Индустрия 4.0: переопределение управления большими данными для новой промышленной революции

Обзор Made Smarter 2017: дорожная карта для Великобритании

2017 «Made Smarter Review»outlined дорожную карту для Великобритании для лидерства в мире в новой промышленной революции, которая обещает трансформировать общество и индустрию. Амбициозный обзор, основанный на консультациях с ведущими университетами и промышленными лидерами, предложил создание инновационных хабов и национальной организации, поставленной задачей превратить Британию в глобальный бренд Индустрии 4.0. Индустриальная Стратегия Правительства также объявила о создании отраслевого AI Совета для поддержки быстрого внедрения искусственного интеллекта в отраслях, включая производство.

Возможность огромна; это могло бы влить £455 млрд в экономику британского производства, усилить рост на 3% в год и создать прогнозируемые 175 000 квалифицированных рабочих мест.

Предполагается, что промышленная оцифровка создаст сдвиг в производстве, похожий на изобретение механизации, создавая цифровую промышленную цепочку поставок, где продукты разрабатываются, производятся и мониторятся в реальном времени от дизайн-студии до витрины через единый интегрированный процесс. Связанные цепочки поставок с умными датчиками позволят мониторинг и измерение в реальном времени огромных автоматизированных сборочных линий.

Треть промышленных компаний по девяти секторам уже начали оцифровывать свои процессы цепочки поставок и почти три четверти сделают это к 2020 году. Цифровое слияние физического и виртуального мира в производстве также позволит компьютерным визуализациям бесшовно конвертироваться в кастомизированные физические продукты в любой локации через 3D-принтеры и другие машины. Промышленные роботы, способные производить все от авиационных компонентов до ядерных деталей, создадут стоимостно-эффективные, быстрые, эффективные и низко-обслуживаемые промышленные цепочки поставок. Великобритания уже имеет некоторые 71 робот на 10 000 рабочих в производственных отраслях, по мере ускорения автоматизации производства.

Центрально для видения Правительства Индустрии 4.0 для UK — создание цифровой переплетенных автоматизированных цепочек поставок, которые могут непрерывно адаптироваться к живым рыночным трендам или торговым условиям через способность отслеживать, прослеживать, мониторить и реагировать в реальном времени. Это потребует революции в промышленных коммуникациях, где Big Data может быть цифрово всепроникающим через цепочку поставок в секунду его генерации, так же как технология удаленного доступа сейчас позволяет данным на одном экране реплицироваться в реальном времени на другом. Нам понадобятся новые открытые стандарты для бесшовного обмена данными через промышленную экосистему.

Это будет существенно для возможности непрерывного обмена контрольными сигналами, измерениями датчиков и другими данными в реальном времени, так что все критические промышленные машины, от роботов к 3D-принтерам, могут быть мгновенно доступны удаленно и контролироваться людьми.

С роботами, делающими безопасность-критические компоненты вроде двигателей самолетов, персонал будет нуждаться в возможности удаленно мониторить, оптимизировать и обслуживать их для мгновенного обнаружения и исправления программных ошибок или предотвращения вредоносного вмешательства. Кибербезопасность команды также будут нуждаться в возможности удаленно мониторить и вмешиваться в производственную машинерию для предотвращения промышленного саботажа кибератакой. Например, исследователи ранее показали, как взломать 3D-принтер файлы, чтобы заставить дрон разбиться, изменив дизайн-спецификации для пропеллеров.

Также есть планы радикально децентрализовать производство через «Интернет мышления» — основанный на «DIY» сенсорной сети, которая может автономно анализировать информацию, а не отправлять ее для удаленного анализа. Это будет означать, что если промышленный робот замечает неисправность своего оборудования, он сможет распознать, что ему нужно сделать, и самоисправить любые неисправности. Однако такие системы будут нуждаться во внешнем человеческом надзоре в случае неисправностей, которые они не обнаруживают.

Непрерывные «живые данные» также будут критичны для возможности армий робот-«рабочих» оперировать в бесшовной синхронности, непрерывно хореографируя их действия в ответ на живые локации или данные измерений от других роботов.

Потребность в данных быть цифрово присутствующими в множественных местах одновременно в момент их генерации требует от нас применить мышление за традиционным «IT help desk» ко всей промышленной IoT экосистеме. Нам нужно безопасный стандарт для обмена всем — от аудио и видео к изображениям и тексту — среди миллионов промышленных устройств. Это потребует действительно низкой латентности, живого соединения, которое может сделать промышленные комнаты управления цифрово всепроникающими через всю линию поставок, позволяя двухсторонний обмен контрольными сигналами и информацией.

Тем не менее, в настоящее время нет открытых стандартов для промышленной удаленной коммуникации, чтобы позволить промышленным машинам от любого вендора делиться живыми данными и позволять удаленное человеческое вмешательство через все производственное оборудование и компоненты. Компании вроде Siemens имеют проприетарные протоколы для удаленного доступа к машинери, но эти работают только с их собственными машинами. Эта проприетарная модель для machine-to-machine вероятно повредила другие отрасли. Миллионы транспортных средств не соединяются с разными моделями телефонов, таким образом создавая фрагментированный «connected car» IoT, из-за того, что приборные панели автомобилей разделены между конкурирующими смартфонными и поисковыми фирмами, которые «lock out» устройства своих конкурентов.

Если эта система транспонируется в производство, она создаст фрагментированный промышленный IoT ландшафт, где некоторые машины не могут интерфейс с машинами других производителей и комнаты управления не могут осуществлять ту же степень контроля над всей машинерией. Это подрывает видение полностью цифрово-интегрированных сквозных цепочек поставок и это также может сделать автоматизацию невозможной, так как это потребовало бы удаленного, реального времени удаленного надзора за всей машинерией. Критически, это могло бы поставить под угрозу кибербезопасность, делая некоторые машины недоступными для экспертов кибербезопасности.

Единственный способ достичь видения правительства — создать безопасную, защищенную открытую платформу для сквозного обмена данными через всю промышленную цепочку поставок. Это позволило бы безопасное и низколатентное, многодirectionальное общение среди всех машин. Критически, это означало бы, что связность цепочки поставок является обратно-совместимой и полностью «future-proofed», так что она может бесшовно включать любые новые промышленные роботы или машины, возникающие в будущем. Это также сделало бы техников, кибербезопасность персонал, инженеров и заводских сотрудников цифрово всепроникающими через заводской пол разнообразного и варированного оборудования, и позволило бы им мгновенно удаленно заходить в любую машину для исправления неисправностей.

Если мы должны полностью реализовать видение взаимосвязанной промышленной цепочки поставок через UK и по всему миру, мы должны вызвать соперничающих промышленных производителей собраться вокруг открытого стандартного подхода, который укрепит всех стейкхолдеров в цепочке поставок.

Адам Берн — CEO RealVNC.