В течение последних нескольких лет специалисты промышленных предприятий и ОЕМ-производителей постоянно слышат о «цифровизации». «Цифровизация наступает» уже превратилось в подобие мантры. И хотя давно существует теория о том, что «цифровизация» может помочь производителю в таких аспектах, как ускорение вывода продуктов на рынок, оптимальное использования рабочей силы, увеличение производительности или сокращение времени простоя, понадобилось много обсуждений и время, прежде чем появились практические решения, которые действительно могут помочь.

Рынок наконец-то окончательно созрел и готов объединять отдельные технологии в единое целое за счет применения элементов и устройств, способных к работе в среде IIoT, современных средств управления, чье программное обеспечение способно взаимодействовать с аналитическими сервисами. Все это позволило изменить подход к бизнесу для ОЕМ-производителей и построить новые бизнес-модели за счет предложения цифровых услуг нового поколения.

Три области, имеющие ценность для OEM-производителей

Большинство OEM-производителей оказывались в условиях, когда процессы разработки и вывода на рынок новой продукции, а также инструменты, поддерживающие эти процессы, были недостаточно оптимизированы и удобны. Только с недавнего времени стали появляться новые цифровые инструменты, которые помогают упростить основные процессы – проектирование (через конфигурирование вместо программирования), удаленное управление и мониторинг за счет готовых средств управления с IIoT, и анализ данных работы машин.

Например, изменился подход к конфигурированию контактов электродвигателей, двигателей под различные нагрузки и применения через использование т.н. аватаров – цифровых объектов с уже встроенными запрограммированными функциями. Для ОЕМ-производителей – это упрощение процесса разработки за счет исключения процедуры программирования или подбора настроек конфигурации. Подход с использованием аватаров делает ненужным поиск совместимых компонентов в каталогах с их последующей настройкой как отдельных компонентов. На практике, например, для управления функций реверса электродвигателя, теперь достаточно «перетащить» этот функциональный аватар в среде разработке, после чего система загрузит необходимые библиотеки и добавит необходимые компоненты к конфигурации. На выходе – готовая спецификация и предустановленные библиотеки для встроенного ПО.

В области управления машиной новые ПЛК с поддержкой IIoT теперь могут функционировать для поддержки приложений логики и управления движением. Поддержка этих наборов приложений с одним ПЛК повышает гибкость и снижает затраты. OEM-производители теперь могут решать широкий спектр задач – упаковочное и подъемно-транспортное оборудование, производство электронных компонентов, обработка материалов, автоматизация складов и линии сортировки, насосные применения. ПЛК нового поколения также устанавливают новый стандарт цифровой масштабируемости систем за счет наращивания количества входов. Кроме того, такие ПЛК могут подключаться к облачному сервису без применения шлюзов. Использование стандартных открытых протоколов упрощает связь между узлами машины и самой машиной, а также между отдельными машинами. Простота и гибкость такого подхода обеспечивает для ОЕМ-производителей возможность быстрой интеграции новой машины в производственный процесс.

Программное обеспечение для аналитики представляет собой третью область, где производители могут получить выгоду от цифровизации. Данные о производительности машины собираются простым щелчком мыши и могут быть использованы для выявления отклонений в работе узлов и механизмов. Накопление данных и их анализ дает возможность для построения новых сервисов от ОЕМ-производителей для их клиентов.

В этой области возникли две основные категории, обеспечивающие беспрецедентную производительность:

1. Диагностический мониторинг машин

Мощные алгоритмы автоматически выявляют проблемы с производственными активами: сначала аналитическая система «учится», проводя мониторинг эталонной машины, работа которой принимается как оптимум. Затем система сравнивает отклонения в работе аналогичных машин и способна выявить отклонения или предсказать сбои на ранних этапах. Результаты таких наблюдений могут оформляться в виде отчета или уведомления и сопровождаться рекомендациями по необходимым действиям для предотвращения сбоя. Диагностический мониторинг становится особенно актуальным в таких областях, как диагностика работы насосов, компрессоров или чиллеров. При этом система контролирует такие параметры как вибрация, давление, температура и электрические параметры машин. Возможно выявить на ранних стадиях потери рабочих жидкостей или утечки.

1. Прогностический мониторинг машин

Алгоритмы искусственного интеллекта со временем «обучают» программное обеспечение системы мониторинга тому, что является нормальным и ненормальным поведением машины. Измеренные данные могут автоматически использоваться для прогнозирования будущего поведения машины (предиктивная аналитика). Чем больше получается собрать данных от машины, тем достовернее можно построить прогноз. Для OEM-производителей это может означать снижение временных затрат на физическое моделирование. С помощью аналитического программного обеспечения можно решить проблемы с производительностью, прежде чем они приведут к непредвиденным простоям технологического оборудования. Очень полезный вариант использования для прогностического мониторинга — это идентификация и измерение данных, полученных, например, от сервоприводов или электродвигателей (вибрация, ток, крутящий момент), которые могут использоваться для прогнозирования работоспособности соответствующего узла (ось сервопривода, мотор-редуктор, манипулятор и т. п.). По мере того, как начинают выявляться аномальные факторы, такие как повышенное трение и более высокая, чем обычно, тепловая нагрузка, обслуживающий персонал получает уведомление. Таким образом, появляется гораздо больше времени для реагирования и своевременной реакции на ситуацию.

Все описанные технологии могут быть связаны через открытую трехуровневую архитектуру Schneider Electric EcoStruxure Machine. Концепция EcoStruxureMachineбыла разработана для поддержки и практических реализаций интеллектуальных, «цифровых», машин, готовых к работе с IIoT.