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工业4.0的问题和解决方案

时间:2023-03-16 13:25:08 科技观察

我们的第四次工业革命发生了什么?物联网、云计算和大数据分析的结合带来了更高的生产力、预测性维护和端到端的端到端流程自动化。虽然这些好处来来去去,但我们尚未完全重新构想流程和系统——工业4.0的最终承诺。工业4.0起步不顺利的一个主要原因是:物联网解决方案仍然是孤立的和整体的,每个解决方案都被困在自己狭窄的功能域中。考虑到市场的有机、短暂的性质,这或许是不可避免的,但具有讽刺意味的是,连通性是物联网和工业4.0的关键价值之一。事实上,孤立的物联网解决方案正在阻碍创新。幸运的是,新的系统架构提供分布式数据收集、存储和处理,以及本地化和安全的中央枢纽。如果工业4.0被打乱,这些边缘到云平台就是解决方案。边缘计算如何统一工业物联网大多数IIoT产品都是全栈解决方案:它们包括传感器或设备、数据存储、云应用程序,最后是仪表板或用户界面。用户无法控制流经堆栈的数据;他们甚至不拥有通常属于物联网制造商的数据。当您的业务的每个功能都有不同的全栈IoT解决方案时,IT架构将成为使用的噩梦,更不用说维护了:您有数十个仪表板。您必须在现场更新设备。系统之间没有通信。创新的步伐变得太慢了。缺少的是具有分布式存储和处理的系统。边缘计算只是一个开始,但需要一个远边缘平台才能完全实现这一愿景。在边缘计算架构中,数据存储发生在靠近源(通常是传感器或设备)的地方。远程计算通过在收集数据的地方(即在收集数据的设备上或附近)处理数据,使这种分布式方法更进一步。远程计算允许您收集和处理以前不可用的数据。或者,如果它以前可用,它会导致云中的存储问题——分布式本地云存储可以解决的问题。使远程计算可行仅靠远程计算是不够的。您还需要一个用于创建本地云的平台,将多个远程边缘数据“节点”组合到一个易于使用的系统中。像这样的平台可以进行分布式数据存储和处理,不仅可以让用户使用,还可以让第三方应用程序使用——而无需创建另一个全栈物联网系统。事件驱动的数据记录使这样的平台成为可能。事件驱动的架构创建了一个不可变的事件数据流。这允许用户查看所有不同数据点和事件之间的相关性,并根据需要添加新的应用程序、算法和功能。您保留对所有数据的所有权和控制权。当您可以访问时,您可以进行创新。这个分布式平台创建了一个本地云,与更广泛的互联网分开,但为每个必要的应用程序提供了完整的连接。这导致与OT和控制系统的更安全集成,这是您绝对不希望暴露给外部参与者的关键基础设施的关键考虑因素。我们称这样的解决方案为边缘微云平台。这项技术可能是打破限制物联网有效性障碍的关键,最终实现工业4.0的真正承诺。边缘微云平台如何工作——实现工业4.0的承诺推动物联网实施的创新公司最先感受到数据孤岛的刺痛,工业4.0的承诺破灭了。以水产养殖业为例:一个养鱼场可能运行30多个独立的物联网解决方案,一个监测水质,另一个测量饲料浪费,另一个计数虱子,等等。如果操作员必须处理30个独立的仪表板,而且没有简单的方法来关联各个系统之间的数据,那会有多大帮助?或者想象一艘装有10或15个不同数字系统(导航、发动机控制、货物监控等)的货船。每个都有自己的垂直架构,出于安全原因,它们无法连接到互联网。当那艘船进港时,技术人员不得不手动更新每个孤立的系统,给托运人造成了数十万美元的停机时间。在这些场景(以及更多场景)中,边缘微云平台的实施始于在资产上设置本地云——无论是建筑物、船舶、生产线还是沿海鱼圈。单个应用程序在本地运行,在微云中与基于资产的本地云建立私有连接。对于AI系统,您可能需要偶尔连接到更广泛的商业云来训练算法——但是一旦您的模型准备好使用,您就可以关闭该连接以确保完全安全,同时AI在您的微云上运行。事件驱动的架构维护跨应用程序和数据源的数据完整性。至关重要的是,该系统将数据收集器(传感器)与计算层(应用程序)和用户界面(仪表板)分开。这在单个平台内提供了跨离散操作的完整功能,从而降低了维护成本并简化了新应用程序的添加。设置边缘微云平台后,您可以轻松自定义系统,而无需担心平台中已经内置的安全性。边缘计算平台帮助每个工业运营商实现基于事实的、具有成本效益的运营,最大限度地提高产量和产量,同时将停机时间保持在绝对最低限度。简而言之,他们兑现了工业4.0的承诺。