工業物聯網打破傳統語言屏障

September 26, 2019 Jessica Leigh Brown

IIoT, 智慧工廠, 工業物聯網, 工廠 4.0

全球影響力反覆無常,驅使製造商尋找可降低成本、加快上市時間的新方法。這需要建構靈活的基礎架構,以整合新舊資產和 IT 及 OT 系統。

藉由工業裝置連線、邊緣運算、資料處理和即時分析等創新技術,企業可以做出更好的決策,並對市場動態快速作出回應。

汽車業的某家高端製造公司,正對其工廠實現工業 4.0 解決方案,以求達成前開目標。當公司準備好部署工業物聯網技術時,他們卻遇到了問題。產線機器所使用的語言並不相同。如同其他多數製造商一樣,這家公司的工廠也在各種不同、孤立的舊式設備上運作。

該公司的目標是達成百分之百工業 4.0 資產連線能力。這需要能夠連結這些機器資料,並保留其投資效果的解決方案。不僅必須藉由收集並分析資料來提升效率,還要能夠擴充到全球 40 個據點的解決方案。

智慧型工廠擴充能力

該製造商選擇 Litmus Automation 出品的 LoopEdge + Loop EdgeManager 製造物聯網解決方案。此系統包含工業資料收集、邊緣運算、裝置管理和分析工具。

工業邊緣運算元件 LoopEdge 提供閘道軟體解決方案,其中包含適用於現有設備的驅動程式。它能與數百種新舊裝置進行通訊,而 PLC、機器人系統、現代化設備和感應器均含括在內。

如此一來,製造商便能將資料轉換成通用格式,讓不同的內部應用程式和企業系統也能輕鬆加以運用。系統會將這些資訊推送至部署於客戶資料中心內的 Loop EdgeManager 平台,以管理其所有工廠的資料和裝置。

LoopInsights 是該解決方案的分析層,可視覺化呈現必要的 KPI:整體設備效率、運作時間、停機時間和產能。如此一來,該公司便能清楚瞭解其資產,並能審查個別工廠績效。這些資料也會產生有關生產力和效率方面的深入分析。

LoopEdge 解決方案能傳送有關機器的自動維修警示,並對其重新設定以修正問題。製造商可完全透過遠端關閉有故障疑慮的設備。

Younes 表示:「這種邊緣運算裝置之間的雙向通訊搭配全面落實方針後,使得該解決方案具有極高的擴充性。」「在一年多的時間內,客戶已將這套系統部署到近 20 家工廠中。如果不採用此方針,就會多花五倍的時間,而且成本也會增加 20 倍以上。」

部署 Litmus Automation 的解決方案後,公司已獲得顯著成果。該解決方案以自助方式進行自動化部署,無需「系統整合者」插手。它達到百分之 70 以上的生產資產可見度,並能執行特定用途的邊緣應用程式。

這一切都意味著更高的產出,更低的營運成本。接下來,該製造商將在未來 18 個月內,於全部 40 個據點擴大使用該解決方案。

工業物聯網邊緣的威力

全功能解決方案包含了兩個不同但相互連接的系統(圖 1)。

Litmus Automation 解決方案提供順暢無礙的邊緣運算和雲端管理
圖 1。Litmus Automation 解決方案提供順暢無礙的邊緣運算和雲端管理。

LoopEdge 在廠區作為「工業邊緣運算」平台加以運作,而此平台是在搭載 Intel® 技術的物聯網閘道上運行。它能在舊式工業系統、物聯網感應器和裝置上提供完整的資料收集功能。

收集資料後,使用者可以對資料進行篩選、標準化,並將其儲存在本機。使用者也可以透過資料執行應用程式。「Intel 讓我們擁有強大的效能,能夠在邊緣裝置上執行應用程式。」Younes 表示。「這項功能為解決方案提供了必要的基礎。」

Loop EdgeManager 是一套廣泛的工業物聯網管理套件,可控管並深入瞭解裝置的效能,並能部署應用程式以在現場執行。同時,它也能視需要立即採取行動。

Litmus Automation 目前維護一個邊緣應用程式的公眾市集,其中提供視覺化工具、分析和資料科學等應用程式,例如 TensorFlow 和 Caffe。Younges 表示:「我們提供資料,並將其以隨時可用的格式整合至預先建置的應用程式或演算法中,使其內部團隊能夠加以運用。」「而且他們可以在邊緣裝置上建立和部署機器學習模型。」

企業也可以撰寫執行於 Docker 容器的應用程式,並將其發佈至各個廠區。在未來,該市集會推出專屬的應用程式和現成可用的解決方案。例如,這些應用程式可能會對特定電腦數據控制 (CNC) 機器或其他類型的設備執行預測性維護或監控其震動。

著重於安全性

根據最近的工業網路安全調查顯示,百分之 83 的受訪者都有網路攻擊方面的疑慮。此解決方案能以下列幾種方式解決這些擔憂:

  • 邊緣運算系統能離線運作,在廠區機器與潛在駭客之間形成屏障。
  • 管理員可控管邊緣系統的使用者存取權限。例如,管理者授予員工的存取權可能僅限於軟體的某個報告或某個層面,而非其他部分。
  • 在 LoopEdge 系統和雲端型 Loop EdgeManager 通訊之間,往來雙向傳輸的資訊均受到加密保護。
  • 除安全性包裝函式,此解決方案也使用 Intel® 預啟動執行環境 (PXE) 和 MQTT 等標準通訊協定。

隨著工業物聯網解決方案實現了工業 4.0,企業組織將傾向於能以標準化方式連接現有工業裝置和系統,又能快速擴充的解決方案。

Younes 表示:「一個簡單的試驗計畫,和一個能擴增至數千工廠裝置的系統相比,這兩者之間有著極大的差異。」「我們的方法讓企業以單一解決方案,同時管理方程式兩邊的運作技術和資訊科技。」

作者簡介

Jessica Leigh Brown

Jessica Leigh Brown is a writer focused on applications of IoT and emerging technologies in education. As a freelance journalist, her work has appeared in more than a dozen trade and consumer magazines, and she enjoys working with top technology companies to create content such as white papers and case studies.

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