ตำราอาหารสำหรับการสร้างสภาพแวดล้อม IoT ของการผลิต

• การสร้างสภาพแวดล้อม IoT ที่ประสบความสำเร็จนั้นเกี่ยวข้องกับการคำนึงถึงสามชั้น: ของ "เค้ก" เพื่อพูดถึงกระบวนการ โรงงาน และชั้นธุรกิจ
• ผู้สร้าง IoT สามารถระบุองค์ประกอบในสามชั้นเหล่านี้ที่ประกอบเป็นสภาพแวดล้อม IoT ของตนได้
• ด้วยการระบุแต่ละเลเยอร์และองค์ประกอบต่างๆ สถาปนิก IoT สามารถสร้างกระบวนการ IoT ที่ส่งต่อเป้าหมายทางธุรกิจขององค์กรได้

ภาคอุตสาหกรรมได้ทำงานเพื่อทำให้การแปลงวัสดุหรือชิ้นส่วนเป็นผลิตภัณฑ์มีประสิทธิภาพมากขึ้นเป็นเวลาหนึ่งศตวรรษ

ไม่น่าแปลกใจเลยที่ภาคการผลิตจะเป็นผู้นำในการนำ IoT มาใช้ แต่ผู้ผลิตจำนวนมากยังคงประสบปัญหาในการแนะนำและใช้ IoT ในการดำเนินงาน

สำหรับผู้ที่ทำ ต่อไปนี้คือสูตรง่ายๆ ในการสร้างสภาพแวดล้อม IoT ด้านการผลิตและเพื่อช่วยเหลือคุณตลอดเส้นทาง ในการสนทนานี้ เราจะใช้คำว่า "เซ็นเซอร์" สำหรับอุปกรณ์ IoT ที่รายงานสภาวะ "ผลกระทบ" สำหรับอุปกรณ์ IoT ระดับเดียวกันที่ตั้งใจจะย้ายหรือเปิดบางสิ่ง และ "ตัวควบคุม" สำหรับอุปกรณ์ IoT ที่เชื่อมต่อและโต้ตอบกับ เซ็นเซอร์และเอฟเฟกต์

มุมมองระดับสูงของสภาพแวดล้อม IoT

บริษัทต่างๆ ต่างมุ่งมั่นเพื่อ IoT และระบบอัตโนมัติในโรงงาน และบางบริษัทก็มีความก้าวหน้าอย่างมาก แนวทางที่ดีที่สุดใน IIoT คือวิธีที่แบ่งโครงการ IoT ของคุณออกเป็นสามชั้นที่แตกต่างกัน เช่น เค้ก

โครงสร้างนี้ช่วยให้ผู้ผลิตจับคู่อุปกรณ์ IoT กับกระบวนการผลิต ถักกระบวนการเหล่านั้นเป็นเวิร์กโฟลว์ของโรงงาน และรวมเวิร์กโฟลว์นั้นเข้ากับแอปพลิเคชันทางธุรกิจที่รับชิ้นส่วนและวัตถุดิบ และขายสินค้าสำเร็จรูป

แนวทางสามชั้นนี้ช่วยให้ผู้สร้างสภาพแวดล้อม IoT นำกระบวนการ IoT ไปใช้จริงซึ่งสะท้อนถึงเป้าหมายของธุรกิจ

ส่วนผสมของโครงการ IIoT

ชั้นกระบวนการ ต่างจากแอปพลิเคชั่น IoT จำนวนมากที่สร้างขึ้นจากเซ็นเซอร์ที่อ่านเงื่อนไขและ "เอฟเฟกต์" ที่เคลื่อนย้ายหรือเปลี่ยนแปลงสิ่งต่าง ๆ ในโลกแห่งความเป็นจริง IoT ด้านการผลิตมักจะสร้างขึ้นจากกระบวนการเฉพาะ แต่ละอันประกอบด้วยเครื่องมือที่จำเป็นในการดำเนินการขั้นตอนการผลิตที่คนงานต้องการ เพื่อเรียกใช้ และอุปกรณ์ IoT จำเป็นต้องรวมกระบวนการไว้ในซองควบคุมอัตโนมัติ อุปกรณ์เหล่านี้รวมถึงตัวควบคุมภายในเครื่องซึ่งมีโปรโตคอลอุปกรณ์และภาษาการเขียนโปรแกรมของตัวเอง ซึ่งจะแปลงอุปกรณ์ IoT ให้เป็นส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ของกระบวนการเอง นี้ ชั้นกระบวนการ เป็นพื้นฐานสำหรับการออกแบบ IoT ในการผลิต

ชั้นขอบโรงงาน การผลิตเริ่มต้นด้วยกระบวนการ แต่กระบวนการทั้งหมดจะต้องรวบรวมไว้ในวิสัยทัศน์ของโรงงานที่เหนียวแน่น นั่นคืองานของชั้นที่สองของเค้ก the ชั้นขอบโรงงาน. แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วเลเยอร์ของกระบวนการจะถูกสร้างขึ้นจากอุปกรณ์และตัวควบคุมพิเศษ แต่เลเยอร์ขอบของโรงงานนั้นสร้างขึ้นจากอุปกรณ์ "การควบคุมแบบฝัง" หรือ "การคำนวณที่ขอบ" ที่มีแนวโน้มมากขึ้นที่จะเป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เอนกประสงค์บางประเภท เลเยอร์นี้จัดการกระบวนการต่างๆ เพื่อให้งานในโรงงานดำเนินไปอย่างมีระเบียบ และมั่นใจได้ถึงความปลอดภัยของคนงานและเครื่องจักรในโรงงาน

ชั้นธุรกิจ สินค้าไม่ปรากฏหรือหายไปอย่างน่าอัศจรรย์จากโรงงาน ผู้ผลิตมีระบบซอฟต์แวร์ที่รองรับการจัดส่งชิ้นส่วน/วัตถุดิบ ซึ่งมักจะยึดตามหลักการ เช่น การผลิตแบบทันเวลาพอดี (JIT) หรือการจัดตารางการส่งมอบของ JIT เพื่อลดสินค้าคงคลัง นอกจากนี้ยังมีระบบที่จัดการสินค้าคงคลังของสินค้าสำเร็จรูปและย้ายไปยังช่องทางการขาย ระบบเหล่านี้ก่อให้เกิด ชั้นธุรกิจ ของเค้ก สถานที่ที่แอปพลิเคชันรุ่นเก่าตอบสนอง IoT และระบบอัตโนมัติของกระบวนการ

สูตรสิ่งแวดล้อม IIoT

เนื่องจากเลเยอร์กระบวนการเป็นรากฐานของ IIoT กลยุทธ์ที่เหมาะสมจึงเริ่มต้นที่นั่น:

• ตรวจนับสินค้าคงคลังของ output application programming interfaces (API) จากองค์ประกอบกระบวนการแต่ละส่วนในโรงงาน สังเกต API ความต้องการของเครือข่าย รูปแบบข้อมูล และประเภทของข้อมูลที่มีอยู่ในแต่ละรายการ หากรองรับหลายตัวเลือก ไม่ใช่ความสามารถของแต่ละตัวเลือก
• ตรวจสอบว่าแต่ละส่วนต่อประสานกระบวนการเปิดเผยวิธีการประสานงานขั้นตอนเริ่มต้นและเสร็จสิ้นของกระบวนการกับแอปพลิเคชันระดับสูงกว่า ระบุวิธีการของ .ด้วย
  “หยุดฉุกเฉิน” กระบวนการหากจำเป็น

พิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างชั้นกระบวนการและชั้นขอบของโรงงาน คุณจะต้องสร้างการเชื่อมต่อระหว่างแต่ละกระบวนการของโรงงานในเลเยอร์กระบวนการและคอมพิวเตอร์ขอบในเลเยอร์ขอบของโรงงาน ดังนั้นจะต้องมีอินเทอร์เฟซที่รองรับโดยทั่วไปสำหรับการเชื่อมต่อเหล่านี้

• สำหรับแต่ละระบบ Edge Factory ที่เป็นตัวเลือก ให้ตรวจสอบรายการ API และอินเทอร์เฟซเครือข่ายที่รองรับทั้งหมด อาจมีระบบปฏิบัติการ มิดเดิลแวร์ หรือแพ็คเกจแอปพลิเคชันหลายตัวสำหรับอุปกรณ์ Edge ดังนั้นให้สำรวจทั้งหมด
• ค้นหาการจับคู่ระหว่างอินเทอร์เฟซของเลเยอร์กระบวนการที่มีกับระบบขอบของโรงงาน การจับคู่ที่เหมาะสมจะสนับสนุนการแลกเปลี่ยนข้อความทั้งหมดที่คุณต้องการ หากมีการจับคู่ที่เหมาะสมหลายรายการ ให้ค้นหาการรวมเครือข่าย/อินเทอร์เฟซที่เหมาะกับองค์ประกอบเลเยอร์กระบวนการจำนวนมากที่สุด เพื่อลดความซับซ้อนของการประมวลผลขอบจากโรงงาน
• แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดคือการรวมงานเพื่อแปลงสตรีมข้อมูลชั้นกระบวนการทั้งหมดในแอปพลิเคชันขอบโรงงานให้เป็นโครงสร้างข้อความข้อมูลทั่วไปก่อนที่จะดำเนินการใดๆ ซึ่งจะช่วยลดความพยายามในการพัฒนาและบำรุงรักษาซอฟต์แวร์ เวลา อัตราข้อผิดพลาดได้อย่างมาก

ตอนนี้ให้น้ำแข็งเค้ก ชั้นธุรกิจของการผลิต IoT Cake มีหน้าที่ในการรวมเข้ากับแอปพลิเคชันที่จัดการชิ้นส่วน วัสดุ และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป นอกจากนี้ยังเป็นที่ที่การผลิต IoT ออกจากสภาพแวดล้อมของโรงงานในพื้นที่ ไม่ว่าจะเชื่อมต่อกับศูนย์ข้อมูลขององค์กรหรือกับแอปพลิเคชันระบบคลาวด์สาธารณะ

• ในกรณีส่วนใหญ่ อินเทอร์เฟซที่พร้อมใช้งานจากฝั่งธุรกิจ ซึ่งพร้อมใช้งานสำหรับเลเยอร์ขอบของโรงงานเพื่อเชื่อมต่อนั้นค่อนข้างคงที่ ตรวจสอบรายการอินเทอร์เฟซเหล่านี้และจัดทำเอกสารข้อกำหนดและความสามารถ
• จัดทำอินเทอร์เฟสที่ระบบเอดจ์ของโรงงานรองรับได้ และระบุจำนวนอินเตอร์เฟสที่น้อยที่สุดเหล่านี้ซึ่งเหมาะสำหรับการเชื่อมต่อกับเลเยอร์ธุรกิจ
• คำนึงถึงความปลอดภัยของการเชื่อมต่อเหล่านี้ เนื่องจากจะแสดงอินเทอร์เฟซกับแอปพลิเคชันและฐานข้อมูลหลักของธุรกิจ

การสร้างสภาพแวดล้อม IoT ต้องใช้ขั้นตอนสุดท้าย

มีกฎทั่วไปสองสามข้อใน IIoT IoT ที่ควรคำนึงถึงเมื่อสำรวจตัวเลือกสำหรับเลเยอร์ทั้งสามของเค้ก IoT ของเรา:

• ผู้ใช้หลายคนชอบการเชื่อมต่อแบบมีสาย เช่น อีเธอร์เน็ต สำหรับการเชื่อมต่อเลเยอร์ระหว่างกระบวนการกับขอบจากโรงงาน และการเชื่อมต่อเลเยอร์ระดับโรงงานสู่ธุรกิจ สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ การใช้สายเคเบิลอีเทอร์เน็ตที่มีฉนวนป้องกันอาจลดความเสี่ยงของการรบกวนทางไฟฟ้าจากเครื่องจักร
• หากมีการใช้เครือข่ายไร้สายในชั้นการผลิต ให้พิจารณาใช้ฮับแยกต่างหาก แยกเครือข่ายโรงงานออกจากการใช้งาน Wi-Fi อื่นๆ พิจารณาว่าจำเป็นต้องใช้ Wi-Fi 6 สำหรับการปรับใช้ขนาดใหญ่หรือที่ที่ผู้ใช้รายอื่นจะแชร์เครือข่าย Wi-Fi เดียวกัน และใช้คุณสมบัติ "สี" ของ Wi-Fi 6 เพื่อเป็นตัวกลางความจุเครือข่ายสำหรับโฟลว์ IoT ที่สำคัญ โปรดทราบว่าเพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจาก Wi-Fi 6 คุณจะต้องใช้ WiFi-6 ได้บนอุปกรณ์และ LAN
• ความปลอดภัยเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการใช้งานมีปุ่มฉุกเฉินเพื่อหยุดการเคลื่อนไหวและปกป้องผู้ปฏิบัติงานและอุปกรณ์

การบันทึกสภาพแวดล้อม IoT ของคุณ

หลักการสำคัญคือการจัดทำเอกสารทุกอย่าง ทุกการตัดสินใจ ทุกพารามิเตอร์การกำหนดค่า องค์ประกอบซอฟต์แวร์หรืออุปกรณ์ทุกชิ้นควรมีการจัดทำเป็นเอกสาร พร้อมการอัปเดตที่เปลี่ยนแปลงไป และตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่พลาดสิ่งใด เมื่อคุณล้มเหลวในการจัดทำเอกสารอุปกรณ์ การเชื่อมต่อ แอปพลิเคชันอย่างชัดเจน อาจกลายเป็นสาเหตุของปัญหาในอนาคต ซึ่งบางอย่างอาจร้ายแรง