IIoT: превращение промышленных модных слов в реальные бизнес-выгоды

Промышленный интернет вещей позволяет передовое производство

Много производственных модных фраз: Промышленный интернет вещей (IIoT), Индустрия 4.0 и Цифровая Фабрика. «Иногда это много модных слов. Иногда за этим много реальности», — сказал Роджер Харт, менеджер R&D Siemens (Берлин и Мюнхен, Германия). «Цифровизация меняет многое. Она действительно драйвит новые бизнес-модели во многих случаях», — сказал Харт. «Люди находят, что как только они больше цифровизируют своё производство, они могут монетизировать больше аспектов данных и информации, которые могут собирать».

IIoT относится к «коннектед» промышленному оборудованию, способному генерировать, собирать и передавать данные со станков. Обслуживание может происходить через девайсы вроде планшетов или смартфонов. Больше данных генерируется и оно делится шире внутри производственной операции.

«Это не просто: "Эй, вот как нам автоматизировать это"», — сказал Тим Вормус, региональный вице-президент Siemens. IIoT, сказал он, позволяет производителям «подключаться ко всем этим разным устройствам и собирать их в цельный целый».

Крупные имена в IIoT

Крупные имена в производстве, такие как Siemens и General Electric Co. (Бостон), среди тех, кто работает над превращением модных фраз в реальность.

«Ядро усилий GE в области IIoT — вокруг конвергенции нашей работы в создании цифровых двойников, или цифровых моделей наших промышленных систем», — сказал Питер Кудал, старший научный сотрудник GE по технологиям цепочки поставок.

«С достижениями в вычислительной мощи за последние десятилетия у нас теперь есть способность не только собирать и анализировать самые важные данные», — продолжил он. «Мы можем [также] создавать более мощные цифровые двойники и строить системы управления в наши машины, чтобы полностью использовать эти двойников. Это то, что появление IIoT делает возможным».

Siemens видит цифровые двойники в трёх областях. «Цифровой двойник продукта; цифровой двойник производства, позволяющий планировать производственные процессы; и цифровой двойник производительности», — сказал Билл Босвелл, вице-президент по маркетингу группы облачных приложений Siemens. «Если у вас IoT-возможный продукт, вы должны заинжинирить это в продукт. У нас есть инструменты, позволяющие это».

Иными словами, цифровой двойник «есть виртуальная модель процесса или системы, служащая мостом между физическим и цифровым миром», — сказал Джи-Джи Чуанг, ген. менеджер DMG Mori Software Technology Solutions USA, часть DMG Mori USA (Хоффман Эстейтс, Иллинойс). «Виртуальный мир требует агрегации данных из физического мира для анализа данных и мониторинга системы через IIoT-базированную систему для решения проблем до их возникновения и предотвращения простоя через симуляции».

DMG Mori, в промо-материалах, сказала, что «делает свои станки готовыми к цифровизации с 2013» с приложением и UI CELOS. Компания сказала, расширяет спектр сервисов CELOS «с интеллектуальным софтом и коннективным железом». DMG Mori сказала, установлено более 10 000 станков с CELOS.

По словам исполнителей, IIoT позволяет ещё больше автоматизации, чем раньше.

«IIoT собирает более робастную отправку, контроль и IT [информационные технологии]», — сказал Джон Юнес, сооснователь и COO Litmus Automation (Торонто, Онтарио и Сан Хосе, Калифорния). «IT теперь будет иметь больше надзора за всеми устройствами на цехе по множественным заводам».

Более того, Юнес сказал: «IT также будет вынуждено коллаборировать с OT [операционными технологиями] для предоставления более робастной стратегии автоматизации».

Одна область, где производители ждут игры IIoT — развёртывание коллаборативных роботов и улучшение производительности конвенциональных роботов.

IIoT продвигает коботов

Коллаборативные роботы, известные как коботы, способны работать в близкой близости к людям. Доныне роботы выполняли задачи, разделённые от операторов и производственных сотрудников.

IIoT с «продвинутыми сенсорами и сетью умных устройств... продвигает коллаборативных роботов на цех и позволяет людям и роботам работать вместе безопасно и эффективно в безклетчатом окружении», — сказал Чуанг DMG Mori. С большим числом коботов «работники и роботы работали бы вместе эффективно в безклетчатой ячейке без риска повреждений и травм».

GE звучит похоже.

«На этом этапе мы вступаем в период, где вы увидите роботов и людей работающими более коллаборативно», — сказал Кудал. «Ключ к укреплению этой коллаборации — позволить роботам более инстинктивно относиться к людям как два человека друг к другу. Интеграция ИИ и машинного обучения будет ключом к продвижению по этому пути».

Робототехнический производитель FANUC Corp. (Ошино, Япония и Хоффман Эстейтс, Иллинойс) активно развивает модели коботов, такие как CR-35iA с грузоподъёмностью 35 кг (77 фнт). Робот останавливается, когда сенсоры детектируют контакт с оператором или объектами в рабочей ячейке.

По словам компании, IIoT будет бустом для роботов вообще.

«IIoT позволит большее использование ВСЕХ роботов, не только коллаборативных», — написали Аманда Никсон, инженер FANUC по коботам, и Грег Буэлл, старший инженер по коботам, в ответ на вопросы Manufacturing Engineering. «IIoT может помочь детектить изменения в различных настройках безопасности любой роботосистемы и уведомлять завод, если происходят непланируемые изменения, для обеспечения того, что система остаётся безопасной, как спроектирована».

Кроме того, они написали: «В долгосрочной перспективе IIoT для традиционных роботов означает детектирование неэффективностей и проблем раньше для экономии времени и денег, одновременно улучшая качество. То же для коллаборативных роботосистем, развёрнутых на заводах с IIoT».

Потребность в кибербезопасности

Третий закон Ньютона: на каждое действие есть равная и противоположная реакция. С IIoT эквивалент: на каждый технологический прогресс — больше потребность в кибербезопасности.

«Большинство промышленных устройств никогда не предназначались для экспозиции через открытую сетевую связь в Интернет», — сказал Юнес из Litmus Automation. «В следствие, у них нет должной безопасности для защиты данных от кражи или взлома».

«Многие системы также не могут говорить с облаком или поддерживать двунаправленные коммуникации», — продолжил он. «Данные должны быть защищены стандартизированными, энтерпрайз-класс протоколами и механизмами. OEM и производители должны аутентифицировать устройства и шифровать транспорт данных от конца до конца».

«Критично, чтобы безопасность адресовалась на каждом уровне при построении IIoT-решения», — сказал Джо Гаццарато, директор FANUC Zero Down Time Cloud System и разработки приложений. «Нужно больше партнёрств между провайдерами решений и IT-компаниями».

В случае FANUC, она присоединилась к Cisco для кибербезопасности Zero Down Time, её IIoT-приложения, также известного как ZDT. «Партнёры вроде Cisco могут помочь провайдерам решений с лучшими практиками для in-plant сетевых архитектур, конфигураций файрволов, защиты IIoT данных в передаче и в покое, и т.д.», — сказал Гаццарато.

Кудал из GE имеет похожий взгляд.

«Просто: кибербезопасность должна стать ещё более бдительной», — сказал он. «И не может быть одномерной стратегией, где вы просто строите лучший файрвол. Например, мы верим, использование цифровых двойников и контролов может позволить систему, которая не только щитит, но также действует для отбивания или нейтрализации данной кибер-угрозы, как наша иммунная система».

GE разрабатывает кибербезопасную технологию Digital Ghost, которую Кудал назвал «мировой первой промышленной иммунной системой».

В Siemens: «У нас группа более 1000 человек, работающих над кибербезопасностью на заводах», — сказал Босвелл. «Данные — клиента. Нужно держать темп с теми, кто пытается перехитрить вас».

Место для малыша?

Остающийся вопрос — может ли IIoT выйти за пределы своих крупных адвокатов в производстве вроде GE и Siemens. Много производства продолжает выполняться на средних и малых жоб-шопах, производящих детали и сборки.

По GE, IIoT — натуральный для меньших производителей.

«В некоторых случаях малые и средние шопы могут развивать новые решения первыми», — сказал Кудал GE. «По мере конвергенции физических и цифровых технологий и возникновения IIoT пространства, мы видим растущую демократизацию производства. Это позволяет большим и малым компаниям и предпринимателям быть частью производственной экосистемы».

FANUC также держит мелких клиентов в уме для IIoT.

«"Лёгко развёртывать" и "лёгко защищать" — две критические характеристики для любого IIoT-приложения для успешного масштабирования вниз для использования в мелких операциях, особенно в жоб-шопах», — сказал Гаццарато. «Мы фокусировались на этом, готовя введение ZDT для наших мелких клиентов в этом году. Партнерили с Cisco и использовали их промышленный роутер IR809 с вычислительной способностью как платформу для нашего легко развёртываемого и защищаемого ZDT Data Collector».

Siemens также работает с мелкими пользователями. Технология такова, что «легко для малой компании начать, возможно даже без приезда человека на место», — сказал Босвелл. «У нас индустриализированный ПК... это лёгкое устройство для подключения к вашей сети. Можно быть в работе за 15 минут до пары часов».

Адвокаты IIoT говорят, технология имеет импульс на цехе.

«Что вы получаете — контролы и оптимизационные системы с гораздо большими мозгами, чтобы видеть, думать и действовать на инсайтах сами, будь то управление и оптимизация конкретных продуктов и суб-компонентов или целых систем цепочек поставок, производственных систем или суб-систем», — сказал Кудал GE. «Потому что цифровые двойники могут непрерывно учиться и адаптироваться, контролы и оптимизационные технологии за стратегией автоматизации становятся всё более ценными со временем».

Всё равно, даже адвокаты признают, некоторые производители колеблются.

«Много людей не знают, как начать с IoT», — сказал Босвелл Siemens. «Думаю, от малых компаний до очень крупных — это верное утверждение». Его совет? «Сделайте кусочек проекта для старта. Войдите и попробуйте. Если вы не делаете это, возможно, ваши конкуренты делают».