Создание гибких производственных систем для Industrie 4.0

Многие в промышленном Интернете описывают обсуждения вещей (IIoT) как все виды датчиков будут подключены к облаку, где зверь, занимающийся аналитикой больших данных, будет потреблять много данных, чтобы обеспечить вам оптимизацию эффективности. Огромная экономия особенно обещана в секторах энергетики и транспорта. Медицинская промышленность, с другой стороны, видит возможность предоставить более качественный и безопасный уход за счет интеграции устройств наблюдения за пациентами и сопоставления данных или простого уменьшения количества ошибочных сигналов тревоги.

Я очень взволнован тем, как IIoT изменит способ создания вещей. Аддитивное производство и 3D-печать уже революционизируют то, как машины производят отдельные предметы. Обычный 3D-принтер, снабженный правильными основными материалами и руководствуясь электронным чертежом, может производить любой тип компонента. НАСА недавно продемонстрировало, как создать новый гаечный ключ в космосе на основе чертежа, отправленного по электронной почте на международную космическую станцию. GE создает критически важные детали реактивных двигателей с помощью 3D-печати. Эта технология уже здесь.

Производственный цех претерпит кардинальные изменения. Промышленный тяжеловес в Германии ухватился за эту возможность и запустил проект «Индустрия 4.0», который возглавил четвертую промышленную революцию. В США инициатива Smart Manufacturing Leadership Coalition объединяет производственные компании и исследовательские группы, чтобы определить будущее производства.

Industrie-4.0 -видео от Siemens и Bosch предоставляют отличные примеры того, как изменения в производстве обеспечат экономию средств, а также позволят компаниям выпускать продукцию более высокого качества:

• Более гибкие производственные процессы и системы цехов позволят удешевить доставку продуктов, определенных заказчиком («Размер партии 1»):обувь LeBron James на заказ, кто-нибудь?
• Профилактическое обслуживание сэкономит компании деньги за счет продления срока службы машины и обещает сократить общее время простоя машины.
• Производство будет лучше интегрирована с пополнением запасных частей за счет датчиков местоположения и веса. Это экономит время и деньги на поиск и повторный заказ деталей.
• RFID а другие технологии будут обеспечивать «память продукта», чтобы считывать, что нужно сделать с деталью, и фиксировать прогресс:например, интеллектуальные инструменты для затяжки фиксируют местоположение и величину крутящего момента, прилагаемого к болту на крыле самолета. Благодаря усовершенствованию инструментов на производстве будет меньше ошибок. В случае отзыва продукта также будет легче отозвать выбранные продукты, а не, например, все автомобили определенной модели в период с 2007 по 2013 год.

Создание более гибкой и интегрированной производственной системы требует изменения машин и добавления новых датчиков. Это также требует изменений в процессах и программном обеспечении, обеспечивающем производственную служебную шину (MSB).

В недавнем техническом документе «Повышение адаптируемости производственных систем с помощью коммуникации, ориентированной на данные», утверждается, что парадигма коммуникации, ориентированная на данные, является ключом к удовлетворению требований будущих адаптируемых производственных систем. . Мы согласны с тем, что подход, ориентированный на данные, является ключевым. Однако, явно предвзято, мы не согласны с авторами решения.

RTI Connext, основанный на стандарте OMG службы распределения данных (DDS), отвечает требованиям к питанию производственных систем следующего поколения. С RTI Connext системы:

1. Без привязки - Разработанный для обмена данными между распределенными системами в реальном времени, RTI Connext разделяет системы и компоненты в пространстве, времени и потоках. Системам не нужно заранее знать, какой компонент производит данные или какой компонент будет получать данные. Исторические данные доступны для тех, кто присоединился поздно. Отправку и получение данных можно отделить от основного потока управления, чтобы избежать блокировки более важных задач.
2. Автообнаружение - DDS обнаруживает источники и приемники данных с помощью легкого механизма автоматического обнаружения. Механизм проверки активности проверяет, что системы все еще работают и ведут себя должным образом. Невосприимчивые компоненты можно игнорировать.
3. Устойчивость к сбоям - Поскольку вся информация передается в одноранговой сети, RTI Connext избегает любой единой точки отказа. Кроме того, RTI Connext достаточно умен, чтобы справляться с избыточными производителями, потребителями и даже сетями.
4. Проверено в гетерогенных системах - RTI Connext развернут во многих системах во многих отраслях промышленности, он поддерживает широкий спектр операционных систем, включая встроенные операционные системы реального времени. Он также поддерживает множество различных видов транспорта; с его подключаемым транспортным интерфейсом можно добавлять новые или унаследованные транспорты.
5. На основе стандартов - Поскольку он основан на стандартах OMG взаимодействия DDS и протокола взаимодействия публикации-подписки в реальном времени, RTI Connext позволяет системам взаимодействовать на основе стандартов.
6. Безопасность - Безопасный DDS RTI Connext и безопасный транспорт обеспечивают полную безопасность всех потоков данных. Это включает в себя аутентификацию, шифрование (конфиденциальность), целостность и доступность, а также невозможность отказа от транзакционной информации.
7. Гибкость - RTI Connext поддерживает несколько парадигм связи:публикация-подписка (например, для сигналов тревоги и событий), запрос-ответ (например, запросы состояния), доставка максимум один раз и точно один раз. Качество обслуживания может быть определено для каждой темы:например, данные о тревоге должны доставляться надежно и с высоким приоритетом, в то время как для сигнала датчика может потребоваться только доставка с максимальными усилиями при фоновом приоритете.
8. Быстрый и масштабируемый - Производительность в реальном времени в наших жилах:мы проектируем с учетом низкой задержки, низкого джиттера, высокой пропускной способности и высокой масштабируемости. Нашим клиентам требуется задержка в микросекундах или миллисекундах, которая масштабируется от нескольких устройств до сотен и тысяч.

Предоставляет ли RTI Connext все возможности сегодня? Еще не совсем. Ключевым моментом будет интеграция с устаревшими протоколами и системами. Одним из вариантов подключения к существующей установленной базе является служба RTI Connext Routing Service, которая предоставляет механизм для создания адаптеров и преобразований между различными существующими протоколами.

Изменения, происходящие в производственном цехе, интересны и к тому же требовательны. Ключевым моментом будет проверенный протокол связи в реальном времени для распределенных систем, такой как RTI Connext. Узнайте, зачем использовать RTI Connext для вашей производственной системы следующего поколения.

Подробнее:

Производство автономных транспортных средств »

Возможность подключения в автономных системах »

Что такое DDS? »

Connext DDS Pro »

Что такое IIoT? »