제조 IoT 환경 구축을 위한 요리책

• 성공적인 IoT 환경을 구축하려면 프로세스, 공장 및 비즈니스 계층이라는 "케이크"라는 세 가지 계층이 필요합니다.
• IoT 빌더는 IoT 환경을 구성하는 세 가지 계층의 요소를 식별할 수 있습니다.
• IoT 설계자는 각 계층과 해당 요소를 식별함으로써 기업의 비즈니스 목표를 전달하는 IoT 프로세스를 구축할 수 있습니다.

산업 부문은 지난 한 세기 동안 재료나 부품을 보다 효율적으로 제품으로 전환하기 위해 노력해 왔습니다.

제조 부문이 IoT 채택의 선두주자라는 것은 놀라운 일이 아니지만, 많은 제조업체는 여전히 운영에 IoT를 도입하고 사용하는 방법에 어려움을 겪고 있습니다.

그러한 분들을 위해 제조 IoT 환경을 구축하고 그 과정에서 도움을 받을 수 있는 간단한 방법이 있습니다. 이 토론에서는 조건을 보고하는 IoT 장치에 대해 "센서"라는 용어를 사용하고, 무언가를 움직이거나 열려는 IoT 장치 클래스에 대해 "이펙터"라는 용어를 사용하고, 연결 및 상호 작용하는 IoT 장치에 대해 "컨트롤러"라는 용어를 사용합니다. 센서와 이펙터.

IoT 환경에 대한 개괄적인 관점

기업은 IoT 및 공장 자동화를 위해 노력해 왔으며 일부 기업은 상당한 진전을 이루었습니다. IIoT의 가장 좋은 접근 방식은 IoT 프로젝트를 케이크처럼 세 개의 개별 레이어로 나누는 것입니다.

이 구조를 통해 제조업체는 IoT 장치를 제조 프로세스에 연결하고, 이러한 프로세스를 공장 워크플로로 편성하고, 해당 워크플로를 부품 및 원자재를 획득하고 완제품을 판매하는 비즈니스 애플리케이션과 통합할 수 있습니다.

이 XNUMX계층 접근 방식을 통해 IoT 환경 빌더는 비즈니스 목표를 반영하는 IoT 프로세스를 실행할 수 있습니다.

IIoT 프로젝트의 구성 요소

프로세스 레이어. 조건을 읽는 센서와 현실 세계에서 사물을 이동하거나 변경하는 "이펙터"로 구축되는 많은 IoT 애플리케이션과 달리, 제조 IoT는 일반적으로 제조 단계를 수행하는 데 필요한 도구, 작업자에게 필요한 도구로 구성된 특정 프로세스로 구축됩니다. 이를 실행하려면 프로세스를 자동화된 제어 엔벨로프에 래핑하는 데 필요한 IoT 장치가 필요합니다. 이러한 장치에는 IoT 장치를 프로세스 자체의 활성 구성 요소로 변환하는 자체 장치 프로토콜과 프로그래밍 언어가 있는 로컬 컨트롤러가 포함되어 있습니다. 이것 프로세스 레이어 IoT 디자인 제작의 기반이 됩니다.

팩토리 엣지 레이어. 제조는 프로세스에서 시작되지만 모든 프로세스는 응집력 있는 공장 비전으로 수집되어야 합니다. 이것이 케이크의 두 번째 층이 하는 일입니다. 공장 가장자리 레이어. 프로세스 계층은 일반적으로 장치 및 특수 컨트롤러로 구축되는 반면, 공장 엣지 계층은 점점 더 일종의 범용 컴퓨팅 장치가 될 가능성이 있는 "내장형 제어" 또는 "에지 컴퓨팅" 장치로 구축됩니다. 이 계층은 공장 작업이 질서정연하게 진행되도록 프로세스를 관리하고, 공장 현장의 작업자와 기계 모두의 안전을 보장합니다.

비즈니스 계층. 상품은 공장에서 마법처럼 나타나거나 사라지지 않습니다. 제조업체는 재고를 최소화하기 위해 JIT(Just-In-Time) 제조 또는 JIT 배송 예약과 같은 원칙을 기반으로 하는 부품/원자재 배송을 지원하는 소프트웨어 시스템을 보유하고 있습니다. 완제품 재고를 관리하고 이를 판매 채널로 옮기는 시스템도 있습니다. 이러한 시스템은 비즈니스 계층 레거시 애플리케이션이 IoT 및 프로세스 자동화를 만나는 곳입니다.

IIoT 환경 레시피

프로세스 계층은 IIoT의 기초이므로 최적의 전략은 여기에서 시작됩니다.

• 공장 현장의 각 프로세스 요소에서 출력 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)의 목록을 작성합니다. API, 네트워크 요구 사항, 데이터 형식 및 각 형식을 통해 사용할 수 있는 정보 유형을 확인하세요. 여러 옵션이 지원되는 경우 각 옵션의 기능은 지원되지 않습니다.
• 각 프로세스 인터페이스가 더 높은 수준의 애플리케이션을 사용하여 프로세스의 시작 및 완료 단계를 조정하는 수단을 노출하는지 확인하십시오. 또한,
  필요한 경우 프로세스를 "긴급 중지"합니다.

이제 프로세스 계층과 공장 엣지 계층 간의 관계를 고려해보세요. 프로세스 계층의 각 팩토리 프로세스와 팩토리 에지 계층의 에지 컴퓨터 간에 연결을 설정해야 하므로 이러한 연결에 대해 공통적으로 지원되는 인터페이스가 있어야 합니다.

• 각 후보 공장 엣지 시스템에 대해 지원되는 모든 API 및 네트워크 인터페이스의 목록을 작성합니다. 엣지 디바이스에는 여러 운영 체제, 미들웨어 또는 애플리케이션 패키지가 있을 수 있으므로 모두 살펴보세요.
• 사용 가능한 프로세스 계층 인터페이스와 공장 엣지 시스템 간의 일치점을 찾으세요. 적절한 일치는 필요한 모든 메시지 교환을 지원합니다. 적합한 일치 항목이 여러 개 있는 경우 가장 많은 수의 프로세스 계층 요소에 맞는 네트워크/인터페이스 조합을 찾아 공장 엣지 처리의 복잡성을 줄입니다.
• 가장 좋은 방법은 처리를 수행하기 전에 공장 엣지 애플리케이션의 모든 프로세스 계층 데이터 스트림을 공통 데이터 메시지 구조로 변환하는 작업을 포함하는 것입니다. 이를 통해 개발 및 소프트웨어 유지 관리 노력, 시간, 오류율이 크게 줄어듭니다.

이제 케이크에 얼음을 넣으세요. 제조 IoT 케이크의 비즈니스 레이어는 부품, 소재, 완제품을 처리하는 애플리케이션과의 통합을 담당합니다. 이는 또한 제조 IoT가 로컬 공장 환경을 떠나 기업 데이터 센터 또는 공용 클라우드 애플리케이션에 연결되는 장소이기도 합니다.

• 대부분의 경우 비즈니스 측면에서 사용할 수 있고 공장 엣지 계층에서 연결할 수 있는 인터페이스는 상당히 정적입니다. 이러한 인터페이스의 목록을 작성하고 해당 요구 사항과 기능을 문서화하십시오.
• 공장 엣지 시스템에서 지원할 수 있는 인터페이스의 목록을 작성하고 비즈니스 계층에 연결하는 데 적합한 인터페이스 중 가장 작은 수를 식별합니다.
• 핵심 비즈니스 애플리케이션 및 데이터베이스에 인터페이스를 노출시키므로 이러한 연결의 보안에 주의하십시오.

IoT 환경 구축에는 몇 가지 마무리 작업이 필요합니다

IIoT IoT에는 IoT 케이크의 세 가지 계층 모두에 대한 옵션을 탐색할 때 염두에 두어야 할 몇 가지 일반 규칙이 있습니다.

• 많은 사용자는 프로세스-공장 에지 계층 연결과 공장 에지-비즈니스 계층 연결 모두에 대해 이더넷과 같은 유선 연결을 선호합니다. 이를 통해 보안과 안정성이 향상됩니다. 차폐된 이더넷 케이블을 사용하면 기계의 전기 간섭 위험을 줄일 수 있습니다.
• 제조 현장에서 무선 네트워킹을 사용하는 경우 별도의 허브 사용을 고려하고 공장 네트워크를 다른 Wi-Fi 사용과 별도로 유지하세요. 대규모 배포 또는 다른 사용자가 동일한 Wi-Fi 네트워크를 공유하는 경우 Wi-Fi 6를 필수로 고려하고 Wi-Fi 6 "컬러" 기능을 사용하여 중요한 IoT 흐름에 대한 네트워크 용량을 조정하세요. Wi-Fi 6를 최대한 활용하려면 장치와 LAN에서 Wi-Fi-6 호환성이 필요합니다.
• 안전은 가장 중요한 관심사입니다. 구현에는 이동을 중지하고 작업자와 장비를 보호하기 위한 비상 버튼이 포함되어 있는지 확인하십시오.

IoT 환경 문서화

가장 중요한 경험 법칙은 모든 것을 문서화하는 것입니다. 모든 결정, 모든 구성 매개변수, 모든 소프트웨어 요소 또는 장치는 변경 사항에 대한 업데이트와 함께 완전히 문서화되어야 하며, 누락된 부분이 없는지 정기적으로 검토해야 합니다. 장치, 연결, 애플리케이션을 명확하게 문서화하지 못하면 향후 문제의 원인이 될 수 있으며 그 중 일부는 심각할 수 있습니다.