Kokaraamat IoT-keskkondade ehitamiseks

• Edukate IoT-keskkondade loomine hõlmab kolme kihti: "koogi", nii-öelda protsessi, tehase ja ärikihti.
• IoT-ehitajad saavad tuvastada nende kolme kihi elemendid, mis moodustavad nende asjade Interneti keskkonnad.
• Tuvastades iga kihi ja selle elemendid, saavad IoT-arhitektid luua asjade Interneti-protsesse, mis edastavad nende ettevõtte ärieesmärke.

Tööstussektor on sajandi jooksul töötanud selle nimel, et materjalide või osade tooteks muutmine oleks tõhusam.

Pole üllatav, et tootmissektor on asjade Interneti kasutuselevõtmisel liider, kuid paljudel tootjatel on endiselt raskusi asjade Interneti juurutamise ja kasutamisega.

Neile, kes seda teevad, on siin lihtne retsept IoT tootmiskeskkondade loomiseks ja abistamiseks. Selles arutelus kasutame mõistet "sensor" asjade Interneti-seadmete jaoks, mis teatavad seisundist, "efektorit" asjade Interneti-seadmete klassi jaoks, mis on mõeldud millegi teisaldamiseks või avamiseks, ja "kontrolleri" IoT-seadme jaoks, mis loob ühenduse ja suhtleb sellega. andurid ja efektorid.

IoT-keskkondade kõrgetasemeline vaade

Ettevõtted on püüdlenud asjade interneti ja tehasepõrandate automatiseerimise poole ning mõned on teinud märkimisväärseid edusamme. Parim lähenemine IoT-s on selline, mis jagab teie asjade Interneti projekti kolmeks erinevaks kihiks, nagu kook.

See struktuur võimaldab tootjatel sobitada IoT-seadmeid tootmisprotsessidega, ühendada need protsessid tehase töövoogu ning integreerida see töövoogu ärirakendustega, mis hangivad osi ja toorainet ning müüvad valmistooteid.

See kolmekihiline lähenemine võimaldab asjade interneti keskkonnaehitajatel rakendada asjade interneti protsesse, mis kajastavad ettevõtte eesmärke.

IIoT projekti koostisosad

Protsessi kiht. Erinevalt paljudest asjade Interneti-rakendustest, mis koosnevad anduritest, mis loevad tingimusi ja „efektoritest”, mis reaalses maailmas asju liigutavad või muudavad, on asjade Interneti tootmine tavaliselt üles ehitatud spetsiifiliste protsesside põhjal, millest igaüks koosneb tootmisetapi läbiviimiseks vajalikest tööriistadest ja vajalikest töötajatest. selle käitamiseks ja IoT-seadmed, mis on vajalikud protsessi pakkimiseks automatiseeritud juhtimisümbrikusse. Need seadmed sisaldavad kohalikku kontrollerit, millel on oma seadmeprotokollid ja programmeerimiskeel, mis teisendab IoT-seadmed protsessi enda aktiivseteks komponentideks. See protsessikiht on IoT disaini valmistamise aluseks.

Tehase servakiht. Tootmine algab protsessidest, kuid kõik protsessid tuleb koondada ühtseks tehasevisiooniks. See on koogi teise kihi ülesanne tehase servakiht. Kui protsessikiht koosneb tavaliselt seadmetest ja spetsiaalsetest kontrolleritest, siis tehase servakiht on üles ehitatud „manustatud juhtimise” või „servaarvutusseadmete” seadmetest, mis on üha tõenäolisemalt mingid üldotstarbelised arvutusseadmed. See kiht juhib protsesse nii, et tehasetöö kulgeks korrapäraselt edasi ning oleks tagatud nii töötajate kui ka masinate ohutus tehases.

Ärikiht. Kaubad ei ilmu ega kao tehasest võluväel. Tootjatel on tarkvarasüsteemid, mis toetavad osade/toormaterjalide tarnimist, põhinedes sageli sellistel põhimõtetel nagu just-in-time (JIT) tootmine või JIT tarnete ajakava, et minimeerida laoseisu. Samuti on olemas süsteemid, mis haldavad valmistoodete laoseisu ja viivad need müügikanalisse. Need süsteemid moodustavad ärikiht kook, koht, kus pärandrakendused kohtuvad asjade interneti ja protsesside automatiseerimisega.

IIoT keskkonnaretsept

Kuna protsessikiht on IIoT alus, algab optimaalne strateegia sellest:

• Tehke tehasekorrusel iga protsessielemendi väljundrakenduste programmeerimisliideste (API-de) inventuur. Pange tähele API, võrgunõudeid, andmevorminguid ja nende kaudu saadaoleva teabe tüüpi. Kui toetatakse mitut valikut, mitte igaühe võimalusi.
• Veenduge, et iga protsessi liides pakub vahendeid protsessi alustamise ja lõpetamise sammude koordineerimiseks kõrgema taseme rakendusega. Samuti määrake kindlaks vahendid
  vajadusel protsessi "hädapeatamine".

Nüüd kaaluge protsessi kihi ja tehase servakihi vahelist seost. Peate looma ühenduse protsessikihi iga tehaseprotsessi ja tehase servakihi servaarvuti vahel, seega peab nende ühenduste jaoks olema üldiselt toetatud liides.

• Tehke iga kandidaadi tehase servasüsteemi jaoks inventuuriks kõik toetatud API-d ja võrguliidesed. Ääreseadme jaoks võib olla mitu operatsioonisüsteemi, vahevara või rakenduste paketti, seega uurige neid kõiki.
• Leidke sobivus saadaolevate protsessikihi liideste ja tehase servasüsteemide vahel. Sobiv vaste toetab kõiki vajalikke sõnumivahetusi. Kui sobivaid vasteid on mitu, leidke võrgu/liidese kombinatsioon, mis sobib suurima arvu protsessikihi elementidega, et vähendada tehase servade töötlemise keerukust.
• Parim tava on lisada ülesanne, et teisendada kõik tehaseserva rakenduse protsessikihi andmevood enne mis tahes töötlemist ühiseks andmesõnumite struktuuriks. See vähendab oluliselt arendus- ja tarkvarahooldustööd, aega ja veamäära.

Nüüd jää kook. Tootmisasjade interneti koogi ärikiht vastutab integreerimise eest rakendustega, mis käitlevad osi, materjale ja valmistooteid. See on ka koht, kus IoT tootmine väljub kohalikust tehasekeskkonnast kas ettevõtte andmekeskuse või avaliku pilverakendusega ühenduse loomiseks.

• Enamasti on äripoolelt saadaolevad liidesed, millega tehase servakihiga ühenduse luua, üsna staatilised. Tehke nende liideste inventuur ja dokumenteerige nende nõuded ja võimalused.
• Inventeerige liidesed, mida tehase servasüsteemid toetavad, ja tuvastage nendest liidestest väikseim arv, mis sobivad ärikihiga ühendamiseks.
• Pöörake tähelepanu nende ühenduste turvalisusele, kuna need avavad liidesed põhiliste ärirakenduste ja andmebaasidega.

IoT-keskkondade loomine nõuab viimistlust

IoT asjade Internetis on mõned üldised reeglid, mida tuleks meeles pidada, kui uurite meie asjade Interneti tordi kõigi kolme kihi võimalusi.

• Paljud kasutajad eelistavad juhtmega ühendusi, näiteks Etherneti, nii protsessi-tehase serva kihi ühenduste kui ka tehase serv-ettevõtte kihi ühenduste jaoks. See suurendab turvalisust ja usaldusväärsust. Varjestatud Etherneti kaabli kasutamine võib vähendada masinate elektriliste häirete ohtu.
• Kui tootmispõrandal kasutatakse traadita võrku, kaaluge eraldi jaoturite kasutamist, hoidke tehasevõrk muust Wi-Fi kasutusviisist eraldi. Kaaluge Wi-Fi 6 kohustuslikuks suuremahuliste juurutuste korral või kohtades, kus teised kasutajad jagavad sama WiFi-võrku, ja kasutage Wi-Fi 6 "värvilisi" funktsioone, et vahendada võrgu läbilaskevõimet kriitiliste asjade Interneti-voogude jaoks. Pidage meeles, et Wi-Fi 6-st maksimumi saamiseks vajate nii seadmetes kui ka kohtvõrgus WiFi-6 ühilduvust.
• Ohutus on kõige olulisem probleem. Veenduge, et rakendus sisaldab hädaabinuppe liikumise peatamiseks ning töötajate ja seadmete kaitsmiseks.

IoT keskkonna dokumenteerimine

Peamine rusikareegel on kõik dokumenteerida. Iga tehtud otsus, iga konfiguratsiooniparameeter, iga tarkvaraelement või seade tuleks täielikult dokumenteerida, koos muudatustega tehtud värskendustega ja korrapäraselt üle vaadata, et midagi ei oleks kahe silma vahele jäänud. Kui te ei suuda seadmeid, ühendusi, rakendusi selgelt dokumenteerida, võib see saada tõenäoliseks tulevaste probleemide allikaks, millest mõned võivad olla tõsised.