Оперативный мозг:новая парадигма интеллектуального управления данными в промышленном IoT

Кристиан Лутц из Crate.io

Промышленный Интернет вещей (IIoT) обещает позволить организациям развертывать постоянно растущие объемы данных о машинах и датчиках для оптимизации множества производственных процессов, повышения безопасности и повышения качества обслуживания сотрудников (независимо от того, находится ли этот сотрудник на заводе или в офисе. ).

Промышленные предприятия, - говорит Кристиан Лутц, генеральный директор Crate.io . , обнаруживают, что старые парадигмы обработки данных не помогают их командам поддерживать скорость обработки данных, не соответствуют новым аналитическим алгоритмам и, что, возможно, наиболее важно, не позволяют конкурировать с потребностями в запросах данных в реальном времени. .

Подход к решению этой проблемы заключается в объединении современных распределенных архитектур баз данных (с открытым исходным кодом) с машинным обучением / искусственным интеллектом и сетями IIoT. Вместе эти технологии образуют довольно новую парадигму управления данными - то, что я назвал бы оперативным мозгом, - которая выходит за рамки традиционных представлений о базах данных и решает все возрастающие проблемы с данными, актуальные для промышленных и производственных предприятий.

Определение оперативного мозга

Традиционные реляционные базы данных (например, Microsoft, SQL Server и Oracle ) технически неспособны, как правило, обрабатывать огромный объем данных, которые необходимо обрабатывать для успешной работы приложений IIoT. Эти базы данных на самом деле не были предназначены для создания той основы, которая необходима для разработки умных заводов, умных городов или беспилотных транспортных средств; Подобные случаи использования требуют более быстрой и интеллектуальной обработки данных. Комплексная стратегия управления базой данных в конечном итоге измеряется добавленной бизнес-ценностью от ее использования, а не объемом памяти или скоростью жесткого диска.

Я называю этот тип комплексного управления данными IIoT «оперативным мозгом». Мозг - это орган, который может получать, структурировать и принимать решения на основе этих данных. Система управления данными будущего будет неизменно функционировать как наша центральная нервная система, подключаясь напрямую к сенсорным ощущениям и используя искусственный интеллект для мониторинга, прогнозирования и управления системами в режиме реального времени.

Сбор и обогащение данных

Современный сетевой завод включает в себя широкий спектр оборудования от разных производителей. Таким образом, задача состоит в том, чтобы фиксировать разнородные структуры данных, анализировать их в облаке и извлекать из них действия. Здесь уже начинаются современные системы управления данными. Это упрощает реализацию и снижает частоту ошибок, поскольку машина и база данных не обмениваются данными через третий экземпляр.

Без контекста собранные данные бесполезны для дальнейшей обработки. Первоначально записанное значение представляет собой просто число:108. Это температура? Если да, то по Цельсию или по Фаренгейту? Это количество товаров? Если да, то когда был сброшен счетчик и что он на самом деле считает? Чтобы данные были значимыми, их необходимо обогатить. Для этого расширения требуются три компонента:база данных, среда выполнения, которая выполняет определенные правила, и знание значения данных.

Оперативный мозг объединяет все эти необходимые шаги в единую модель. Это избавляет промышленные организации от написания алгоритмов, чтобы сделать данные доступными для дальнейшей обработки. Вместо этого можно установить правила для интерпретации потока обрабатываемой информации. Оперативный мозг - это, по сути, машина, отвечающая за выполнение правил, которые автоматизируют процессы, повышая общую эффективность оборудования (OEE) на предприятиях. Он использует сбор данных в реальном времени с потенциально десятков тысяч датчиков на оборудовании, развернутом в сотнях или тысячах производственных линий, на одном или нескольких подключенных и удаленных предприятиях.

Централизованное «управление миссией» оперативного мозга обрабатывает и анализирует данные датчиков, а затем выдает прогнозные предупреждения о соответствующем техническом обслуживании, которое требуется в производственном цехе, например, информирование сотрудника о том, что конкретную машину необходимо чистить каждые X часов, или предупреждение инженера о частота ошибок в производственном процессе. Короче говоря, информация, которую он предоставляет, намного эффективнее, чем все, что возможно при визуальном осмотре.

Ценность автоматизации на основе данных

Интеллектуальное управление данными - это гораздо больше, чем просто база данных. Он описывает комплексный процесс, от быстрого сбора данных до интеллектуального поиска данных. Автоматизация, управляемая данными, станет ключом к успеху проектов IIoT. Это позволит таким объектам, как умные фабрики, проводить анализ данных в режиме реального времени, поддерживать постоянное время безотказной работы, обеспечивать быстрое развитие и окупаемость, а также обеспечивать низкие эксплуатационные расходы ИТ на хостинг, интеграцию и администрирование.

Возьмем, например, ALPLA . - производитель пластиковой упаковки для таких брендов, как Coca-Cola . и Unilever . У компании есть оперативный мозг, позволяющий оптимизировать OEE. Обогащаются данные, собранные с десятков тысяч датчиков 900 различных заводских типов датчиков. Затем он информирует облако для автоматизированной обработки, а также центральную диспетчерскую, которая, в свою очередь, контролирует производительность на подключенных (но удаленных) заводах. На основе этих данных ALPLA может определять тенденции на более раннем этапе, а операторы станков могут быть направлены на необходимые корректировки, включая варианты использования прогнозирования.

С системами визуального контроля почти на каждой производственной линии на своих заводах сложно - если не невозможно - иметь персонал на производственном участке, чтобы реагировать на изменения. Стратегия оперативного мозга позволяет собирать и анализировать данные датчиков в реальном времени, направляя сотрудников в критические точки (что приводит к снижению количества брака и повышению эффективности).

Переход символизирует более широкий сдвиг IIoT по мере его развития:сбора данных недостаточно. Оперативный мозг - или как бы его там ни называли - станет необходимым условием для развития Интернета вещей.

Автор - Кристиан Лутц, генеральный директор Crate.io , разработчиками СУБД реального времени SQL с открытым исходным кодом CrateDB и платформы машинных данных Crate.io .