Промышленный Интернет вещей:от крылатой фразы к реальности

Промышленный Интернет вещей делает возможным передовое производство

Существует множество производственных лозунгов:Промышленный Интернет вещей (IIoT), Индустрия 4.0 и Цифровая фабрика. «Иногда это много модных словечек. Иногда за этим стоит большая часть реальности», — сказал Роджер Харт, менеджер по исследованиям и развитию Siemens (Берлин и Мюнхен, Германия). «Цифровизация многое меняет. Во многих случаях это действительно приводит к появлению новых бизнес-моделей», — сказал Харт. "Люди обнаруживают, что как только они оцифровывают все больше и больше своего производства, они могут монетизировать все больше и больше аспектов данных и информации, которые они могут собирать".

IIoT относится к «подключенному» промышленному оборудованию, способному генерировать, собирать и передавать данные от машин. Обслуживание может осуществляться с помощью таких устройств, как планшетные компьютеры или смартфоны. Создается больше данных, и они распространяются более широко в рамках производственной операции.

«Это не просто «Привет, вот как мы должны это автоматизировать», — сказал Тим Вормус, региональный вице-президент Siemens. По его словам, IIoT позволяет производителям «подключаться ко всем этим различным устройствам, а затем объединяться в единое целое».

Большие имена в IIoT

Известные производители, такие как Siemens и General Electric Co. (Бостон), работают над тем, чтобы превратить крылатые фразы в реальность.

«Суть усилий GE в области промышленного Интернета вещей заключается в объединении нашей работы по созданию цифровых двойников или цифровых моделей наших промышленных систем, — сказал Питер Кудал, старший научный сотрудник GE по технологиям цепочки поставок.

«Благодаря достижениям в области вычислительной мощности за последние десятилетия у нас теперь есть возможность не только собирать и анализировать самые важные данные, — продолжил он. «Мы можем [также] создавать более мощные цифровые двойники и встраивать системы управления в наши машины, чтобы в полной мере использовать преимущества этих двойников. Именно это делает возможным появление IIoT».

Siemens видит цифровых двойников в трех областях. «Цифровой двойник продукта; цифровой двойник производства, который позволяет планировать ваши производственные процессы; и цифровой двойник производительности», — сказал Билл Босуэлл, вице-президент по маркетингу группы облачных приложений Siemens. «Если у вас есть продукт с поддержкой IoT, вы должны встроить его в продукт. У нас есть инструменты, которые позволяют это сделать».

Иными словами, цифровой двойник «представляет собой виртуальную модель процесса или системы и служит мостом между физическим и цифровым миром», — сказал Дж. Дж. Чуанг, генеральный менеджер, DMG Mori Software Technology Solutions USA, часть DMG Mori USA (Hoffman Estates, IL). «Виртуальный мир требует агрегирования данных из физического мира для анализа данных и мониторинга системы с помощью системы на основе IIoT, чтобы решать проблемы еще до их возникновения и предотвращать простои с помощью моделирования».

DMG Mori в рекламных материалах заявила, что «делает свои машины пригодными для оцифровки с 2013 года» с помощью приложения CELOS и пользовательского интерфейса. Компания заявила, что расширяет спектр услуг CELOS «с помощью интеллектуального программного обеспечения и подключаемого оборудования». По данным DMG Mori, установлено более 10 000 машин CELOS.

По словам руководителей, IIoT обеспечивает еще большую автоматизацию, чем раньше.

«IIoT объединяет более надежную отправку, управление и ИТ [информационные технологии]», — сказал Джон Юнес, соучредитель и главный операционный директор Litmus Automation (Торонто, Онтарио, и Сан-Хосе, Калифорния). «Теперь у ИТ-специалистов будет больше контроля над всеми устройствами в производственном цеху на нескольких предприятиях».

Более того, по словам Юнеса, «ИТ-отделам также придется сотрудничать с OT [операционными технологиями], чтобы обеспечить более надежную стратегию автоматизации». а также повышение производительности обычных роботов.

IIoT продвигает коботов

Коллаборативные роботы, известные как коботы, способны работать в непосредственной близости от людей. До сих пор роботы выполняли задачи, отделенные от людей-операторов и производственных сотрудников.
Промышленный Интернет вещей с «усовершенствованными датчиками и сетью интеллектуальных устройств… продвигает роботов для совместной работы в цехах и позволяет людям и роботам безопасно и безопасно работать вместе. эффективно в среде без клеток», — сказал Чаунг из DMG Mori. С большим количеством коботов «рабочие и роботы будут эффективно работать вместе в незащищенной камере без риска повреждений и травм».

GE звучит примерно так же.

«На данном этапе мы вступаем в период, когда вы увидите, как роботы и люди будут работать более совместно», — сказал Кудал. «Ключ к укреплению этого сотрудничества заключается в том, чтобы позволить роботам более инстинктивно относиться к людям, как два человека относятся друг к другу. Интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения будет ключом к тому, чтобы подтолкнуть нас к этому пути».

Производитель роботов FANUC Corp. (Ошино, Япония и Hoffmann Estates, Иллинойс) активно разрабатывает модели коботов, такие как CR-35iA, полезная нагрузка которого составляет 35 кг (77 фунтов). Робот останавливается, когда его датчики обнаруживают контакт с оператором или объектами в рабочей ячейке.

По словам компании, IIoT будет способствовать развитию роботов в целом.

«Промышленный Интернет вещей позволит более широко использовать ВСЕХ роботов, а не только коллаборативных роботов», — написали Аманда Никсон, инженер FANUC по коллаборативным роботам, и Грег Бьюэлл, старший инженер коллаборативных роботов, в ответ на вопросы отдела производственной инженерии. «Промышленный Интернет вещей может помочь обнаруживать изменения в различных параметрах безопасности любой робототехнической системы и уведомлять завод о возникновении незапланированных изменений, чтобы система оставалась безопасной в том виде, в каком она была спроектирована».

Кроме того, они написали:«В долгосрочной перспективе IIoT для традиционных роботов означает более раннее обнаружение неэффективности и проблем, чтобы сэкономить время и деньги, а также улучшить качество. То же самое будет и с коллаборативными роботизированными системами, развернутыми на предприятиях с использованием IIoT».

Необходимость кибербезопасности

Третий закон Ньютона гласит, что на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. В случае с IIoT эквивалентом каждого достижения в технологии является усиление потребности в кибербезопасности.
«Большинство промышленных устройств никогда не предназначались для доступа в Интернет через открытый сетевой канал, — сказал Юнес из Litmus Automation. «Как следствие, у них нет надлежащей системы безопасности для защиты данных от кражи или взлома.

«Многие системы также не могут обмениваться данными с облаком или поддерживать двустороннюю связь», — продолжил он. «Данные должны быть защищены с использованием стандартизированных протоколов и механизмов безопасности корпоративного класса. OEM-производителям и производителям следует аутентифицировать устройства и шифровать передачу данных от начала до конца».

«Крайне важно, чтобы безопасность была обеспечена на каждом уровне при создании решения IIoT», — сказал Джо Газзарато, директор FANUC по разработке облачной системы с нулевым временем простоя и разработке приложений. «Необходимо больше партнерских отношений между поставщиками решений и компаниями, занимающимися информационными технологиями».

В случае с FANUC компания объединилась с Cisco для кибербезопасности для Zero Down Time, своего приложения IIoT, также известного как ZDT. «Такие партнеры, как Cisco, могут помочь поставщикам решений с лучшими практиками для внутризаводских сетевых архитектур, конфигураций брандмауэров, защиты данных IIoT при передаче и хранении и т. д., — сказал Газзарато.

Коудал из GE придерживается аналогичной точки зрения.

«Проще говоря, кибербезопасность должна стать еще более бдительной», — сказал он. «И это не может быть одномерной стратегией, когда вы просто создаете лучший брандмауэр. Например, мы считаем, что использование цифровых двойников и элементов управления может позволить вам иметь систему, которая не только действует как щит, но и принимает меры для отражения или нейтрализации данной киберугрозы, точно так же, как наша иммунная система человека». /Р>

GE разрабатывает технологию кибербезопасности под названием Digital Ghost, которая, по словам Кудала, «станет первой в мире промышленной иммунной системой».

В Siemens «у нас есть группа из более чем 1000 человек, которые занимаются вопросами кибербезопасности на заводах», — сказал Босуэлл. «Данные принадлежат клиенту. Вы должны идти в ногу с людьми, которые пытаются перехитрить вас».

Место для Маленького Парня?

Остается один вопрос:сможет ли IIoT выйти за рамки своих крупных сторонников производства, таких как GE и Siemens. Большая часть производства по-прежнему выполняется в мастерских среднего и малого размера, которые производят детали и сборки.

Согласно GE, промышленный Интернет вещей является естественным для небольших производителей.

«В некоторых случаях небольшие и средние предприятия могут первыми разрабатывать новые решения, — сказал Коудал из GE. «По мере сближения физических и цифровых технологий и появления пространства IIoT мы наблюдаем растущую демократизацию производства. Это позволяет большему количеству компаний и предпринимателей, больших и малых, стать частью производственной экосистемы».
FANUC также уделяет внимание более мелким клиентам при внедрении IIoT.

«Простота развертывания» и «легкость защиты» — две важные характеристики любого приложения IIoT, которые можно успешно масштабировать для использования в небольших операциях, особенно в мастерских», — сказал Газзарато. «Мы сосредоточились на этой потребности, готовясь представить ZDT нашим более мелким клиентам в начале этого года. Мы сотрудничали с Cisco и использовали их промышленный маршрутизатор IR809 с вычислительными возможностями в качестве платформы для нашего простого в развертывании и безопасного сборщика данных ZDT».

Siemens также работает с более мелкими пользователями. Эта технология такова, что «небольшая компания может легко начать работу, возможно, даже без присутствия человека на месте», — сказал Босуэлл. «У нас есть промышленный ПК… это устройство легко подключить к вашей сети. Вы можете приступить к работе от 15 минут до пары часов».
Сторонники IIoT говорят, что эта технология имеет успех в производственных цехах.

«То, что вы получаете, — это системы контроля и оптимизации с гораздо большими мозгами, чтобы видеть, думать и действовать самостоятельно, независимо от того, работают ли они для контроля и оптимизации конкретных продуктов и подкомпонентов или всей системы цепочки поставок, производственных систем или подкомпонентов. систем», — сказал Коудал из GE. «Поскольку цифровые двойники могут постоянно учиться и адаптироваться, средства управления и технологии оптимизации, лежащие в основе стратегии автоматизации, со временем становятся все более ценными».

Тем не менее, даже защитники признают, что некоторые производители колеблются.

«Многие люди не знают, как начать работу с IoT, — сказал Босуэлл из Siemens. «Я думаю, что от небольших компаний до очень крупных компаний это верное утверждение». Его совет? «Для начала сделайте небольшой проект. Зайди и попробуй. Если вы этого не делаете, вы можете быть вашими конкурентами».