Периферийные вычисления — ключ к интеграции информационных и операционных технологий

Цель цифровой трансформации — обеспечить повышение производительности предприятия, качества продукции, работоспособности оборудования и коэффициента утилизации мощностей, чтобы оперативно удовлетворять потребности заказчиков. Достичь этой цели можно с помощью быстро растущей сети сложных устройств на цеховом уровне — так называемого промышленного «Интернета вещей» (IIoT). Все эти устройства собирают и передают различные данные о работе предприятия.

Однако причем здесь данные? Почему недостаточно просто обеспечить прямой вертикальный канал связи между цеховым уровнем и вышестоящими системами корпоративного уровня? Ответ кроется в различии платформ ИТ и ОТ: они работают с разными типами данных и имеют разные требования к их обработке. Современные ОТ работают в реальном времени, их процессы протекают с частотой раз в секунду и реже. В ИТ гораздо более длительные периоды дискретизации: от минут до часов и более.

Концепция «Индустрии 4.0» подразумевает взаимное (и взаимовыгодное) использование данных ОТ и ИТ. Однако эти системы не способны преобразовывать и интерпретировать полученные друг у друга данные таким образом и с такой скоростью, чтобы повлиять на работу оборудования цехового уровня в реальном времени. Прямое объединение ИТ и ОТ часто приводит к тому, что одна из систем передает в другую большие объемы необработанных данных, которые никак не влияют на ход производства.

Некоторые специалисты предлагали использовать для обработки больших данных облако, где данные будут эффективно агрегироваться, фильтроваться и анализироваться. Протоколы типа OPC UA, конечно, могли бы обеспечить прямой канал связи от цехового уровня к системам более высокого уровня, вплоть до облака. Однако, хотя облако и является идеальной платформой для того, чтобы извлекать полезную информацию о работе предприятия, оно не способно в нужной мере влиять на производственные операции. В облаке можно реализовывать полезные и важные функции анализа данных, но невозможно осуществлять агрегацию и аналитику в реальном времени, то есть выполнять функции, которые требуются от звена, связующего ОТ и ИТ.

Более подходящим решением для интеграции ОТ и ИТ является новая интеллектуальная технология, размещаемая на границах сетей. Технологии граничных вычислений образуют промежуточный слой между цеховым уровнем и системами более высокого корпоративного уровня, упрощая взаимодействие между ИТ и ОТ (рис. 1). С их помощью также проводится анализ данных.

Рис. 1. Цифровая трансформация бизнеса зависит от промежуточного слоя между цеховым уровнем и системами более высокого корпоративного уровня, который формируется при помощи периферийных вычислений

Решение для граничных вычислений MELIPC корпорации Mitsubishi Electric (рис. 2) совместимо с протоколом OPC UA. Данные могут локально обрабатываться и агрегироваться для выделения полезной информации. Это решение также позволяет без проблем объединять системы цехового уровня с ИТ-системами более высокого уровня, например MES и ERP.

Рис. 2. Решение для периферийных вычислений MELIPC корпорации Mitsubishi Electric

Промышленный компьютер MELIPC повышает эффективность производства с помощью глубокого анализа данных в реальном времени и применения алгоритмов искусственного интеллекта и машинного обучения для автоматизации обработки данных. Также можно существенно снизить затраты на работу с данными, поскольку с одного уровня предприятия на другой передается лишь нужная и релевантная информация.

MELIPC обеспечивает среду для регистрации и обработки данных в реальном времени. При этом корпус компьютера выполнен в прочном промышленном форм-факторе. Среди аналитических инструментов компьютера — множественный регрессионный анализ, использование системы Махаланобиса-Тагучи и статистическое управление процессами (SPC), а также такие функции искусственного интеллекта, как распознавание аналогичных кривых. Они обеспечивают выдачу результатов вычислений для оборудования цехового уровня в реальном времени.

Таким образом, компьютер способен осуществлять сбор, фильтрацию, обработку и анализ данных для проведения диагностики и предупредительного техобслуживания оборудования. Обработка информации в режиме реального времени дает возможность использовать ее для принятия решений внутри производственной системы. Связывая производственное оборудование и информационные системы для оперативной подстройки технологических процессов под меняющиеся требования производства, промышленный компьютер MELIPC может ускорить цифровизацию бизнеса.

Возрастающие объемы данных, генерируемых оборудованием, и необходимость грамотно использовать их — это не только возможность для осуществления цифровой трансформации промышленности, но и, в первую очередь, сложная проблема. Решение – граничные вычисления как промежуточный слой между ИТ и ОТ. С их помощью можно построить управляемую событиями архитектуру, концепция которой лежит в основе «Индустрии 4.0». Для любого промышленного предприятия это ключевая возможность для оценки всех преимуществ перехода на «умное» производство. Граничные вычисления позволяют гармонично соединить миры ОТ и ИТ.