Connectiviteit door ontwerp

Net zoals de bloedbaan elk afzonderlijk systeem van het menselijk lichaam voedt, vormen informatie en gegevens de levensader van elk onderdeel van uw organisatie. Het probleem is dat de meeste organisaties slecht verbonden zijn. Als gevolg hiervan mag dit levensbloed niet goed tussen systemen reizen, waardoor elk systeem geïsoleerd, onderbenut en ondervoed blijft.

Gegevenssilo's zijn een symptoom van een slecht verbonden systeem, wat resulteert in verspilling van tijd en middelen en leidt tot slechte besluitvorming, gemiste kansen en dubbele inspanningen, aangezien elke werknemer probeert bestaande datasets te recreëren vanuit zijn eigen, hoogstwaarschijnlijk verouderde, cache van informatie.

Gegevens vormen de levensader van uw organisatie. (Bron:Bentley Systems)

De behoefte aan uniforme en geaggregeerde informatie

De manier om het datasilo-probleem aan te pakken, is door de connectiviteit tussen deze datasilo's en systemen te verbeteren. Industrietrends en -standaarden zoals Industrie 4.0 en digitale tweelingen zijn het hoogtepunt van deze behoefte aan uniforme en geaggregeerde informatie om zowel nieuwe als verouderde gegevensbronnen te verbinden en te beheren, waardoor een meer holistisch en beter verbonden ecosysteem ontstaat.

Connectivity by design breidt en pleit niet alleen voor de opmars van connectiviteit, maar ook voor het inbedden van connectiviteit in het daadwerkelijke ontwerp van oplossingen en software. Systemen moeten, door hun ontwerp, intelligentie kunnen ontdekken, erven, evalueren en delen over verschillende systemen of componenten. We moeten in staat zijn om op subeenheidniveau in realtime te monitoren, analyseren en controleren en gegevens op systeemniveau en binnen het hele ecosysteem te visualiseren. Dit is de lijm die de digitalisering zal versnellen.

Open wint altijd

Open betekent dat u niet vastzit aan een oplossing van één leverancier. U kunt gegevens vrij importeren en exporteren. Wanneer u een toepassing schrijft met een open technologie, kan deze overal worden uitgevoerd. Het hoeft niet in een specifieke cloud te draaien en het dwingt u niet om uw gegevens op te slaan in een cloud die wordt beperkt door servicevoorwaarden. U heeft altijd toegang tot uw gegevens en kunt ze exporteren.

Er zijn veel voordelen waarvan organisaties kunnen profiteren wanneer ze de uitwisseling van gegevens tussen apparaten van meerdere leveranciers kunnen toestaan ​​zonder enige gesloten of bedrijfseigen beperkingen. Wanneer niet-gepatenteerde open standaarden worden gebruikt, is interoperabiliteit tussen gegevensbronnen en eindpunten zonder enige beperking verzekerd. Peer reviews kunnen eenvoudig worden uitgevoerd, ongeacht de gebruikte ontwerpplatforms, zodat ontwerpteams kunnen samenwerken, innoveren en de ontwikkeling kunnen versnellen tegen een fractie van de kosten, terwijl robuuste en betrouwbare gegevens worden gegarandeerd.

Openheid hangt af van standaardisatie

Voor de meeste organisaties is hun informatietechnologie-infrastructuur een mengelmoes van nieuwe, legacy, on-premises en cloudapplicaties en -diensten. Deze systemen kunnen niet van de ene op de andere dag worden vervangen en moeten jarenlang of zelfs decennia een rol spelen in een verbonden informatie-ecosysteem. Realtime informatie-uitwisseling tussen deze heterogene en vaak geografisch verspreide systemen is van cruciaal belang voor het ondersteunen van complexe bedrijfsscenario's in functieoverschrijdende bedrijfsprocessen.

Industriestandaarden bevorderen openheid en maken interoperabiliteit mogelijk tussen producten van verschillende leveranciers. Ze bieden een basis voor wederzijds begrip en vergemakkelijken de communicatie, wat de communicatie tussen bedrijven verbetert en de ontwikkeling versnelt. Interoperabiliteitsnormen met blijvende kracht zijn onder meer:

• ISO 15926 is voor data-integratie en interoperabiliteit in kapitaalprojecten. Het behandelt het delen, uitwisselen en overdragen van gegevens tussen systemen.
• ISO 18101 geeft richtlijnen over de vereisten voor interoperabiliteit tussen systemen van systemen, individuele systemen (inclusief hardware en software) en componenten. Deze standaard is voortgekomen uit de open standaard MIMOSA CCOM.
• OPC-UA (Unified Architecture) is een van de belangrijkste communicatieprotocollen voor Industrie 4.0 en het Industrial Internet of Things (IIoT). Het standaardiseert de gegevensuitwisseling tussen machines, apparaten en systemen in de industriële omgeving voor platformonafhankelijkheid en interoperabiliteit.
• RAMI 4.0 is een gestandaardiseerd model dat een servicegeoriënteerde architectuur (SOA) en een protocol voor netwerkcommunicatie, gegevensprivacy en cyberbeveiliging definieert.

Dankzij industriële standaarden voor open interoperabiliteit kunnen leveranciers samenwerken om hun systemen te openen, zodat de gebruikers van de software van de leverancier een volledig beeld krijgen van hun activa en gegevens.

Edge of Cloud, het beste van twee werelden - zolang ze maar met elkaar verbonden zijn

Wanneer u IIoT in uw organisatie introduceert, zult u waarschijnlijk overwegen om edge-apparaten te gebruiken om de gegevens van dat apparaat rechtstreeks op het apparaat te verzamelen en te verwerken, waardoor de rekencapaciteit dichter bij het punt van gegevensverzameling (de locatie van het IIoT-apparaat) komt. Dit wordt edge computing genoemd.

De rol van edge computing is het opnemen, opslaan, filteren en verzenden van gegevens naar cloudsystemen. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) is een besturingssysteemarchitectuur die is ontworpen voor bewaking en besturing op afstand van industriële toepassingen. Het verschil tussen cloud- en edge-computing is simpelweg waar de verwerking plaatsvindt. Cloud werkt via een gecentraliseerd datacenter, terwijl edge computing een verzameling punten is. Er zijn veel voordelen aan het gebruik van cloud computing om informatie te centraliseren en samen te voegen, wat kan uitmonden in een complete digitale tweeling van een faciliteit. Maar er zijn even geldige en belangrijke redenen om edge computing te gebruiken, variërend van latentie- en bandbreedteproblemen tot kosten, betrouwbaarheid en privacykwesties.

Edge-apparaten in een hyperverbonden omgeving. (Bron:Bentley Systems)

Uiteindelijk is het in een hyperverbonden en open omgeving, in een gecentraliseerd of gedistribueerd/edge IIoT-ecosysteem, belangrijk voor besluitvormers om een ​​volledig, tijdig, nauwkeurig en betrouwbaar beeld te krijgen van de prestaties van de asset, wat leidt tot het soort voordelen dat onmogelijk is in een data-silo-ecosysteem.

Bovendien, hoewel IIoT-feeds een enorme individuele waarde hebben, moeten ze worden verbonden en gecombineerd met informatie uit traditionele legacy-gegevensbronnen, waaronder activaregisters, werkschema's, prestatie-, storings- en betrouwbaarheidsbeheerplannen, evenals onderhoudsactiviteiten om hun waarde voor de besluitvormers.

Zakelijke resultaten en besluitvorming

Bedrijfsresultaten kunnen veranderen bij het injecteren van hyperconnectiviteit. Een team dat een booroperatie bewaakt, wil bijvoorbeeld bepalen wanneer de boorkop moet worden vervangen en werkonderbrekingen tot een minimum moeten worden beperkt. De camera aan het uiteinde van de boorkop en bijbehorende sensoren meten trillingen, temperatuur, hoeksnelheid en beweging, en zenden vervolgens tijdreekssignalen uit, waaronder video, audio en andere gegevens. Deze gegevens moeten zo realtime mogelijk worden geanalyseerd met betrekking tot objectidentificatie, nauwkeurige geolocatie en proceskoppeling.

Geavanceerde voorspellende analyses vergelijken de conditie van de boorkop met patronen uit het verleden en soortgelijke boorinstallaties of geologieën om te bepalen wanneer de boorsnelheid en -prestaties onder een aanvaardbare snelheid zullen afnemen en om voorspelbare defecten aan componenten te identificeren. Deze voorspellingen, in combinatie met het boorschema, stellen operators in staat te beslissen wanneer de boorkop moet worden vervangen.

Idealiter kan de toeleveringsketen van reserveonderdelen automatisch worden geactiveerd op basis van de voorspellingen of vervangingsbeslissingen. Wanneer geactiveerd, worden inkooporders gevolgd door transport en logistiek voor levering en personeelsplanning om de vervanging uit te voeren voordat deze kapot gaat. Gegevens over de boorkop en vertragingstijd voor elk proces en elke bewerking worden vastgelegd voor toekomstige geaggregeerde studies of.

In dit scenario moeten de signalen die van de apparatuur komen, worden gesynthetiseerd in een geaggregeerde en uniforme set informatie voor een optimale waarde. In dit geval kunnen tijdreekssignalen, activaregistergegevens, prestatiegegevens en statistieken het beste samen worden geëvalueerd.

Het duidelijk combineren van cloudcomputing en edge computing met technische modellen, betrouwbaarheidsanalyse, supply chain- en onderhoudsdata levert het beste resultaat op, maar dat kan alleen in een architectuur die datasets en data met elkaar verbindt. Verbonden gegevens bieden context in realtime, zodat u kunt zien hoe de prestaties van bedrijfsmiddelen van invloed zijn op belangrijke bedrijfsstatistieken.

Connectiviteit van mensen, processen en gegevens

Als we 'connectivity by design' zeggen, bedoelen we ook connectiviteit tussen mensen en tussen mensen en data. Een bedrijfsstrategie van connectiviteit resulteert in een exponentiële winst in productiviteit.

Bedrijfsprocesintegratie gaat niet alleen over software, en zeker niet alleen over IT. Integratie van bedrijfsprocessen verenigt de cultuur van de organisatie met een verbeterde strategie voor gegevensanalyse en maakt het mogelijk dat gegevens door mensen kunnen worden verwerkt of in realtime kunnen worden geautomatiseerd. Integratie van bedrijfsprocessen is een belangrijk zakelijk initiatief dat is ontworpen om connectiviteit te benutten.

Bentley's iTwin Connected Data-omgeving

Bentley's iTwin Connected Data-omgeving. (Bron:Bentley Systems)

In het voorbeelddiagram van Bentley's iTwin Connected Data Environment zijn de bedrijfsprocessen met betrekking tot de verwerving en aggregatie van gegevens met elkaar verbonden en dragen ze gezamenlijk bij aan het creëren van een realtime digitale tweeling. In dit geval worden de engineeringmodellen van CAD-tools zoals die van Bentley, AVEVA of Hexagon die schema's implementeren op basis van de ISO 15926-standaard verkregen via zogenaamde bruggen. Bruggen A en B, ook wel connectoren genoemd, begrijpen deze schema's en transformeren ze naar de iModel BIS-schema's. Van daaruit worden de verkregen gegevens samengevoegd tot een uniforme technische dataset, die vervolgens beschikbaar wordt voor visualisatie en analyse.

Tegelijkertijd wordt informatie uit de configuratie- en betrouwbaarheidsbeheertools verzameld en omgezet in een CCOM-compatibel datamodel voor de industrie. Net als bij het iModel worden deze operationele gegevens verzameld en verenigd in de operationele datahub. Daar kan het worden gerapporteerd en gecombineerd met technische gegevens en geometriegegevens die aanwezig zijn in de iModelHub, evenals IIoT-gegevens die worden geleverd via de Microsoft Azure IoT-hub, om de gebruiker een complete en realtime digitale tweeling te bieden.

Een digitale tweeling is een digitale weergave van een fysiek actief, proces of systeem, waarmee we de prestaties ervan kunnen begrijpen en modelleren. Digitale tweelingen worden continu bijgewerkt met gegevens uit meerdere bronnen, waardoor ze de huidige staat van real-world systemen of activa weergeven. Alles is met alles verbonden en het vermogen om deze informatie te gebruiken om de besluitvorming te ondersteunen, is waar de echte waarde van een digitale tweeling wordt gerealiseerd.

Waarom open, waarom verbonden, waarom nu?

Iedereen zegt "open". Maar er zijn geen gradaties van openheid - je meent het of je meent het niet. Open technologie is ontworpen om van leverancier te kunnen wisselen. Door patronen zoals open-source en open-interoperabiliteitsnormen zoals ISO 15926 en meer recentelijk ISO 18181 over te nemen en native in te bedden, wordt het voor klanten en externe ontwikkelaars zo gemakkelijk mogelijk om te communiceren met applicaties en cloudservices.

Open source en open data maken de weg vrij voor het creëren van een complete en high-fidelity digitale tweeling die een faciliteit volledig vertegenwoordigt in alle aspecten, van ontwerp, constructie, inbedrijfstelling, onderhoud en operaties.

Open en verbonden is geen doel op zich. Het is een bedrijfsstrategie die is ingebouwd in de structuur van een organisatie en waarmee gebruikers van de technologie gemakkelijk toegang hebben tot hun gegevens.