現在，工業物聯網 (IIoT) 實施依賴雲解決方案提供業務資訊，而最有可能改善工業資源管理的資料往往在車間尚未得到充分利用。許多公司開始關注這些資料，並尋找捕獲和分析方法，以便在設備壽命期內更好地管理設備。
本文中，我們討論工業資源管理，以及工業物聯網技術對實施預測性維護的優勢。我們考察一個集成 ADLINK、IBM、Intel 和 PrismTech（ADLINK 下屬公司）元件的分散式分析解決方案。我們研究某半導體工廠的示例，證明該解決方案如何降低維護成本，提高效率，並延長設備壽命。然後我們探究每個設備，及其如何將資源管理從非精密科學轉變為精密科學。
不成功即成仁的資源管理世界
一份 Aberdeen Group Analyst Insight 調查 “Asset Management: The Changing Landscape of Predictive Maintenance”（資源管理：不斷變化的預測性維護形勢）稱，高管們認為，關鍵物理資源的故障是其運營的頭號風險。可以是製造生產線中的運動控制裝置，變電站的可程式設計邏輯控制器 (PLC)，或者礦山的挖掘機 – 如果發生故障，損失嚴重。
提高生產效率和品質可以增強公司的競爭優勢和底線。停機、品質問題停工和時機不當的維護都會對生產力和收入造成負面影響（圖 1）。非計畫停機可導致合同失效，違反環保和安全法規，以及產品短缺。無論哪種情況，都會對收入和公司信譽帶來不小的打擊。
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Figure 1: 停機、品質問題停止和時機不當的維護都會對生產力和收入造成負面影響。
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使用工業物聯網解決方案提高效率和品質時，公司面臨重大挑戰。許多工廠和現場設備在隔離網路中工作，從不連接 Internet 或向經理的計算設備傳輸資料。此外，目前大多數工業物聯網對話關注設備與雲端的實施。根據應用不同，將所有資料移動至雲端可能不經濟或不合適。
那麼，在邊緣執行資料處理就是解決方案。幸運的是，物聯網解決方案需求推動了現場設備與設備或機器與機器 (M2M) 通訊以及分散式分析的發展 – 也稱為霧計算。要求在毫秒和微秒間傳輸資料的實施尤其需要邊緣計算。
優化的道路
為滿足提高資源管理的需求，Intel® 物聯網解決方案聯盟成員 ADLINK 和 IBM 合作推出支持霧計算的解決方案。這些解決方案認可分散式分析以處理操作關鍵型工業物聯網部署的需要。
使用分散式分析實施預測性維護可以最大程度延長設備執行時間，同時避免部件故障導致的延遲和損失。這些解決方案現場分析本地資料用於直接操作，然後將篩選後的資料、結果或者二者同時傳送到現場邊緣計算節點、後端應用程式或者私有或混合雲。然後，機器學習和其他技術可以挖掘歷史運算元據 – 如維護和維修歷史記錄、工作條件和趨勢 – 預測磨損和最優維護與更換計畫。
實現預測性維護的分散式分析解決方案
ADLINK 與 IBM 合作對物理資源、操作和流程進行工業物聯網優化的集成方法。ADLINK 的 PMQi 解決方案和 IBM 的 Predictive Maintenance and Quality (PMQ) 分析平台為部署環境存在困難的客戶簡化預測性維護應用的部署。解決方案可以服務多個行業，輕鬆縮放以處理數萬台設備的監控，每台設備持續提供多個資料點的資料 流程。
PMQi 即時存取多個資料來源，預測資源故障或品質問題，說明企業避免成本高昂的停機。在邊緣計算節點上執行的預測性分析推動下，解決方案檢測異常和故障前資料特徵，確定存在最大風險的資源和操作流程。這種早期確定潛在顧慮的方法可以幫助公司更加經濟地利用有限資源和資產，最大程度延長設備執行時間，改善品質和供應鏈流程。
PMQi 工業物聯網資源管理解決方案可以採用閉環或與雲端通訊。它包括以下組件（圖 2）：
- PMQi 認知閘道 (ADLINK MATRIX MXE-200i)
- PMQi 工業設備 (ADLINK SETO-1000)
- PMQ Analytics Platform（IBM 軟體）
- Vortex Data Distribution Service (PrismTech)
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Figure 5: ADLINK MXE-200i 物聯網閘道是耐用緊湊的 工業閘道。
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此應用程式支援的閘道使用 Intel® 物聯網閘道參考設計，說明將新舊工業設備安全連接到物聯網。此設計提供用於聯網、嵌入式控制、安全性和可管理性的技術與協議。
未來版本的 PMQi 認知閘道將支援 Intel® 物聯網閘道技術。此更新包括 Wind River® Intelligent Device Platform XT 3.1，並支援新隨插即用產品與功能。這些產品包括 Intel® IoT Gateway Software Suite 產品系欄、Intel® IoT Gateway Developer Hub、Intel® IoT Platform 市場和 Intel® Package Repository。
MXE-200i 符合 EMI/EMS (EN61000-6-4,61000-6-2) 標準。它可承受 100 G 操作衝擊，工作溫度範圍擴大至 -20°C 至 70°C。連接功能包括 2 GbE LAN、2 個 COM 埠、2 個 USB 2.0 埠、1 個 USB 3.0 主機埠、4 個隔離數位輸入（可選）、4 個帶中斷支援的隔離數字輸出以及兩個 mini-PCIe 插槽，可支援一個 mSATA 驅動器。USIM 插槽支持 Wi-Fi、Bluetooth*、3G 和 LTE 通訊選擇。
PMQi 工業設備
ADLINK 的 SETO-1000 Extreme Outdoor Server 十分適合惡劣條件，可分析動態製造資料，加速車間決策，並提供中央製造資料倉庫（圖 6）。裝置超出 NEBS 衝擊和振動要求，工作溫度範圍為 -40°C 至 55°C，防水防塵等級達到 IP65。SETO-1000 透過取消風扇和篩檢程式降低維護成本，提供無故障、耐天候的高速銅或光纖連接選擇。
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Figure 6: 耐用的ADLINK SETO-1000 Extreme Outdoor Server 分析動態製造資料， 加速車間決策。
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Extreme Outdoor Server 當前以 Intel® Xeon® processor E5-2400 v2 產品系欄的單插槽和雙插槽實施為基礎，允許應用程式提供商在網路邊緣提供資料中心性能。今年晚些時候，該伺服器將提供基於 Intel 14 nm 工藝技術和 Intel Skylake 微架構的 Intel® Xeon® 處理器 E3-1500 v5 產品系欄，提高能源效率性能。
PrismTech Vortex Data Distribution Service Platform
Vortex 是獨立於平台的解決方案，提供與傳統和協力廠商應用程式的無縫集成，並支援超過 100 種通訊技術的連接器支援。開放架構 API 允許集成協力廠商開發環境、框架和分析軟體。
Vortex 平台包括 Vortex Device、Vortex Cloud 和 Vortex Gateway 產品套件，提供豐富的功能以滿足具體需求。甚至還有 400 KB 大小的軟體模組 Vortex Lite 還可駐留在基於微控制器的感測器和系統上，如 Intel® Quark™ Microcontroller D1000 和 D2000。
優化資源管理和操作性能
ADLINK PMQi 平台提供綜合工業物聯網資源管理解決方案，用於在邊緣收集和分析資料並支援雲端大資料分析。使用此解決方案，企業將能夠在停機前發現潛在故障，快速確定異常，並透過預測性維護避免成本高昂的停機。
有關 ADLINK MATRIX MXE-200i 物聯網閘道的資訊，請參見 intel.com/SD-adlink-mxe-200i。有關 ADLINK SETO-1000 Extreme Outdoor Server 的資訊，請參見 intel.com/SD-adlink-seto-1000。
有關連接、整合和優化工業自動化的更多資訊，請存取 intel.com/embedded-industrial。
ADLINK Technology (intel.com/MR-adlink) 是 Intel® 物聯網解決方案聯盟高級成員。公司透過創新的邊緣設備、智慧閘道和雲服務解決方案支援物聯網 (IoT)。ADLINK 的產品支援應用，用於工業自動化、通訊、醫療、國防、運輸和資訊娛樂行業。產品包括基於工業標準體積係數的主機板、刀片、主機殼、模組和系統，以及豐富的檢測測量產品和智慧觸摸電腦、顯示幕及手持設備。許多產品具有出眾的耐用性，溫度範圍、耐衝擊和耐振動性能出色。
IBM (intel.com/MR-ibm) 是聯盟普通成員。