Единое пространство имен в производстве:единый источник достоверных операционных данных

Исследования и лучшие практики

7 минут | Блог | Промышленные технологии

Единое пространство имен (UNS) – это единая структурированная модель данных в режиме реального времени, которая представляет все производственное предприятие. На практике он действует как единый источник достоверных оперативных данных.

Информация организована по активам, процессам и бизнес-контексту, что позволяет командам и менеджерам быстро находить нужные данные, когда они им нужны. Использование UNS также отделяет производителей данных от потребителей данных, обеспечивая беспристрастный сбор, обработку и использование.

Поскольку объем и разнообразие производственных данных быстро растет, унифицированные пространства имен имеют решающее значение для обеспечения полной прозрачности и согласованности.

Все еще используете разнородный подход к данным? Читайте дальше, чтобы узнать больше о создании, внедрении и управлении вашей UNS.

Почему производственным данным нужна новая архитектура

Производство сталкивается с двойной проблемой управления данными:огромные объемы информации в сочетании с ручным сбором машинных данных. По данным Совета по руководству производством, 44% компаний сейчас собирают в два раза больше данных, чем два года назад, но 70% по-прежнему полагаются на сбор данных вручную.

Эти данные поступают из нескольких источников, таких как постоянно подключенные датчики и оборудование IIoT, программируемые логические контроллеры (ПЛК), системы управления производством (MES), компьютеризированные системы управления техническим обслуживанием (CMMS) и инструменты планирования ресурсов предприятия (ERP).

Между тем, ручные процессы часто возникают из-за продолжающегося использования хранилищ данных в сочетании с нестабильной операционной интеграцией. Например, команды по техническому обслуживанию и производственной линии используют одни и те же данные для информирования о передовых методах, но часто используют разные системы для достижения этой цели. Чтобы помочь этим системам взаимодействовать, команды могут использовать общие интеграции, которые не могут обеспечить значительную пропускную способность данных. Когда такая интеграция терпит неудачу, у команд не остается другого выбора, кроме как вручную собирать и обрабатывать данные.

Для преодоления этих проблем требуется последовательный доступ к данным в масштабе всего предприятия в режиме реального времени.

Почему традиционные архитектуры производственных данных не оправдывают ожиданий

Традиционные архитектуры производственных данных полагаются на двухточечную интеграцию:системы напрямую связаны для обмена информацией. Хотя это обеспечивает доступ к данным и понимание подключенных приложений, это, естественно, ограничивает масштабируемость, что, в свою очередь, замедляет цифровую трансформацию в производстве. Поскольку структуры Индустрии 4.0 теперь являются главным приоритетом для организаций (92% руководителей говорят, что интеллектуальные производственные инициативы имеют решающее значение для сохранения конкурентоспособности), двухточечные модели просто не могут идти за ними.

К другим проблемам традиционной архитектуры производственных данных относятся:

Тесная связь между системами

Высокая стоимость добавления новых приложений

Несогласованные определения данных

Проблемы с задержкой и надежностью

Затраты на обслуживание пользовательских интеграций

Как работает единое пространство имен

Что такое UNS в производстве? Идея проста:создать единый источник доступа и достоверности данных.

На практике решающее значение имеют четыре компонента:

Событийно-ориентированная архитектура (EDA): Используя EDA, приложения сообщают, когда происходят изменения или события. Это гарантирует, что данные будут своевременными и актуальными.

Модели публикации/подписки: В модели публикации/подписки производители данных передают данные в тематические каналы в UNS, а потребители данных подписываются на модели по своему выбору.

Иерархическая структура тем: Организуя информацию во вложенном формате, UNS упрощает пользователям доступ к необходимым им данным по требованию.

Потоковая передача данных в реальном времени: Наконец, данные UNS передаются в реальном времени от производителей данных, что позволяет потребителям быстро идентифицировать изменения структуры или тенденции.

Результатом является разделение производителей и потребителей данных. Например, вместо того, чтобы группы технического обслуживания напрямую обменивались данными об активах с менеджерами магазинов или руководителями операций, данные публикуются в UNS, где все подписчики получают обновления. Это позволяет бизнес-подразделениям выбирать тот набор данных, который лучше всего соответствует их потребностям.

Ключевые технологии, лежащие в основе единого пространства имен

Унифицированные пространства имен также требуют специальных технологий для обеспечения доступа к данным и их точности. К ним относятся:

Брокеры MQTT: Брокеры телеметрии очереди сообщений (MQTT) составляют основу моделей публикации/подписки.

Периферийные шлюзы: Периферийные шлюзы позволяют хранить и обрабатывать данные на границе производственных сетей, а не в облаке, сокращая общую задержку.

Интеграция OPC UA: Унифицированная архитектура коммуникаций открытой платформы (OPC UA) – это безопасный протокол с открытым исходным кодом, обеспечивающий межмашинную связь.

Облачные и локальные гибридные архитектуры: Облачные архитектуры обеспечивают крупномасштабное хранение данных и углубленный анализ, а локальные решения создают основу для быстрого реагирования на опубликованные события.

API и микросервисы: Интерфейсы прикладного программирования (API) и микросервисы помогают соединить устаревшие и современные приложения путем стандартизации обмена данными между системами.

Какие данные находятся в едином пространстве имен?

Производители имеют полный контроль над типом данных, хранящихся в их UNS. В результате этот набор данных будет различаться на разных предприятиях в зависимости от их производства, качества, объема производства и потребностей клиентов.

Однако, учитывая стандартизованный характер производства, несколько источников данных являются общими. Во-первых, это состояние машины и данные датчиков. Эта информация позволяет операторам и техническим специалистам отслеживать текущие операции и выявлять потенциальные проблемы. События и сигналы технического обслуживания также входят в список. Обладая этими данными, команды могут действовать для решения небольших проблем до того, как они станут серьезными.

Данные о производстве и качестве также обычно публикуются в UNS вместе с переменными процесса и ключевыми показателями эффективности. Это позволяет превентивно и упреждающе реагировать на изменение состояния активов, а не полагаться на реактивное обслуживание, которое начинается только в случае выхода активов из строя.

Наконец, унифицированные пространства имен часто включают в себя иерархии активов и метаданные. Это помогает добавить контекст к производственным операциям, позволяя командам видеть, как оборудование и процессы взаимодействуют в производственной среде.

Преимущества единого пространства имен в производстве

Создание единого пространства имен даёт организациям ряд преимуществ, таких как:

Доступ к единому источнику истины: Централизуя и стандартизируя данные UNS, производители получают повышенную уверенность в данных.

Просмотр данных о предприятии в режиме реального времени: Проблемы с активами и оборудованием могут возникнуть в любое время и в любом месте. Единые пространства имен обеспечивают видимость операций в режиме реального времени.

Ускоренное развертывание приложений: Одним из ключевых компонентов развертывания приложений является понимание влияния приложений на их среду. Внедрение UNS повышает прозрачность и ускоряет развертывание приложений.

Снижение сложности интеграции: Интеграция между несколькими производственными системами может быть сложной и трудоемкой, особенно если приложения используют разные форматы данных или основаны на устаревших платформах. Стандартизация данных UNS снижает эту сложность.

Масштабируемая цифровая архитектура: Поскольку цифровая трансформация становится главным приоритетом производства, масштабируемая цифровая архитектура имеет важное значение. Среды UNS, поддерживаемые облаком, создают основу для масштабируемости.

Надежная основа умного производства: Наконец, использование UNS помогает создать прочную основу для интеллектуальных производственных технологий, таких как искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение (ML), которые требуют доступа к полным и согласованным источникам данных.

Единое пространство имен и прогнозное обслуживание

Реактивное обслуживание ставит ремонтные бригады в невыгодное положение. Поскольку работа не начинается до тех пор, пока активы и оборудование не выйдут из строя, технические специалисты вынуждены искать, диагностировать и устранять проблемы:каждая минута, потраченная на поиск ответа, — это еще одна минута дорогостоящего незапланированного простоя.

Между тем, системы UNS могут выполнять операции по профилактическому техническому обслуживанию, которые улучшают время безотказной работы и доступность оборудования. Все начинается с централизованных данных о состоянии активов. Вместо использования нескольких различных систем для поиска и отслеживания данных по техническому обслуживанию, промышленные группы обработки данных могут подписаться на соответствующие каналы UNS и автоматически передавать данные на свои устройства.

Кроме того, UNS облегчает интеграцию датчиков и аналитики для непрерывного мониторинга и более быстрого обнаружения аномалий, что, в свою очередь, улучшает координацию между CMMS, MES и инструментами аналитики. Наконец, платформы UNS обеспечивают замкнутые рабочие процессы обслуживания, которые поддерживают автоматизацию и аналитику прогнозного обслуживания.

Для групп технического обслуживания результатом становятся доступные данные об оборудовании, точные, актуальные и своевременные.

Почему единое пространство имен является стратегическим активом

UNS предлагает как непосредственные выгоды, так и долгосрочные преимущества. В краткосрочной перспективе унифицированные пространства имен помогут создать базовую цифровую магистраль, которая повысит надежность, время безотказной работы и эффективность работы. По мере того как тенденции промышленного Интернета вещей и внедрение производства 4.0 ускоряются, UNS создает основу для производства на базе искусственного интеллекта и без освещения, а также для разработки корпоративных цифровых двойников и перспективной архитектуры промышленных данных.

Интеграция UNS создает основу для связанных производственных данных, но для достижения максимальных результатов также важно сосредоточиться на том, как используются эти данные. ATS помогает производителям использовать стандартизированные данные из систем UNS для информирования о методах и стратегиях технического обслуживания и надежности, которые улучшают время безотказной работы и доступность оборудования.

Узнайте, как ATS может вам помочь. Давай поговорим.

Ресурсы

Изучите новейшие передовые методы промышленного обслуживания, тенденции и новости от ATS, а также поучитесь у экспертов отрасли и ведущих производителей.