обчисленнь"

Новини >> Публікації >> 12.06.2020

Що таке граничні обчислення та де їх шукати?

Йди туди, де дії! Оскільки вся політика носить локальний характер, стає очевидним, що найбільш ефективним використанням сучасних потужних і недорогих мікропроцесорів та ПЗ є обробка даних безпосередньо у виробничих цехах і польових умовах.
Не зважаючи на те, що діджиталізація мала би спрямовувати всю інформацію через Промисловий Інтернет Речей (IIoT) до сервісів хмарних обчисленнь, її головною перевагою можуть бути прості датчики, прилади, аналізатори, пристрої вводу/виводу та інше обладнання, яке в першу чергу генерує дані. Звісно, IIoT і хмара все одно будуть отримувати звітність по відхиленням, а також інформацію для аналізу бізнесу / підприємства, але основна увага буде приділятись операціям і виробництву, як відпочатку і передбачувалось. Проте перш ніж ви зможете приступити до розмежування і обробки даних, ви маєте визнати, що це і де.

"Око спостерігача"

Хоча прийнято називати виробничі цеха і польові додатки "границею", тому що дані і обчислення, по-видимому, більше не знаходяться в "центрі", ці ярлики, як і багато інших, в основному є лише точкою зору.
Визначені "границі" залежать від способу сприйняття. Наприклад, спеціалісти ОТ можуть сказати, що "границя" — це там, де аналогові технології зустрічаються із цифровими, в той час як ІТ може сказати, що "границя" саме там, де хмара зустрічається з локальними обчисленнями", - говорить Джон Вісенте, технічний директор Stratus Technologies.
"Я пов'язую цю "граничну" дискусію з тим, що відбувається в IIoT, однак більш широке обговорення стосується змін які продовжуються в обчислювальних моделях. Сьогоднішня "границя" - в хмарних обчисленнях, так само як деколи персональні обчислення - в мейнфреймових. Проте, завдяки досягненням бездротового зв'язку та IoT, обчислення відбуваються де завгодно і з чого завгодно.

Сьогодні "границя" — це просто децентралізовані розподілені обчислення з великою обчислювальною потужністю при невеликих витратах. Граничні обчислення здатні обробляти проблеми затримки і критичності, з деталізацією і точністю, які хмарні обчислення просто не можуть запропонувати".
Джош Істберн, технічний директор по маркетингу в Opto 22, згоден, що границя визначається тим, хто говорить.

"Для нас границя — це місце куди поступають сигнали управління і считування інформації в реальному часі, в той час як ті, хто знаходиться на рівні хмарних обчисленнь, думають про границю як про локальні мережі (LAN)», - говорить Істберн. "Спільним є те, що обробка і зберігання даних розподіляються по всій мережі. В минулому IТ-відділи знаходились на рівні офісу, маючи декілька комп'ютерів і баз даних на заводі, пле тепер вони зосереджуються на промислових контролерах і серверах". Концепція граничних обчислень добре вписується в зміни інфраструктури, які необхідні для IIoT. Як правило, тільки великі гравці можуть дозволити собі розділяти і замінювати, але розподілена обробка спрощує об'єднання IТ та OT і робить це безпечно".


Варіативність пілоту.

На відміну від більш чітких і упорядкованих інформаційних технологій чи централізованих просторів управління, коли ресурси комп'ютерних обчислень переміщуються на границю, вони змушені покладатись на таку собі "гримучу суміш" з пристроїв, мереж та конфліктного програмного забезпечення. В цій ситуації опиняється кожен коли працює «в полі», в виробничих цехах, застарілих виробництвах та в пілотних проектах.
Горновидобувна компанія Northern Minerals і підрядник з інженерних закупівель Sinosteel Corp, зіштовхнулись з цією проблемою, коли вони нещодавно почали будівництво важкої, рідкоземельної експериментальної фабрики компанії North Minerals вартістю в 56 мільйонів доларів, що розташована приблизно в 160 км на південний схід від Холс-Крік на північному заході Австралії.
В проекті є три етапи:

  • трирічна пілотна установка потужністю 60 000 тон на рік, що видобуває 49 000 кг диспрозія і 590 000 кг загального рідкоземельного оксиду (TREO) на рік;
  • техніко-економічне обгрунтування з метою мінімізації витрат на видобуток, підвищення продуктивності і збільшення запасів руди;
  • повномашстабне виробництво на основі перших двох етапів.

Однак пілотна установка мала бути дуже гнучкою, пристосовуватись до змін конструкції навіть після вводу в експлуатацію і швидко інтегрувати пристрої і протоколи зв'язку від багатьох постачальників.
Для задоволення цих вимог компанія Sinosteel обрала готові промислові контролери і віддалені термінали від Honey Process Solutions, додані рекомендації з конфігурування, пітримку проектування і вводу в експлуатацію. ПЛК має вбудовану систему кібезбезпеки, підтримує протокол OPC UA і всі розповсюджені мови програмування стандарту IEC 61131-3, що дозволило Sinosteel інтегрувати розрізнені компоненти і системи пілотної фабрики. Контролер також використовує універсальний програмований вхід / вихід, що дозволило скоротити потрібний маршалінг і полегшити наступні зміни конструкції.
Sinosteel повідомляє, що у нього було всього два місяці для встановлення апаратного і програмного забезпечення пілоту і завершення заводських приймально-здавальних випробовуваннь (FAT), і всього три місяці для вводу в експлуатацію на місці. Тим не менш, її ефективні рішення для ПЛК, віддалених терміналів і обладнання вводу / виводу дозволяють завершити роботу в строк у вересні 2018 року і виробляти свій перший рідкоземельний карбонат через місяць.
"Це важливий проект, тому що він надає нове глобальне джерело диспрозія для виготовлення постійних магнітів, електродвигунів і вітряних турбін", - говорить Макс Су, керівник сайту Sinosteel.

"Гнучкість і простота рішення були ключем до того, щоб ми дотримувались вимог проекту, які могли змінюватись з дня в день".
Jim Montague виконавчий редактор Control