在过去5年中,制造业IT和自动化解决方案领域取得了重大进展。然而,生产经理仍然不能始终掌握车间内所有机器的信息,以充分优化其生产现场的操作性能。缺失的部分通常涉及设备和机器的当前和历史状态,导致无法:

  • 准确评估当前状态和利用设备
  • 确定哪些机器是瓶颈
  • 确定哪个机器无法在其全部潜力运行
  • 认出哪一个设备出现问题和停机时间一般来说
  • 容易发现浪费的设备能源和资源
  • 精确点机器正在经历空闲时间由于工人/操作员失踪
  • 识别和定位载体和材料

有效率的维护计划和调度由于不确切了解机器的使用情况、状况和趋势(表明需要进行维护),因此也会受到阻碍。此外,为了充分利用预测性维护和人工智能驱动的调度/调度等应用,有必要了解车间所有设备和机械的当前和历史状态。

什么是工业互联网(IIT)?

工业物联网(IIoT)是从您的车间收集额外数据并获得优化关键见解的关键。这通常涉及到在您的机器上添加传感器来测量物理参数,如振动、温度或功耗,或者通过条形码阅读器或相机捕捉更高级的数据。此外,像显示器或继电器这样的驱动器可以向机器反馈信息。所有这些设备都有一个共同点(可能在小型工业PC的帮助下),它们通过标准的互联网通信协议(TCP/IP)传输数据,这使得将它们连接到在工厂网络或互联网上运行的数据处理应用程序很容易。这些工业物联网应用程序对测量结果进行处理,并将其转化为有价值的信息,比如“机器正在运行”或“新材料来了”。这些信息可以用于更高级别的系统,例如,优化机器的工作负载或验证一个工件是否应该在该机器上进行加工。然后,工业物联网应用程序可以在机器上触发警告显示。在此过程中,用户可以识别条形码刚刚被扫描的错误放置批次的材料,以防止错误处理和报废事件。综合工业物联网解决方案组成智能设备,基于TCP/IP协议连通性和一个智能应用程序为现有的制造自动化系统增加很多价值。

以下讨论提供了有关综合IIOT解决方案的具体方面的信息,包括:

  • IIoT连接可实现数据收集、信息创建和远程控制
  • 集成IIoT解决方案以实现制造流程优化
  • 与现有制造业的可用性,可靠性和兼容性
  • 逐步开始

IIoT连接和数据

理想情况下,设备供应商提供通过通信接口集成甚至远程控制车间设备的选项。例如,SECS是半导体行业的标准,制造设备通常具有MTConnect接口,而OPC UA和Web Services是更一般的例子。然而,这种选择有时可能无法实现,或者成本过高。如果设备不能提供足够的通信接口,因此不能集成到制造IT环境中,那么就缺乏当前和历史设备数据。

工业物联网(IIoT)为升级此类设备提供了强大且经济高效的选择。有了IIoT,就有可能构建设备的数字孪生兄弟——一个代表真实机器物理和功能特征的虚拟模型。工业物联网

IIoT解决方案弥补了制造设备和IT应用之间的差距,提供了原本不可能实现的连接。IIoT允许传输和处理机器状态(它是向上的吗?它是向下的吗?它是加工材料吗?等等)到所有相关的制造it应用程序。通过使用传感器和/或执行器对相关设备进行检测,可以测量和调整其状态。这些传感器和执行器连接到一个最小的工业计算机(物联网网关)部署在设备旁边。IoT网关根据需要将设备数据路由到其他制造IT应用程序或从中路由到其他制造IT应用程序。

例如,想象一下,独立机器,内部自动化,但没有通信接口到外部世界。如果操作员按下“开始”按钮,则机器将开始处理输入端口上可用的所有单元。但是,无法自动跟踪机器状态以实现更高级别的自动化或优化。IIOT解决方案可以关闭这种差距。例如,机器的绿色“运行”信号灯可以连接到物联网网关的数字输入以测量和报告机器的生产时间。如果丢失材料,则材料输入处的附加存在传感器可以触发警告,或者能够计算产生的单元的数量。The gathered data would then be processed by the IoT gateway, ingested into the digital twin model within the IIoT application and made available via an interface meeting the factory IT requirements (e.g. web services, MQTT, Apache Kafka, Azure IoT Hub, TIBCO/RV, or others). Via this interface, an OEE application can easily consume the data to generate statistics and throughput KPIs.

其他用例包括:

  • 用IIoT补充现有设备接口:例如,如果接口不提供有关机器功耗的信息。可安装IIoT功率传感器,以提供机器当前状态的更多透明度。有了这些额外的数据,可以丰富机器的数字孪生兄弟,以更好地了解当前设备状态,并实现进一步优化。
  • 促进向“原地踏步”处理的过渡:添加传感器和组件(例如用于自动材料识别的RFID阅读器)到已经集成的设备,便于工人从手工材料识别过渡到高度自动化的现场即用场景。“随手可得”的能力为运输系统、自动车辆和机器人实现自动物料处理奠定了基础。

利用IIoT提供了今天有价值的功能和见解,同时使未来有机会利用先进的自动化概念,将制造业提升到一个新的水平。

IIoT福利

为了获得IIOT解决方案的全额奖励,必须与生产相关的应用程序集成,例如整体设备有效性(OEE),制造执行系统(MES)和/或工厂维护(PM)模块企业资源规划(ERP)系统。该集成将所有涉及的组件的信息连接到:

利益

用自动化替换错误易于的手动进程,例如ME中的自动数据收集

确定机器空闲时间并确定原因(例如,根据MES,机器空闲是因为没有工作或没有工人在场)

如果其他制造应用程序不允许此操作,则在机器上禁止处理

用额外的上下文信息补充制造数据,例如,当前机器程序或配方的标识

预测性维护

启用“放置和移动”功能

  • 用自动化替换错误易于的手动进程,例如ME中的自动数据收集
  • 确定机器空闲时间并确定原因(例如,根据MES,机器空闲是因为没有工作或没有工人在场)
  • 如果其他制造应用不允许此操作,则禁止在机器上加工
  • 用额外的上下文信息补充制造数据,例如,当前机器程序或配方的标识
  • 预测性维护
  • 启用“place-and-go”功能

为了实现此类应用,IIoT数据通常使用来自与hu相关的多个数据源的制造数据来丰富M一个,Machine,M物质和Method(4米)。例如,现有的机器接口通常提供启动和停止事件来指示生产周期。利用工业物联网可以丰富这些数据,为流程提供更深入的见解。例如,可以在设备生产时提供温度或振动轨迹。这种增强的现场数据集成水平允许工厂分析解决方案,如数据驱动的预测性维护、质量和工具优化。

整体设备效率

尽管IIoT的概念和技术在过去几年中已经相当成熟,但实施此类解决方案仍然是一项具有挑战性的任务。特别是,这些数据的速度、数量和种类需要可扩展的基础设施和尖端计算范式。成功的关键是有效地解决问题模型流事件处理以确保容错,精确一次的语义在毫秒精度。

IIoT解决方案

物联网解决方案必须提供与其他工厂资产和系统相同的可用性和可靠性水平,同时满足功能、系统和成本要求。因此,这些解决方案必须嵌入到现有的工厂自动化和管理中。除此之外,解决方案还必须考虑现有IT基础架构的可用性和可靠性要求以及潜在的性能限制。只有满足这些要求,物联网应用才能成为真正的工业4.0解决方案,补充自动化制造站点的主干。简单地说,IIoT解决方案不是“即插即用”,而是必须仔细设计和开发,以确保高投资回报率和稳定性。亚博网络异常

利用IIOT在最大程度上实现,但需要高度专业知识,深思熟虑的实施和监督。至少,IIOT部署和管理系统是必要的,以便:

  • 以最小的努力使IIT设备能够可靠的软件/固件更新
  • 提供物联网网关连接状态的可视性,以验证所有设备是否已连接并正常运行
  • 确保一批工业物联网设备能够顺利运行和管理

开始

随着可用于构建IIoT解决方案的组件和系统的多样性和成熟性,现在是开始构建和增强制造设备的数字接口的适当时机。无论您是否希望改善OEE、监控和最大化能源和资源消耗,或快速识别和定位Ioiot Solutions桥接制造设备和IT应用之间的信息差距。桥接这些差距使能力从实现设备使用和维护要求的能力,一直可以利用强大的AI驱动的调度和调度应用程序。使用IIT连接实现强大的数据收集,内容信息创建和设备的远程控制功能,为迭代项目设置了基础,该项目将为提高自动化功能铺平道路。

SYSTEMA已经在多个行业提供软件解决方案和制造自动化咨询超过25年。我们了解在现场生产环境中实施新技术的风险和复杂性。因此,我们提供必要的支持和服务,以从头到尾指导变更过程,同时授权用户有效地利用系统。