Zamień „big data” na „smart data”

Korzyści płynące z przetwarzania brzegowego dla procesu produkcji

Korzyści płynące z przetwarzania brzegowego dla procesu produkcji Cyfryzacja postępuje również w przemyśle produkcyjnym. Jednakże nadal wiele maszyn i fabryk nie jest wyposażonych wystarczająco dobrze, aby móc dotrzymać kroku postępowi. Dzięki Industrial Edge możemy zaoferować ci kluczowe narzędzie, które będzie cię wspierać na drodze do cyfrowej przyszłości w przemyśle produkcyjnym.

Przetwarzanie brzegowe - dodatkowa moc obliczeniowa w twoim centrum produkcyjnym

Wyrażenie „przetwarzanie brzegowe” (z ang. edge computing) oznacza po prostu, że moc obliczeniowa zostaje przesunięta na skraj sieci.

W tradycyjnym, lokalnym przetwarzaniu danych, wymagane urządzenia są instalowane i podłączane raz. Transmisja danych odbywa się zazwyczaj za pomocą sieci lokalnych lub zewnętrznych zasobów używanych do ich przechowywania. Uaktualnianie urządzeń zawsze wymaga interwencji w infrastrukturę IT. Dlatego też odbywa się dość rzadko.

Przetwarzanie w chmurze jest czymś zupełnie odwrotnym. W tym przypadku, dane przesyłane są do głównego centrum danych, a wynik przetwarzania jest z niego pobierany. Centrum danych w chmurze ma z pewnością dużą moc obliczeniową, jednakże ilość przesyłanych danych jest ograniczona przepustowością łącza, co oznacza, że nie da się wykorzystać wszystkich danych generowanych za pomocą chmury.

Technologia przetwarzania brzegowego to interfejs pomiędzy lokalnym i globalnym przetwarzaniem danych. Przemysłowy komputer o dużej mocy umieszczany jest w pobliżu obrabiarki ułatwiając procesowanie strumieni danych. Funkcjonuje również jako interfejs pomiędzy obrabiarką i chmurą, dzięki któremu zmniejsza się ilość przesyłanych danych. Procesowanie skoncentrowane na obrabiarce pozwala na przetwarzanie i efektywne wykorzystywanie nawet danych o wysokiej częstotliwości,

czego rezultatem są bardzo krótkie opóźnienia.

Obrabiarka bezustannie generuje ogromne ilości danych o różnych częstotliwościach, które mogą być wykorzystane w celach analizy i kontroli wielu procesów produkcyjnych:

Ilość danych w różnych cyklach częstotliwości
Źródło danych procesowych	Częstotliwość cyklu	Ilość danych / sek.
Zespoły maszyn, urządzenia peryferyjne (→ czas cyklu sterownika PLC)	~ 0,1 – 10 sek.	→ ~ 5 kB
Ścieżka narzędzia (→ cykl interpolatora)	~1 – 10 ms	→ ~ 0,1 MB
Sterowanie osią obrabiarki (→ cykl sterowania pozycją)	~ 1 – 2 ms	→ ~ 1 – 2 MB

„Przetwarzanie na krawędzi”

Aplikacje są zarządzane i instalowane przez chmurę. To oznacza, że Industrial Edge ma przewagę nad lokalnymi sieciami ze względu na to, że aplikacje mogą być aktualizowane w dowolnym momencie bez konieczności przerywania procesu produkcji. Bezpośrednie połączenie z chmurą również pozwala Industrial Edge na przesyłanie przetworzonych danych bezpośrednio i bez przerwy.

Obrabiarki generują do 2 MB danych procesowych na sekundę. Przesyłanie tych danych do chmury przez kilka maszyn jednocześnie jest niemożliwe. Dlatego też, w celu zmniejszenia ilości danych, należy wykorzystać inteligentne algorytmy. „Big data” zamieniane są na „smart data”, a Industrial Edge łączy lokalny, efektywny sposób przetwarzania danych z zaletami, jakie daje wykorzystanie technologii chmury.

Koncept Siemens obejmujący zarówno oprogramowanie, jak i sprzęt, łączy dane dotyczące produkcji z wysokiej jakości komputerami Edge, które są dostosowane do konkretnego zadania cyfryzacyjnego.

Powiecie, że obrabiarki korzystające z SINUMERIK mają już dostęp do wysoce efektywnego narzędzia, który spełnia tę funkcję. To prawda - SINUMERIK rzeczywiście oferuje bardzo efektywne jednostki przetwarzające dane. Jednakże głównym zadaniem jednostki sterowania numerycznego (NCU) jest sterowanie ścieżką oraz prędkością operacji, które zapewnia producent obrabiarki. Architektura obrabiarki CNC została opracowana dokładnie pod tym kątem. Stąd, mimo dostępnej mocy obliczeniowej dla dodatkowych algorytmów analizy danych, nie można w tym wypadku zagwarantować, że będzie ona wystarczająca.

Mając to na uwadze, Industrial Edge wspomaga integrację aplikacji różnych stron. Dlatego też dostępne są zarówno te oferowane przez firmę Siemens, jak i przez producentów obrabiarek. Ponadto, Industrial Edge tworzy relatywnie otwarte środowisko, w którym dostawcy różnych technologii oraz producenci narzędzi czy uchwytów mogą rozwijać swoje własne aplikacje.

Wdrożenie aplikacji bezpośrednio na obrabiarkach nie byłoby możliwe, ponieważ zostały one już dostosowane do konkretnych potrzeb przez producentów i nie zapewniają jednolitej platformy. To dostosowanie jest niezbędne, ponieważ producenci maszyn muszą zagwarantować produktywność i jakość procesu produkcji. Industrial Edge nie jest częścią ich systemu i przez to stanowi medium dla innych dostawców technologii.

Naszym celem jest zbudowanie nowego segmentu biznesowego bazującego na Industrial Edge, z którego mogą korzystać różni dostawcy. Dzięki wpływom różnych sektorów przemysłu oraz twórcom aplikacji z całego świata, Industrial Edge powinno ugruntować swoją pozycję jako platforma dla transformacji cyfrowej. W tym właśnie celu Industrial Edge posiada własną platformę do łatwego i bezawaryjnego programowania aplikacji. Oprogramowanie Runtime zapewnia łączność z urządzeniami z obszaru automatyki oraz z systemem Edge Management. To połączenie stanowi interfejs z chmurą. Ułatwia to dalsze przetwarzanie danych w systemach IT wyższego poziomu, jak również samo zarządzanie i uaktualnianie aplikacji.

Industrial Edge wykorzystywany jest nie tylko do analizy i przetwarzania danych procesowych obrabiarek, ale również oferuje platformę, na której przetwarza się dane z innych urządzeń zainstalowanych na obrabiarce wyposażonych w czujniki. Dla przykładu, obrazy z kamery mogą być poddawane stałej ewaluacji w celu zapewnienia mechanicznego monitoringu mocowania komponentów. Wyniki procesu przetwarzania danych przez aplikacje Edge przesyłane są bezpośrednio do obrabiarki, co pozwala na optymalizację aktualnie zachodzącego procesu produkcyjnego, zminimalizowanie zużycia narzędzi oraz poprawę jakości.

Przetwarzanie brzegowe będzie kluczowym czynnikiem w procesie korzystania z pracy obrabiarek w przyszłości. Dalsze zwiększanie produktywności może odbywać się jedynie za pomocą aplikacji o właściwym zapleczu technologicznym. Industrial Edge tworzy środowisko, które umożliwia ewaluację danych w czasie rzeczywistym, dzięki czemu tworzy fundament pod technologie zorientowane na przyszłość.