Üretim IoT Ortamları Oluşturmaya Yönelik Bir Yemek Kitabı

• Başarılı IoT ortamları oluşturmak üç önemli katmanı içerir: tabiri caizse bir "pasta", süreç, fabrika ve iş katmanı.
• IoT oluşturucuları, IoT ortamlarını oluşturan bu üç katmandaki öğeleri tanımlayabilir.
• IoT mimarları, her katmanı ve onun unsurlarını tanımlayarak, işletmelerinin iş hedeflerini ileriye taşıyan IoT süreçlerini oluşturabilirler.

Sanayi sektörü bir yüzyıldır malzeme veya parçaların ürüne dönüştürülmesini daha verimli hale getirmek için çalışıyor.

İmalat sektörünün IoT'nin benimsenmesinde lider olması sürpriz değil, ancak birçok üretici hala IoT'nin operasyonlara nasıl tanıtılacağı ve kullanılacağı konusunda zorluk yaşıyor.

Bunu yapanlar için, üretim IoT ortamları oluşturmaya ve bu süreçte size yardımcı olmaya yönelik basit bir tarifi burada bulabilirsiniz. Bu tartışmada, bir durumu bildiren IoT cihazları için "sensör" terimini, bir şeyi taşıması veya açması amaçlanan IoT cihazları sınıfı için "efektör" ve bir şeye bağlanan ve etkileşime giren bir IoT cihazı için "kontrolör" terimini kullanacağız. sensörler ve efektörler.

IoT Ortamlarına Üst Düzey Bir Bakış

Şirketler IoT ve fabrika otomasyonu için çabalıyor ve bazıları önemli ilerleme kaydetti. IIoT'deki en iyi yaklaşım, IoT projenizi pasta gibi üç farklı katmana bölen yaklaşımdır.

Bu yapı, üreticilerin IoT cihazlarını üretim süreçleriyle eşleştirmesine, bu süreçleri bir fabrika iş akışına bağlamasına ve bu iş akışını parça ve hammadde elde eden ve bitmiş ürünleri satan iş uygulamalarıyla entegre etmesine olanak tanır.

Bu üç katmanlı yaklaşım, IoT ortamı oluşturucularının işin hedeflerini yansıtan IoT süreçlerini hayata geçirmesine olanak tanır.

IIoT Projesinin Bileşenleri

İşlem katmanı. Koşulları okuyan sensörlerden ve gerçek dünyada bir şeyleri hareket ettiren veya değiştiren "efektörlerden" oluşturulan birçok IoT uygulamasının aksine, üretim IoT genellikle her biri bir üretim adımını gerçekleştirmek için gereken araçlardan, çalışanların ihtiyaç duyduğu araçlardan oluşan belirli süreçlerden oluşur. Çalıştırmak için ve IoT cihazlarının süreci otomatik bir kontrol zarfına sarması gerekiyordu. Bu cihazlar, IoT cihazlarını sürecin aktif bileşenlerine dönüştüren, kendi cihaz protokollerine ve programlama diline sahip bir yerel denetleyici içerir. Bu süreç katmanı Nesnelerin İnterneti tasarımının üretiminin temelidir.

Fabrika kenar katmanı. Üretim süreçlerle başlar ancak tüm süreçlerin tutarlı bir fabrika vizyonunda toplanması gerekir. Bu pastanın ikinci katının işi. fabrika kenar katmanı. Süreç katmanı tipik olarak cihazlardan ve özel kontrol cihazlarından oluşturulurken, fabrika uç katmanı, bir tür genel amaçlı bilgi işlem cihazı olma olasılığı giderek artan "gömülü kontrol" veya "uç bilgi işlem" cihazlarından oluşturulur. Bu katman, fabrika işlerinin düzenli bir şekilde iletilmesini ve işçilerin ve makinelerin fabrikadaki güvenliğinin garanti altına alınmasını sağlayacak şekilde süreçleri yönetir.

İş katmanı. Ürünler bir fabrikada sihirli bir şekilde ortaya çıkmaz veya kaybolmaz. Üreticiler, çoğunlukla tam zamanında üretim (JIT) veya envanteri en aza indirmek için teslimatların JIT planlaması gibi ilkelere dayanan, parça/hammadde teslimatını destekleyen yazılım sistemlerine sahiptir. Bitmiş ürünlerin envanterini yöneten ve bunları bir satış kanalına taşıyan sistemler de vardır. Bu sistemler şunları oluşturur: iş katmanı eski uygulamaların IoT ve süreç otomasyonuyla buluştuğu yer.

IIoT Ortamı Tarifi

Süreç katmanı IIoT'nin temeli olduğundan optimum strateji buradan başlar:

• Fabrikadaki süreç öğelerinin her birinden çıktı uygulaması programlama arayüzlerinin (API'ler) bir envanterini çıkarın. API'ye, ağ gereksinimlerine, veri formatlarına ve her biri aracılığıyla kullanılabilen bilgi türüne dikkat edin. Birden fazla seçenek destekleniyorsa her birinin yetenekleri değil.
• Her süreç arayüzünün, sürecin başlangıç ​​ve bitiş adımlarını daha üst düzey bir uygulamayla koordine etmeye yönelik bir araç sunduğunu doğrulayın. Ayrıca, araçları tanımlayın
  Gerekirse süreci “acil durdurma”.

Şimdi süreç katmanı ile fabrika kenar katmanı arasındaki ilişkiyi düşünün. Proses katmanındaki her bir fabrika işlemi ile fabrika uç katmanındaki bir uç bilgisayar arasında bir bağlantı kurmanız gerekecektir, dolayısıyla bu bağlantılar için ortak olarak desteklenen bir arayüzün olması gerekecektir.

• Her aday fabrika uç sistemi için desteklenen tüm API'lerin ve ağ arayüzlerinin envanterini çıkarın. Bir uç cihaz için birden fazla işletim sistemi, ara katman yazılımı veya uygulama paketi olabilir; bu nedenle hepsini inceleyin.
• Mevcut süreç katmanı arayüzleri ile fabrika uç sistemleri arasındaki eşleşmeyi bulun. Uygun bir eşleşme ihtiyacınız olan tüm mesaj alışverişlerini destekleyecektir. Birden fazla uygun eşleşme varsa, fabrika uç işlemesinin karmaşıklığını azaltmak için en fazla sayıda işlem katmanı öğesine uyan bir ağ/arayüz kombinasyonu bulun.
• En iyi uygulama, herhangi bir işlem yapmadan önce fabrika uç uygulamasındaki tüm süreç katmanı veri akışlarını ortak bir veri mesajı yapısına dönüştürecek bir görev eklemektir. Bu, geliştirme ve yazılım bakım çabalarını, zamanı ve hata oranını önemli ölçüde azaltacaktır.

Şimdi pastayı dondurmaya geçelim. IoT pastasının üretim iş katmanı, parçaları, malzemeleri ve bitmiş ürünleri işleyen uygulamalarla entegrasyondan sorumludur. Burası aynı zamanda IoT üretiminin kurumsal veri merkezine veya genel bulut uygulamasına bağlanmak için yerel fabrika ortamından çıktığı yerdir.

• Çoğu durumda, fabrika kenar katmanının bağlantı kurması için iş tarafında mevcut olan arayüzler oldukça statiktir. Bu arayüzlerin envanterini çıkarın ve gereksinimlerini ve yeteneklerini belgeleyin.
• Fabrika uç sistemleri tarafından desteklenebilecek arayüzlerin envanterini çıkarın ve bu arayüzlerden iş katmanına bağlantı için uygun olan en az sayıda arayüzü belirleyin.
• Arayüzleri temel iş uygulamalarına ve veritabanlarına açık hale getirdiği için bu bağlantıların güvenliğine dikkat edin.

IoT Ortamları Oluşturmak Bazı Son Dokunuşları Gerektirir

IoT pastamızın üç katmanına yönelik seçenekleri keşfederken akılda tutulması gereken IIoT IoT'de birkaç genel kural vardır:

• Birçok kullanıcı, hem işlemden fabrikaya uç katman bağlantıları hem de fabrikadan uçtan iş katmanına bağlantılar için Ethernet gibi kablolu bağlantıları tercih eder. Bu, güvenliği ve güvenilirliği artırır. Korumalı Ethernet kablosunun kullanılması makinelerden kaynaklanan elektrik paraziti riskini azaltabilir.
• Üretim alanında kablosuz ağ kullanılıyorsa, ayrı hub'lar kullanmayı düşünün, fabrika ağını diğer Wi-Fi kullanımlarından ayrı tutun. Büyük ölçekli dağıtımlar için veya diğer kullanıcıların aynı Wi-Fi ağını paylaşacağı durumlarda Wi-Fi 6'nın zorunlu olduğunu düşünün ve kritik IoT akışları için ağ kapasitesine aracılık etmek üzere Wi-Fi 6 "renkli" özelliklerini kullanın. Wi-Fi 6'dan en iyi şekilde yararlanmak için LAN'ın yanı sıra cihazlarda da WiFi-6 uyumluluğuna ihtiyacınız olacağını unutmayın.
• Güvenlik en kritik husustur. Uygulamanın, hareketi durdurmak ve işçileri ve ekipmanı korumak için acil durum butonları içerdiğinden emin olun.

IoT Ortamınızı Belgeleme

Temel kural her şeyi belgelemektir. Alınan her karar, her konfigürasyon parametresi, her yazılım öğesi veya cihaz, değişikliklerle birlikte yapılan güncellemelerle birlikte tam olarak belgelenmeli ve hiçbir şeyin gözden kaçırılmadığından emin olmak için düzenli olarak gözden geçirilmelidir. Cihazları, bağlantıları ve uygulamaları net bir şekilde belgeleme konusunda başarısız olduğunuzda, bu durum gelecekteki sorunların muhtemel kaynağı haline gelebilir ve bunların bazıları ciddi olabilir.