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邊緣技術——構建更智能的端到端自動化系統

發表時間:2022-03-29 10:16作者:Rashesh Mody,Aveva網址:https://mp.weixin.qq.com/s/vqYz1PrnAr_Dat7E6xx-WA

部署邊緣設備可提供對工廠運營的深度可視化,加快系統維護和簡化合規性工作,幫助制造企業構建更智能的端到端自動化系統。


對工人工作環境安全性的優先考慮,意味著遠程功能不僅可行而且需要更安全。企業意識到他們需要做更多工作,以更高效、更低的成本將人員和系統連接起來。為了從運營中獲得最大價值,自動化系統應該是端到端的,這意味著它們在業務的各個階段都能為員工提供對其至關重要的信息,同時提供運營的整體概覽,從而能夠迅速做出決策。


使用互連的邊緣解決方案,可以保護和提供可靠、高效的關鍵業務應用的自動化工業計算系統,有助于為上游和下游運營提供態勢感知。通過利用配置邊緣設備分散但相互連接的方法,可以賦予組織適當級別的決策權。


邊緣架構面臨的挑戰


邊緣設備有助于從機器或過程控制器上分擔任務,并保持工廠或設施的運行。然而歷史經驗表明,供應鏈很難看到來自邊緣設備來源的數據。使用邊緣解決方案存在一些傳統障礙,包括能夠保持技術領先地位,以及在這些技術可商用并準備投入生產時擁有全部技術等。


由于缺乏專門構建的“現成”解決方案,導致很多公司依賴專有軟件和內部工程能力來整合新技術。其結果就是:公司發現如果使用孤立或未相互連接的系統,他們便無法獲得更大流程的背景信息;而相互連接的系統通常是一種單向數據饋送,幾乎沒有現成的洞察力。


另一個挑戰是集成智能系統,同時考慮收集和聚合數據所需的互操作性。這些挑戰限制了關鍵系統的優勢,例如云功能在關鍵績效指標級數據方面的優勢,還阻礙了從車間到上層生產數據的透明度。


大量遠程或物理設備的更新和維護可能非常耗時。推送新的應用版本或更改配置通常是單獨或臨時完成的,這可能導致邊緣系統不同步。一種與硬件、軟件和平臺無關的互操作方法,簡化了不同系統和數據孤島之間的連接??偟膩碚f,這使得系統集成、維護和升級更容易完成。

Aveva Teamwork 使制造企業能夠通過云,在整個企業范圍內實施技能開發、知識共享和協作管理。無論是提供培訓視頻、數字日志還是接聽求助電話,該軟件都能解決企業在傳統培訓和知識保留方面遇到的諸多挑戰。


構建更智能的邊緣架構


邊緣設備可用于構建更智能的端到端自動化系統。部署邊緣技術的收益包括集成應用開發環境、監控性能并支持跨平臺通信的本機系統,以及遠程監控和控制功能,所有這些特性都允許隨著業務的發展而擴展邊緣系統解決方案。


邊緣設備提供的集成開發環境, 減少了公司開發應用程序所需的時間。使用內置功能,很多邊緣解決方案能夠跨多個平臺部署應用程序,例如工業計算機、筆記本電腦、智能手機和平板電腦或云。


本機驅動程序還允許人機界面(HMI) 與監控和數據采集(SCADA) 以及可編程邏輯控制器之間的無縫通信。邊緣的分層架構還促進了基于IIoT 的應用程序,這些應用程序增加了互連設備的數量。


很多公司的工作環境越來越偏遠,仍然需要將員工相互連接起來實現卓越的運營,在這種場景下,很多邊緣設備都可以通過智能手機和平板電腦實現監控功能。公司可以根據機器自動化和控制組織(OMAC) 的包裝機器語言(PackML) 和整體設備效率(OEE)的標準,來監控機器狀態和性能。作為最佳實踐,邊緣設備應能夠獨立運行,還應連接到更大的集中式運營平臺上,以實現端到端的可見性。


將邊緣設備連接到云端有助于在源頭執行邏輯,以減少延遲并提高速度。云還通過使部署和進行維護更加容易,降低了邊緣設備和應用生命周期管理的總成本,允許對IIoT 設備進行配置更新、版本控制和遠程應用監控。支持IIoT 的設備可以從其傳感器收集數據并發布到云端,這些數據可以被利用來幫助企業進一步了解其運營情況并推動決策。


此外,云是幫助管理邊緣設備群的一個強大工具。企業可以通過云中的邊緣管理服務,幫助解決同時遠程更新多個邊緣設備的困難,確保新的應用程序和更新可以同時推送給所有機器,并保持一切同步工作。


為成功部署邊緣技術做好準備


當然,最成功的邊緣解決方案應該是既能滿足業務目標,又不會因為信息過多而使用戶負擔過重,因此公司能夠根據業務需求定制邊緣解決方案是很重要的。


制造企業正在尋求連接人工智能和人類智能的方案,以獲得更好的洞察力,而構建端到端的自動化系統是實現這一目標的最佳方式之一。邊緣設備是一個很好的起點,為獲得更好的效益,應在部署前考慮以下3個方面:


1. 確定目標領域、范圍和數字技術并實施。


2. 為員工做好準備,以執行在優化工廠中創造價值的新任務。


3. 執行計劃以實施勞動力擴張和實現收益所需的業務轉型、技術和變更管理。


憑借邊緣技術和適當的執行力,企業可以提升運營的彈性和穩定性,達到新的高度,走向一個促進合作、提高競爭力、降低成本和加強監管合規性的未來。


案例:實現工廠范圍的實時監控


一家位于加利福尼亞的玉米餅工廠,已發展成為最大和最受歡迎的玉米餅品牌之一,其玉米餅在美國各大零售商處都有銷售。


該公司希望實施一個車間系統,使其能夠掌握實時數據,以改善和降低成本。在評估其工廠運營后,該公司發現其傳統的手動操作方式已經不是最優選擇。一系列不同系統無法協同工作,無法能提供準確的性能數據。此外,由于無法獲得實時關鍵信息,而且手動報告阻礙了對關鍵數據指標的訪問,因此運營團隊無法成功實現日??冃У母倪M。


自動化升級是玉米餅工廠保持競爭力和未來成功的關鍵。玉米餅工廠實施了定制的解決方案,以輕松集成和管理現有設備和工藝過程。首先,該公司實施了一個新的系統平臺,使其能夠構建一個統一的單一工廠模型,該模型包括工藝流程、物理設備、工業系統甚至老舊設備,從而使這些系統的設計和維護更靈活、更高效。


邊緣解決方案被用作系統平臺的可視化工具,它為工廠的車間團隊提供了對其流程的實時可見性。新的解決方案還包括更有效的HMI 設計、更好的故障排除、易于維護的應用以及視覺增強功能,以提高在影響工廠運營之前識別和解決異常工況的能力。


邊緣技術的成功部署,加強了公司范圍內的運營數據可視化,改善了團隊合作,縮短了響應時間,最終使玉米餅工廠的產量提高了5%。此外,邊緣軟件也使公司的持續改進文化更容易實現。


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CONTROL ENGINEERING China20223使用邊緣技術構建更智能的端到端自動化系統


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