Przetwarzanie zbiorów typu big data a technologie chmury

Aplikacje związane z Przemysłowym Internetem Rzeczy oraz Przemysłem 4.0, a także podstawowe usługi elektroniczne i przetwarzania danych są sukcesywnie przenoszone z lokalnych serwerów do chmury.
Dyskusje o Przemysłowym Internecie Rzeczy (IIoT) i koncepcji Przemysłu 4.0 zwykle koncentrują się na zaawansowanej łączności oraz niezawodnej transmisji danych. Komunikacja jest bardzo ważna nie tylko dla implementacji tych technologii, ale również dla funkcjonowania całego przedsiębiorstwa, dlatego należy odpowiednio wcześnie zastanowić się nad architekturą systemu sieciowego. Przez całe lata firmy bazowały w tej kwestii na własnych serwerach, które obsługiwały pocztę elektroniczną, bazy danych i inne aplikacje, np. system ERP. W dzisiejszym, niemal całkowicie skomunikowanym elektronicznie świecie tego typu podstawowe usługi są przenoszone do tzw. chmury, która zastępuje lokalne serwery. Służące do tego oprogramowanie typu SaaS (Software as a Service) jest także szeroko wykorzystywane w rozwiązaniach związanych z IIoT oraz Przemysłem 4.0.
Producenci maszyn
Dlaczego warto korzystać z chmury i do czego może się ona przydać? Jednym z najczęstszych zastosowań tej technologii i związanych z nią narzędzi jest zdalne monitorowanie maszyn, zarówno przez OEM-owych producentów, jak i użytkowników końcowych. Taka implementacja może obejmować kilka sieci w obrębie przedsiębiorstwa i zbierać, zapisywać w chmurze oraz analizować dane z produkcji lub zużycia energii, co jest znaczną korzyścią dla firm produkcyjnych. Efektywna analiza danych oznacza łatwiejszydostęp do pożytecznych informacji dla osób podejmujących decyzje, co przekłada się na lepsze zarządzanie zakładem i pozwala wdrożyć predykcyjne utrzymanie ruchu. Technologie chmury oferują usługi powiadomień i alarmów, np. w formie e-maili, gdy maszyny wymagają interwencji serwisu lub linia produkcyjna została zatrzymana.
Usługi dla przemysłu bazujące na chmurze to stale rosnący rynek, a ich rozwój technologiczny postępuje wraz z pojawiającymi się nowymi aplikacjami. Usługi takie mają praktyczne zastosowanie w zbieraniu i przetwarzaniu danych. Chmura oferuje proste i skalowalne narzędzia, pozwalające połączyć z nią urządzenia i maszyny przemysłowe. Dostawcy sterowników stosują obecnie wiodące protokoły komunikacyjne IIoT, w tym MQTT i AMQP, by jeszcze bardziej zoptymalizować integrację z chmurą. Gdy korzysta się z usług na niej opartych, wdrażanie idei tzw. inteligentnej fabryki staje się o wiele łatwiejsze niż dotąd.
Dane – kiedy i gdzie są potrzebne
Wraz z rosnącym stopniem skomunikowania rośnie ilość informacji, dlatego użytkownicy potrzebują coraz bardziej zaawansowanych metod obróbki surowych danych, by uzyskać z nich użyteczną wiedzę. Podstawowa analiza informacji z maszyn dotyczy m.in. monitoringu wartości progowych, analizy czasu pracy (całkowitego, minimalnego, maksymalnego i średniego) czy kalkulacji związanych ze zużyciem energii. Dane mogą być przechowywane w standardowych formatach, w postaci skompresowanej, lokalnie w sterowniku, na firmowym serwerze lub w chmurze, o ile jest to konieczne.
Inną korzyścią płynącą z analizy danych z maszyn i procesów technologicznych jest łatwiejsza organizacja konserwacji predykcyjnej. Zbieranie informacji z liczników czasu pracy, analiza częstotliwości czy obliczeń średniej kwadratowej może skutkować wdrożeniem efektywnego monitoringu stanu maszyn. Nowe systemy ułatwiają kontrolowanie różnych danych procesowych, a identyfikacja schematów pojawiania się nieprawidłowości pozwala poprawić stabilność procesu.
Producenci maszyn konfigurują sterowniki swoich najnowszych urządzeń tak, by możliwe było wysyłanie danych operacyjnych z maszyny do chmury przez łącze internetowe. Dane te zawierają np. informacje o alarmach, czasie pracy i przestojach, długości cykli, temperaturze jednostki sterującej czy wielkości produktów.
Autor: Daymon Thompson jest specjalistą ds. automatyki w firmie Beckhoff Automation.
Tekst pochodzi z nr 2/2017 magazynu "Control Engineering". Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.