In der Vergangenheit haben OT (Betriebstechnologie) und IT (Informationstechnologie) sehr unterschiedliche Rollen in Produktionsanlagen gespielt. Aufgrund der inhärenten Effizienz und des Wettbewerbsvorteils, die diese Strategie bietet, kommen sie jetzt jedoch zusammen. Die Herausforderung besteht darin sicherzustellen, dass diese Konvergenz optimiert und kostengünstig erfolgt, ohne den laufenden Betrieb zu stören. Hier spielt Distributed Computing eine Schlüsselrolle, insbesondere mit dem Aufkommen von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML, durch maschinelles Lernen).
KI-Softwarealgorithmen ermöglichen es, OT-Informationen zu verarbeiten und erfahrungsbasierte Entscheidungen ohne menschliches Eingreifen zu treffen. Im Laufe der Geschichte erforderte KI-Software ein hohes Maß an Rechenleistung, aber das Aufkommen verteilter Inferenzplattformen, die die Ergebnisse von KI-Trainingsalgorithmen in einer viel eingeschränkteren Umgebung verwenden, hat die Möglichkeit eröffnet, KI auf die Fabrik auszudehnen. Daher ist diese Konnektivität eine sehr wichtige Entscheidung für Unternehmen auf dem Maschinenbaumarkt und für Endbenutzer.
Wenn der Hersteller die Möglichkeit hat, seine Entscheidungen zu beschleunigen, kann er sowohl die Produktivität als auch die Effizienz verbessern und so einen echten Wettbewerbsvorteil erzielen. Die Einführung von KI bei der Automatisierung von Prozessen trägt auch dazu bei, die Herausforderungen einer alternden Belegschaft zu bewältigen, die nicht durch neue Talente ersetzt wird. Die Nutzung neuer Technologien und neuer Algorithmen ermöglicht es Herstellern, mit der gleichen Anzahl von Mitarbeitern mehr zu produzieren und einen Entscheidungsprozess auf hohem Niveau zu erreichen, der einen Marktvorteil bietet.
digitaler Inspektor
Betrachten Sie als Beispiel die Inspektionsphase eines Herstellungsprozesses. In der Produktionsumgebung arbeiten Menschen mit 30-40 Jahren Erfahrung in der Fertigung, die sich einsetzen, um Fehler, Anomalien und andere Qualitätsdaten zu finden. Wenn diese Personen jedoch in den Ruhestand gehen und keine neue Generation von Inspektoren sie ersetzt, wie kann der Hersteller ihr Wissen bewahren und nutzen?
KI und ML bieten eine Lösung, indem sie dieses Wissen durch einen Schulungsprozess digitalisieren, der dem eines neuen Inspektors ähnelt. Einmal trainiert, kann das KI-Modell in den verteilten Inferenzgeräten installiert werden, die die Fehlererkennungs- und Qualitätssicherungsfunktion übernehmen können und Informationen an die Trainingsserver liefern, um die KI-Modelle abzustimmen und zu optimieren.
Der „digitale Inspektor“, der von der verteilten Inferenzplattform bereitgestellt wird, bewahrt für immer das gesamte Wissen, das erfahrene Bediener hinzufügen, und wendet es auf den Inspektionsprozess an, typischerweise mit einem höheren Maß an Genauigkeit als bei der manuellen Inspektion. Gleichzeitig wird die Rolle des menschlichen Inspektors auf die Analyse der resultierenden Daten und die Identifizierung von Prozessverbesserungen erhöht, was wiederum die Rekrutierung neuer Talente attraktiver macht.
Der große Vorteil besteht darin, dass durch die Verwendung der fortschrittlichsten KI- und ML-Techniken zusammen mit dem geeigneten Trainingsserver und verteilter Inferenzhardware der digitale Inspektor ohne die Notwendigkeit von IT-Personal oder komplexer Programmierung realisiert werden kann. Stattdessen lernt das System in einer kurzen Trainingszeit, welche Proben akzeptabel und welche nicht akzeptabel sind. Die resultierenden Modelle können gleichzeitig an mehreren Standorten und Produktionslinien installiert werden, wodurch die gebündelte Erfahrung von Inspektionsteams an mehreren Standorten optimal genutzt wird. Produktionsanlagen können einfach beobachten, konvergieren und optimieren. Die Systemausführung liefert ständiges Feedback an den Trainingsserver, wodurch die verteilte Inferenz mit zunehmender Genauigkeit verfeinert wird, was letztendlich zu einer nahezu perfekten Entscheidungsfindung führt.
rückläufige Industriezonen
Wie können traditionelle Hersteller diese Technologie nutzen und „smart“ werden, insbesondere in Europa, wo es so viele rückläufige Industriezonen gibt? Das ist meist einfacher als Hersteller denken. Natürlich ist eine Netzwerkverbindung zum Inspektionsort erforderlich, und es werden Kameras benötigt, die visuelle Inspektionsdaten sammeln, aber diese Elemente sind normalerweise bereits verfügbar, wenn die OT-Investitionen auf dem neuesten Stand sind. Normalverteilte Inferenz wird dann relativ einfach integriert, wodurch Algorithmen für die Bilderfassung und KI-Inferenz bereitgestellt werden, die das Fehlererkennungssystem bilden. Der Schulungsserver, der das Modell basierend auf Konnektivitäts-Feedbackdaten ständig verfeinert, befindet sich normalerweise im IT-Serverraum, kann aber überall mit Zugriff auf das Netzwerk installiert werden, mit dem die Schulungsgeräte verbunden sind.
In vielen Fällen nutzt das Modell auch Informationen, die aus anderen Quellen stammen, aber die Offenheit standardbasierter Technologie ermöglicht die Implementierung von Schichten der IoT-Technologie durch die Kombination verteilter Apps, Kommunikationsprotokolle und Datenerfassungsfunktionen, wodurch rückläufige Industriegebiete digitalisiert und sie in die neue Ära der Fertigung zu bringen.
Als die Industrie 4.0-Revolution in Europa zu diskutieren begann, war die unmittelbare Frage, wie man eine nicht-proprietäre und „offene“ Lösung schaffen kann, um eine Anbieterabhängigkeit zu vermeiden. Der erste Schritt bestand darin, technische Kompatibilität herzustellen und in ein offenes und transparentes Umfeld zu integrieren, in dem ein höheres Maß an Innovation eingeführt werden kann.
Als Unternehmen vor etwa sechs Jahren auf die Idee kamen, IoT in einer Produktionsumgebung zu implementieren, drehte sich die Diskussion darum, wie Hersteller ihre Geräte, Maschinen und Anlagen vernetzen könnten. Wie konnten sie ihren Analysegrad im Vergleich zu bisherigen Lösungen, die auf SCADA- oder MES-Anwendungen basierten, steigern? Und wie konnte erreicht werden, dass es mehr Anwendungen im Bereich OT gibt, die einen attraktiven ROI (Return on Investment) erzielen können? Dies hat im Laufe der Zeit dazu geführt, dass das Industrial IoT zunehmend auf offener PC-Technologie basiert. Dies war zwar eine Premiere für OTs, aber die IT-Welt ist damit seit Jahrzehnten vertraut, da sie den Wert der Nutzung gemeinsamer Architekturen, Kommunikationsstandards, Verwaltungstools und Anwendungsumgebungen versteht. Da sich Entwicklungen in der offenen Kommunikation wie OPC-UA immer mehr durchsetzen und neue Technologien wie zeitkritische Netzwerke und 5G den Bedarf an spezialisierten Echtzeitgeräten überholen, dominiert die Verwendung offener PC-basierter Technologien.
weniger Komplexität
Diese Einführung offener Architekturen wiederum bedeutet, dass das Konzept, eine technische Schicht auf einer ausfallenden Produktionsanlage aufzubauen, heute viel weniger komplex ist als noch vor zwei oder drei Jahren. Dies liegt daran, dass es viele Stacks gibt, die proprietäre OT-Geräte und -Systeme in die IoT-Domäne integrieren. Kommunikation, Protokolle und physische Schnittstellen sind standardisierter geworden, und im Gegensatz zu älteren proprietären OT-Geräten wird der Zugang zu offenen Technologieplattformen, die zum Erstellen von Systemen verwendet werden, immer einfacher, was Investitionen erleichtert.
Der technische Teil stellte historisch den Wert des Unternehmens dar, aber heute diskutieren Unternehmen nicht mehr über die technische Kompatibilität, weil sie bereits vorhanden ist. Stattdessen geht es um die Verwendung von IoT-Technologie zur Optimierung von End-to-End-Workflows und nicht um einen eigenständigen Prozess. Wenn es darum geht, das intellektuelle Kapital und die Erfahrung Ihrer Mitarbeiter durch den Einsatz von Technologie zu nutzen, die ihre Rolle durch einen höheren Geschäftswert stärkt. Sie sprechen immer mehr über die Nutzung von Informationen, die Unternehmen wie Advantech auf verteilte Weise im gesamten Unternehmen erfassen und virtualisieren können. Advantech kann die Hardware- und Software-Stacks bereitstellen und die IoT-Plattform in einem verteilten Modus zusammen mit der Datenaggregation in öffentlichen, privaten und hybriden Clouds betreiben. Doch wie können Unternehmen davon profitieren?
Diese Debatte findet heute bei Unternehmen statt, die Managementsysteme wie MES und Software zur Verwaltung der Anlagenleistung anbieten. Daher versuchen Systemintegratoren, Geschäftsanwendungen bereitzustellen, die betriebliche Anwendungen überwachen. Dies bedeutet die Informationen zum Erstellen einer End-to-End-Lösung, die sich auf verteilte Weise verbindet.
die große Befreiung
Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der Nutzung der Offenheit der neuesten industriellen IoT-Technologien, um Integratoren, die Geschäftsanwendungen implementieren, und Integratoren, die verteilte OT-Anwendungen implementieren, zu entlasten. Advantech fördert diese Version bereits, indem es die Integrationskomplexität der Lösung reduziert. Dies ist ein großer Vorteil, denn wenn ein Hersteller mit einem Unternehmen zusammenarbeiten kann, das den technischen Teil des Prozesses entlasten kann, kann er sich auf seine Kernkompetenzen konzentrieren, was eine Beschleunigung ermöglicht. Kurz gesagt, die Managementgruppe eines Unternehmens kann sich auf Ergebnisse konzentrieren und wir kümmern uns um Beratung und Beratung für die Verfügbarkeit von Spezifikationen und Hardware-/Softwareplattformen.
Diese Verbindung auf Unternehmensebene findet bereits in den von Advantech angebotenen verteilten IoT-Plattformen statt, wobei der Support eng mit den Hauptelementen der Unternehmensplattform verbunden ist. Advantech funktioniert normalerweise auch mit jeder laufenden Geschäftsanwendung, sodass es keine Herstellerbindung gibt. Hersteller können die Geschäftsanwendung oder Cloud-Infrastruktur auswählen, die sie als Schlüssel zu IoT-Lösungen benötigen.
Geschäftsanwendungsintegration
Kurz gesagt, die Bereitstellung von IoT-Anwendungen und das Hinzufügen einer Schicht zu rückläufigen Produktionszentren sind jetzt weniger komplex. Heute geht es darum, die Integration mit Geschäftsanwendungen bereitzustellen.
Die Herausforderung besteht darin, dass die meisten IT-Unternehmen sehr gut darin sind, eine Unternehmens-, ERP- oder Asset-Performance-Anwendung zu betreiben. Wenn sie jedoch eine Integration benötigen, um die plötzlich auf sie geworfene Fertigungsebene mit ihren Einschränkungen, Wertversprechen, Protokollen und fremden Technologien zu betrachten, benötigen sie viel Zeit und Investitionen, um die Herausforderungen vollständig zu verstehen und zu definieren überwinden. . IT-Systemintegratoren, die Advantech beitreten, können sich frei machen, einfach weil Advantech sich um die Ebene kümmert, mit der sie sich verbinden müssen, und alles darunter. Dies hat einen enormen Mehrwert, da Advantech über jede Menge Hardware, jede Menge Software, Wissen und Fertigungserfahrung verfügt. Auf diese Weise können IT-Systemintegratoren, die sich mit Advantech verbinden, sehr schnell die Unternehmens-Apps der Benutzer erhalten.
IT-Unternehmen stellen seit Jahrzehnten Unternehmenssoftwareanwendungen bereit. Jetzt müssen sie sich nur noch an ein Unternehmen wie Advantech wenden, um die OT-Integration abzuschließen.
Jash Bansidhar, Geschäftsführer, Advantech Europa
