Flexibele productiesystemen bouwen voor Industrie 4.0

Veel discussies op het industriële internet of things (IIoT) beschrijven hoe allerlei soorten sensoren worden verbonden met de cloud, waar het big data-analysebeest veel gegevens zal verbruiken om u efficiëntie-optimalisaties te bieden. Vooral in de energie- en transportsector worden enorme kostenbesparingen beloofd. De medische industrie ziet daarentegen een kans om betere en veiligere zorg te bieden, door patiëntbewakingsapparatuur te integreren en de gegevens te correleren of door simpelweg het aantal foutieve alarmen te verminderen.

Ik ben erg enthousiast over hoe het IIoT de manier waarop dingen worden gemaakt zal veranderen. Additive manufacturing en 3D-printen zorgen nu al voor een revolutie in de manier waarop machines individuele items produceren. Een generieke 3D-printer, voorzien van de juiste basismaterialen en geleid door een elektronische blauwdruk, kan elk type component produceren. NASA heeft onlangs gedemonstreerd hoe je een nieuwe moersleutel in de ruimte kunt maken, op basis van een blauwdruk die naar het internationale ruimtestation is gemaild. GE bouwt cruciale onderdelen voor straalmotoren met behulp van 3D-printen. Deze technologie is er al.

De productievloer zal ingrijpende veranderingen ondergaan. Duitsland, een zwaargewicht in de maakindustrie, greep de kans en lanceerde het Industry 4.0-project om de vierde industriële revolutie te leiden. In de VS brengt het Smart Manufacturing Leadership Coalition-initiatief productiebedrijven en onderzoeksgroepen samen om de toekomst van productie te bepalen.

Industrie-4.0 -video's van Siemens en Bosch bieden geweldige voorbeelden van hoe veranderingen in de productie kostenbesparingen opleveren en bedrijven in staat stellen producten van hogere kwaliteit te leveren:

• Flexibelere productieprocessen en werkvloersystemen zullen het goedkoper maken om door de klant gedefinieerde producten te leveren ("batchmaat 1"):aangepaste LeBron James-schoenen, iemand?
• Voorspellend onderhoud zal bedrijven geld besparen door de levensduur van de machine te verlengen en belooft de algehele machine-stilstand te verminderen.
• Productie zal beter worden geïntegreerd met het aanvullen van reserveonderdelen door middel van locatie- en gewichtssensoren. Dit bespaart tijd en geld bij het zoeken en opnieuw bestellen van onderdelen.
• RFID's en andere technologieën zullen een "productgeheugen" bieden om te lezen wat er met een onderdeel moet worden gedaan en de voortgang te registreren:intelligente spangereedschappen registreren bijvoorbeeld de locatie en hoeveelheid koppel die wordt toegepast om op een vliegtuigvleugel te schroeven. Door de tools slimmer te maken, worden er minder fouten gemaakt op de productievloer. In het geval van een product recall is het ook makkelijker om bepaalde producten terug te roepen, in plaats van bijvoorbeeld alle auto's van een specifiek model tussen 2007 en 2013.

Het bouwen van een flexibeler en geïntegreerder productiesysteem vereist aanpassingen aan de machines en de toevoeging van nieuwe sensoren. Het vereist ook wijzigingen in processen en software die de Manufacturing Service Bus (MSB) leveren.

Een recente whitepaper "Increasing the Adaptability of Manufacturing Systems by using Data-centric Communication" stelt dat het data-centrische communicatieparadigma essentieel is om te voldoen aan de eisen van toekomstige aanpasbare productiesystemen . We zijn het erover eens dat een datacentrische aanpak essentieel is. We zijn het echter duidelijk bevooroordeeld en zijn het niet eens met de auteurs over de oplossing.

RTI Connext, gebaseerd op de Data Distribution Service (DDS) OMG-standaard, voldoet aan de vereisten voor het aandrijven van productiesystemen van de volgende generatie. Met RTI Connext zijn systemen:

1. Ontkoppeld - Ontworpen voor realtime communicatie van gedistribueerde systemen, ontkoppelt RTI Connext systemen en componenten in ruimte, tijd en stroom. Systemen hoeven niet van tevoren te weten welk onderdeel de data produceert of welk onderdeel de data gaat ontvangen. Historische gegevens zijn beschikbaar voor late toetreders. Het verzenden en ontvangen van gegevens kan worden losgekoppeld van de hoofdcontrolestroom, waardoor het blokkeren van meer kritieke taken wordt voorkomen.
2. Auto-ontdekking - DDS ontdekt gegevensbronnen en zinkt via een lichtgewicht automatisch detectiemechanisme. Een keep-alive-mechanisme verifieert dat systemen nog steeds actief zijn en zich gedragen zoals verwacht. Niet-reagerende componenten kunnen worden genegeerd.
3. Vresistent tegen falen - Omdat alle informatie peer-to-peer stroomt, vermijdt RTI Connext elk singlepoint of failure. Bovendien is RTI Connext slim genoeg om overtollige producenten, consumenten en zelfs netwerken aan te kunnen.
4. Bewezen in heterogene systemen - RTI Connext wordt ingezet in vele vele systemen in vele industrieën, het ondersteunt een grote verscheidenheid aan besturingssystemen, inclusief embedded real-time besturingssystemen. Het ondersteunt ook veel verschillende transporten; met zijn pluggable transportinterface kunnen nieuwe of legacy transporten worden toegevoegd.
5. Gebaseerd op standaarden - Omdat het is gebaseerd op de DDS en Real-Time Publish-Subscribe interoperabiliteitsprotocol OMG-standaarden, stelt RTI Connext systemen in staat om op een op standaarden gebaseerde manier samen te werken.
6. Beveiligd - RTI Connext beveiligde DDS en beveiligde transporten bieden volledige beveiliging van alle gegevensstromen. Dit omvat authenticatie, codering (vertrouwelijkheid), integriteit en beschikbaarheid, samen met onweerlegbaarheid van transactie-informatie.
7. Flexibel - RTI Connext ondersteunt meerdere communicatieparadigma's:publiceren-abonneren (bijv. voor alarmen en gebeurtenissen), verzoek-antwoord (bijv. statusvragen), maximaal één keer en precies één keer levering. De kwaliteit van de dienstverlening kan per onderwerp worden gedefinieerd:alarmgegevens moeten bijvoorbeeld betrouwbaar en met hoge prioriteit worden geleverd, terwijl een sensorsignaal mogelijk alleen de beste inspanningen vereist met achtergrondprioriteit.
8. Snel en schaalbaar - Realtime performance zit in onze aderen:we ontwerpen voor lage latency, lage jitter, hoge doorvoer en hoge schaalbaarheid. Onze klanten hebben een latentie van micro- of milliseconden nodig, die kan worden opgeschaald van een handvol apparaten tot honderden en duizenden.

Beschikt RTI Connext tegenwoordig over alle onderdelen? Nog niet helemaal. Integratie met legacy protocollen en systemen zal de sleutel zijn. Een optie om te overbruggen naar de bestaande installed base is via de RTI Connext Routing Service, die een mechanisme biedt om adapters en transformaties tussen verschillende bestaande protocollen te bouwen.

De veranderingen die plaatsvinden op de productievloer zijn opwindend en ook veeleisend. Een bewezen realtime communicatieprotocol voor gedistribueerde systemen, zoals RTI Connext, zal van cruciaal belang zijn. Bekijk waarom u RTI Connext gebruikt voor uw productiesysteem van de volgende generatie.

Meer informatie:

Autonome voertuigproductie »

Connectiviteit in autonome systemen »

Wat is DDS? »

Connext DDS Pro »

Wat is IIoT? »