Промышленность 4.0 в мультипротокольной вселенной

Это может быть самая сложная часть внедрения умного производства и Индустрии 4.0:как перенести существующие системы в мир производства, сбора и анализа машинных данных?

Из-за отсутствия стандартизации программных протоколов для операционных и информационных технологий может показаться невозможным обеспечить беспрепятственную совместную работу устаревшего и нового заводского оборудования, создавая потоки стандартизированных и полезных данных.

«Реальность такова, что все эти протоколы, как новые, великолепные, так и старые, примитивные, будут существовать еще долгое время», — сказал Джонатан Уайз, вице-президент по технологиям CESMII, Института интеллектуального производства.

Комментарий Уайза прозвучал, когда он модерировал группу экспертов во время недавней панели по совместимости и гармонизации интеллектуального производства, которая является частью онлайн-саммита CESMII по интеллектуальному производству, проводимого для демонстрации того, что значит демократизировать интеллектуальное производство.

Участник дискуссии Рассел Уодделл, управляющий директор Института MTConnect, определил эти термины ранее в ходе обсуждения:«Протокол — это то, как вы передаете данные с места на место, от системы к системе, тогда как [информационная] модель — это то, что на самом деле содержится в этих данных, ", - отметил он, указав, что стандарт MTConnect предлагает семантический словарь для производственного оборудования для предоставления структурированных, контекстуализированных данных без какой-либо частной формы.

«Как бы вы посоветовали производителям, которые, вероятно, хотят модернизировать старые [уже существующие] системы, чтобы они могли воспользоваться некоторыми преимуществами умного производства или, в других случаях, могут купить новые машины?» — спросил Уайз у экспертов. «Что им следует искать в новых условиях и убедиться, что у них хорошие возможности для перехода к Индустрии 4.0? И тогда как мы — люди, пытающиеся создать информационную ценность из этих источников данных — управлять мультипротокольным миром?»

Президент и исполнительный директор OPC Foundation Стефан Хоппе (Stefan Hoppe) сказал:«Определенно, для существующих сценариев» существует «огромная экосистема со шлюзами, взаимодействующими с OPC UA верхнего уровня [протокол машинной связи], включая транспорт MQTT [протокол, который транспортирует сообщения между устройствами] и так далее, и на более низком уровне, используя то, что у них было раньше». Для новых сценариев «с нуля» почти все поставщики машин интегрировали OPC UA в конструкцию и устройство. «Тогда у вас есть готовое информационное моделирование из источника, — сказал Хоппе.

Эрих Барнштедт, главный архитектор, стандарты и консорциумы, Azure IoT в Microsoft, высказал свое мнение:«Откровенно говоря, устаревшее оборудование останется с нами навсегда. С помощью правильных инструментов нам необходимо упростить преобразование этого устаревшего оборудования в основанную на стандартах модель с открытой информацией. Выполните этот процесс один раз, а затем используйте стандартизированную информационную модель и найдите автоматический механизм для отправки этой информационной модели в облачные аналитические системы или локальные аналитические системы.

«Это не обязательно должно быть облачное, но аналитическое программное обеспечение — это то, где добавленная стоимость и Индустрия 4.0 с точки зрения получения новых идей, которые вы не могли сделать раньше. Таким образом, сделать этап сопоставления подключений и моделирования данных максимально безболезненным — это то, что мы должны нашим клиентам».

Барнштедт добавил, что ни один протокол не должен победить. По его словам, производители должны знать, как преобразовать свои данные в формат, который они смогут использовать в будущем, независимо от поставщика, а затем создать правильные инструменты для работы, чтобы сделать ее беспроблемной.

По словам Уайза, ключевым моментом функциональной совместимости являются информационные модели.

«Если вы производитель со старым оборудованием, вас это не заблокирует. Мы можем адаптировать и внедрить биты, необходимые для подключения к современным информационным системам. Но по ходу дела нам потребуется нормализовать или стандартизировать эти данные.

«И если вы обнаружите, что создаете собственную информационную модель, если считаете, что у вас есть лучший способ описать конкретную машину, остановитесь. Эксперты работали над этой конкретной проблемой в течение десяти или более лет. Вот где нам нужна общность. Вот где нам нужно принять какие-то общие подходы, какой-то общий язык».

Чтобы помочь найти общий язык, информационные модели OPC UA будут опубликованы в облачной библиотеке UA, которая также будет включать существующие информационные модели от VDMA Verlag, инженерной ассоциации, базирующейся в Германии, по словам участника дискуссии Андреаса Фаата, управляющего директора Европейского группа.

Объединение этих инструментов в библиотеке в будущем может стать глобальным производственным языком на основе OPC UA, над которым работает VDMA.

Программные инструменты с открытым исходным кодом для функциональной совместимости, на которые ссылается комиссия, — OPC UA, MQTT, сопутствующая спецификация MTConnect — уже опубликованы на GitHub. «Здесь есть все, что вам нужно, и если вам нужна помощь в поиске этих шагов, для этого существует CESMII; не для того, чтобы выбирать сторону в войне протоколов, а для того, чтобы помочь вам найти шаги от того, где вы находитесь, до того, куда вы хотите идти», — сказал Фаат.