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營運效率

敏捷式智慧工廠:準備迎接快速轉型

邊緣人工智能、工業邊緣計算、智能工廠、工業物聯網

COVID-19 為製造業帶來了持續的嚴峻考驗。全球性的居家隔離命令不僅讓工廠的員工無法上班,全球供應鏈停擺也造成設施物流的停滯。

儘管情況艱難,在封城與物資短缺的影響下,某些製造商仍然有辦法將影響降至最小,確保公司持續運作。大部分情況下,這些營運商都擁有工業 4.0 技術,能夠將基礎設施轉換成智慧工廠。

在 McKinsey 的一項研究中,調查了 400 間製造業的領導公司。結果發現有 96% 將工業 4.0 技術擴充到各據點的公司,都能有效應對危機(圖 1)。舉例來說,這份報告重點介紹了一間民生消費性用品公司,這間公司利用數位分身模擬突發性停工與供應鏈中斷的影響,然後做出相應的最佳化作業。

擁有工業 4.0 基礎架構,因而有能力應付 COVID-19 的公司百分比。
圖 1. 擁有更先進的工業 4.0 基礎架構的製造公司,更能應對 COVID-19 疫情。(來源:McKinsey & Company

相對地,毫無工業 4.0 基礎架構的公司都在疫情中痛苦掙扎,而且毫無改善的跡象。隨著 COVID-19 疫情的爆發,可用的現金與工程資源減少,他們面臨遙遙落後的風險。

這並不代表這些組織無法復甦。然而,他們必須在實施解決方案前,克服複雜的數位轉型挑戰。這些挑戰包括將工業邊緣安全連接至企業網路,並同時支援新版與舊版營運技術系統。

為了協助製造商加速發展工業 4.0 基礎架構與應用程式,Intel® 設計了一套濃縮第 11 代 Intel® Core vPro®、Intel® Xeon® W-11000E 系列,以及 Intel® Celeron® 處理器(前身為 Tiger Lake H)的工業級數位轉型系統。

工業物聯網晶片:立即整合工具

雖然 IT/OT 整合的挑戰廣泛而抽象,他們的解決方案仍備受重視。舉例來說,協調工業 4.0 網路需要從工業端點連結到 IT 伺服器的確定性通訊。但是,這不能影響營運技術端點的安全穩定作業。

除了可擴充的運算能力,第 11 代 Intel® Core vPro® 與 Xeon® W-11000E 系列的綜合安全、安保性,以及能夠即時滿足需求的功能,讓工業 4.0 建築師耳目一新:

  • IEEE 802.1 時效性網路 (TSN) 與 Intel® Time Coordinated Computing (Intel® TCC) 的支援為確定性通訊同步了裝置時鐘與時間戳記封包。
  • 保護靜態資料與代碼分析——以 vPro 技術保障當地及遠端工業系統。
  • 透過特定 SKUs 並搭配 Intel® Functional Safety Essential Design Package (Intel® FSEDP) 可形成更高效的驗證與故障分析程序框架。

當然,這些功能完全取決於您如何利用。

為了讓公司快速實施數位轉型解決方案,製造商必須搶先使用上述技術。為了加速 IIoT 應用程式的開發,Intel® 框架與工具套件在最新的處理器上將工業邊緣運算能力最大化。

這些開發工具負責處理工業 4.0 設計的關鍵技術——網路、效能、安全與安保性。

  • Intel® TCC 工具會提供框架與 API ,進一步縮短延遲並改善即時效能。
  • Intel® Edge Controls for Industrial 能夠分離硬體與軟體基礎架構,簡化高效能的確定性 IoT 應用程式發展。
  • Intel® Edge Insight for Industrial 的參考設計結合了 Docker 容器與 Intel® EOpenVINO 工具套件等 ,提供即時且搭載 AI 技術的邊緣分析與控制。

避免今日危機,展望明日未來

在有利工具與科技的幫忙下,製造組織能夠將工業 4.0 首創策略計畫付諸實行。為了達成上述目標,操作者必須面對棕地與綠地設備共用基礎設施運作的困境。

OEM 中的 Portwell Inc. 是工業電腦與嵌入式運算的領導者,能夠為自動化公司提供向前移轉的途徑。具有產品使用條件支援的 PCOM-B657VGL COM Express Type VI 等產品,搭載了第 11 代 Intel® Core vPro® 與 Xeon® W-11000E 系列處理器,能夠在製造環境中兼具網路、確定性及上述所有效能。

插入與 COM Express 裝置相容的載板後,就能擴充舊系統。若未來有更多效能或更新功能的需求,新一代模組就能輕鬆取代,無需重新設計整個控制系統。

可擴充的 COM Express 模組與具有高度整合及工業 4.0 核心功能的第11代 Intel 系列處理器的組合,可說是製造商在 IT/OT 合流中的轉捩點。若沒有這些設備提供的功能,組織可能無法實行減緩危機的解決方案,例如 COVID-19 帶來的衝擊。

然而,如同具有數位分身的民生消費性用品公司,製造商能利用資料抵禦突發的劇變。或者——在一般情況下——能夠作為提升作業效率的引擎,讓公司脫穎而出。

作者簡介

Brandon is a long-time contributor to insight.tech going back to its days as Embedded Innovator, with more than a decade of high-tech journalism and media experience in previous roles as Editor-in-Chief of electronics engineering publication Embedded Computing Design, co-host of the Embedded Insiders podcast, and co-chair of live and virtual events such as Industrial IoT University at Sensors Expo and the IoT Device Security Conference. Brandon currently serves as marketing officer for electronic hardware standards organization, PICMG, where he helps evangelize the use of open standards-based technology. Brandon’s coverage focuses on artificial intelligence and machine learning, the Internet of Things, cybersecurity, embedded processors, edge computing, prototyping kits, and safety-critical systems, but extends to any topic of interest to the electronic design community. Drop him a line at techielew@gmail.com, DM him on Twitter @techielew, or connect with him on LinkedIn.

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