Впровадження хмарних технологій у виробництво
Вступ
Для успішного впровадження Промисловості 4.0 інтелектуальні фабрики повинні використовувати аналіз великих даних, який заснований на інтелектуальних здібностях, що в свою чергу збирають дані з усіх пристроїв в мережі і об'єднують їх в хмарної платформі, яка пропонує потужні можливості обробки, зберігання, обчислень і відображення. Підтвердження цьому можна побачити в додатках діагностики несправностей устаткування. Традиційне управління технічним обслуговуванням устаткування спирається на досвідчених співробітників для виявлення потенційних проблем і організації ремонту, коли обладнання виходить з ладу.
Однак, оскільки на фабриці зазвичай розміщено багато обладнання, важко бути точним і цілеспрямованим. На щастя, завдяки ретельному моніторингу та діагностики з використанням хмарної системи, керівництво не тільки знає про стан кожної машини і обладнання, а й може в найкоротші терміни вжити всіх необхідних заходів для усунення проблем до їх виникнення. Вони також можуть виконувати сканування дефектного обладнання, аналізуючи дані, щоб поліпшити показники виявлення, збільшити термін служби устаткування і скоротити час простою виробничої лінії через збої обладнання.
У порівнянні з приватними хмарами, створеними підприємствами, які вимагають багато грошей, ресурсів і часу, хмарна платформа Advantech WISE-PaaS є рішенням, що дозволяє економити. WISE-PaaS - це рішення Edge-to-cloud з хорошою стабільністю і простими функціями розширення. Воно також поставляється з інструментом візуалізації даних, який дозволяє користувачам легко створювати власні інтерфейси HMI, і модулем віддаленого управління оновленнями програмного забезпечення, який підтримує всі в актуальному стані. Advantech має багаторічний досвід роботи з Промисловістю 4.0 і інтелектуальними заводськими рішеннями, а також пропонує професійні консалтингові послуги, щоб допомогти виробникам у плануванні та розробці власних систем моніторингу та діагностики обладнання хмарних платформ.
Системні вимоги
Всесвітньо відома сталеливарна корпорація в Тайвані - це компанія, яка надає великого значення ІТ-інноваціям і додаткам, що підвищує ефективність виробництва. Компанія виробляє багато видів сталевої продукції, і була визнана клієнтами в країні і за кордоном як лідер в цій галузі. Оскільки ці сталеві вироби повинні проходити більш ніж через дюжину процедур, таких як обробка сировини, виробництво чавуну, виробництво сталі і прокатка, персонал фабрики повинен обслуговувати і управляти широким спектром машин і устаткування на сотнях гектарів виробничих площ. В результаті завжди були проблеми через брак обслуговуючого персоналу на виробничій лінії. Таким чином, компанія хотіла використовувати хмарну систему, яка використовувала методи аналізу великих даних, щоб допомогти в автоматизації і заповнити будь-яку нестачу робочої сили. Вони хотіли використати хмарну систему для моніторингу та діагностики обладнання і вирішили спочатку запровадити нову систему в цеху холодного прокату з сотнями одиниць обладнання.
Компанія мала намір створити хмарну платформу для моніторингу та діагностики обладнання, яка могла б віддалено відслідковувати стан свого обладнання і відправляти дані назад в додаток машинного навчання в хмарі для аналізу великих даних. Потім, це б створило прогностичну модель обслуговування для виявлення дефектів і профілактичної діагностики. Відповідно, вибір найбільш підходящого рішення для приватного хмари, що включає програмну / апаратну реалізацію та хмарні сервіси, був найбільш економічним способом завершити проект в найкоротші терміни. Нове рішення повинно було бути масштабованим, дозволяючи включати в майбутньому більше пристроїв, і повинно було забезпечувати функції для забезпечення узгодженості даних, індивідуального навчання машин, обробки виключень, візуалізації даних, збору даних / моніторингу пристроїв на периферії і багато чого іншого.
Опис системи
Система приватних хмарних платформ Advantech представляє собою комплексне рішення від Edge-to-cloud. Він включає в себе як програмні, так і апаратні продукти, в тому числі інтелектуальний пристрій, комп'ютерне програмне забезпечення для моніторингу та управління віддаленими пристроями WISE-PaaS / RMM, платформу WISE-PaaS / EnSaaS для хмарних служб IoT, інструмент візуалізації даних WISE-PaaS / Dashboard і WISE -PaaS / OTA для віддаленого управління оновленням програмного забезпечення.
На місцях комп'ютер Smart Box підключається до датчиків вібрації для збору даних про обладнання в майстерні, а потім завантажує їх в хмарну базу даних. В хмарі платформа, створена WISE-PaaS / EnSaaS, інтегрується з сотнями інтелектуальних блоків і надає інформацію з додатком, призначеному для користувачів. WebAccess / SCADA і WISE-PaaS / RMM відповідають за моніторинг і управління всім устаткуванням і пристроями в приватному хмарі, а WISE-PaaS / Dashboard і WISE-PaaS / OTA полегшують обслуговування і управління системою.
Нова хмарна платформа для моніторингу та діагностики обладнання відрізняється високою масштабованістю і стабільністю, оскільки побудована на платформі WISE-PaaS від Advantech. WISE-PaaS не тільки надає безліч функцій і послуг, що дозволяють користувачам мати велику гнучкість для майбутнього функціонального розвитку, але також пропонує безліч варіантів пакетів, що дозволяють користувачам вибирати відповідний сервер, пам'ять і базу даних відповідно до фактичних вимог додатка. Користувачі можуть придбати додаткові предмети пізніше, коли їхні потреби зміняться. WISE-PaaS надає конфігурацію резервного копіювання та механізми збою, тому, наприклад, первинна і вторинна бази даних, налаштовані системою, синхронізуються в будь-який час. Якщо вузол пошкоджений, система запустить новий вузол і повторно синхронізує базу даних, щоб забезпечити узгодженість даних для стабільної роботи системи ..
WISE-PaaS / EnSaaS - це платформа для надання хмарних послуг IoT. Вона підтримує різні бази даних, такі як InfluxDB, MongoDB і PostgreSQL, а також інструменти аналізу машинного навчання R, Python, TensorFlow і Caffe, а також API-інтерфейси RESTful і Node-RED. Такі функції дозволили інженерам сталеливарної компанії легко проектувати додатки для моніторингу та управління і створювати прогнозні моделі для аналізу великих даних, щоб здійснювати моніторинг в реальному часі і профілактичну діагностику обладнання.
WebAccess / SCADA і WISE-PaaS / RMM централізовано керують обладнанням і пристроями на землі і на кордоні. У той час як стан вібрації обладнання в холоднокатаної майстерні і стан пристроїв збору даних / периферійних пристроїв може точно відображатися на екрані моніторингу. WebAccess / SCADA і WISE-PaaS / RMM також будуть активно транслювати попереджувальні повідомлення при виникненні нештатних ситуацій і повідомляти обслуговуючий персонал по електронній пошті і SMS.
Що стосується візуалізації даних, користувачі можуть створювати свої власні панелі моніторингу, використовуючи інструмент WISE-PaaS / Dashboard для візуального представлення даних в базі даних платформи WISE-PaaS. За допомогою різних діаграм з високою читабельністю: персонал сталеливарної компанії міг чітко визначити робочий стан будь-якого периферійного пристрою, аварійні сигнали тривоги, моделі прогнозування та багато іншого. Служба віддаленого поновлення WISE-PaaS / OTA дозволила компанії легко розгорнути прогностичні моделі в призначеному прикордонному режимі, щоб адміністратори могли легко виконувати завдання оновлення, не відвідуючи сайт особисто.
Smart Boxes - це інтелектуальні периферійні пристрої, які інтегрують карту збору даних PCIE-1802 в промисловий комп'ютер MIC 7500 для збору даних на периферії і обробки операцій на місці. На додаток до отримання даних про вібрації обладнання через карту збору даних PCI Express система також використовувала високу продуктивність MIC 7500 для виконання профілактичного обслуговування. Наприклад, попередня установка інтелектуальних блоків для виконання логічного висновку може прискорити реакцію на ненормальні події. Або використання інтелектуальних коробок для навчання окремого обладнання допомагає знайти, де необхідно внести поліпшення.
Реалізація проекту
- WISE-PaaS / EnSaaS: Платформа для хмарних послуг IoT / Промислове рішення PaaS для сервісу Edge-to-cloud
- WebAccess / SCADA: Програмне забезпечення для віддаленого управління пристроями і моніторингу навколишнього середовища.
- WISE-PaaS / RMM: Платформа віддаленого моніторингу та керування пристроями
- WISE-PaaS / Dashboard: Відкрита платформа для аналізу даних і візуалізації
- WISE-PaaS / OTA: Бездротові послуги з оновлення програмного забезпечення
- Smart Box: Інтеграція компактної Безвентиляторний системи Intel® 6-го покоління Core™ з процесором MIC 7500 з 8-канальним високоточним пристроєм збору даних PCI Express Card PCIE-1802
Системна діаграма
Висновок
Хмарні обчислення є важливим ключовим елементом для успішного аналізу великих даних, але обов'язковою умовою є наявність повної системи хмарної платформи, яка робить більше з меншими зусиллями. Advantech пропонує широкий спектр продуктових лінійок для надання всіляких рішень Edge-to-cloud для задоволення будь-яких вимог клієнтів (включаючи різні програмні продукти на платформі WISE-PaaS, а також пристрої IoT, промислові комп'ютери, периферійні пристрої та т. Д.). Наша досвідчена команда консультантів може запропонувати професійні консалтингові послуги, щоб допомогти підприємствам створити власну систему платформи приватного хмари, яка включає в себе мережеве обладнання, аналіз даних, машинне навчання та інші інтелектуальні програми.