Industrieel IoT en de bouwstenen voor Industrie 4.0

De Eerste Industriële Revolutie kwam tot stand aan het einde van de 18e eeuw omdat het nieuwe infrastructuur opleverde - nieuwe bouwstenen voor de economie in de vorm van onder meer stoomkracht en gemechaniseerde gereedschappen.

De Tweede Industriële Revolutie in het begin van de 20e eeuw profiteerde van elektriciteit, aardolie en automatisering.

Evenzo hebben technologieën, variërend van de komst van de pc, het internet en de vooruitgang in de telecommunicatie, de economie de afgelopen decennia getransformeerd.

Hoewel economen het niet algemeen eens zijn over het gebruik van de term 'derde industriële revolutie' om deze vooruitgang te beschrijven, is de impact van deze technologische bouwstenen op de economie aanzienlijk. Dat is waar Industrie 4.0 om de hoek komt kijken, wat een vierde industriële revolutie belooft die gebruikmaakt van een reeks opkomende technologieën.

De belofte van Industrie 4.0 is dat er nieuwe bouwstenen beschikbaar zijn die een nieuw tijdperk van verandering voor industrieën kunnen aanwakkeren. IoT en zijn industriële manifestatie, industrieel IoT, zijn twee voorbeelden. IIoT is een essentiële bouwsteen van deze digitale revolutie. Het stelt ons in staat om detectie-, meet- en monitoringtechnologieën van verschillende beschrijvingen te gebruiken om fysieke processen om te zetten in digitale informatie. Die informatieve gegevens kunnen vervolgens worden geanalyseerd en gemodelleerd om een ​​digitale tweeling van het fysieke proces te creëren, waardoor organisaties virtuele sensor-versterkte modellen kunnen optimaliseren en testen voordat ze in de echte wereld worden geïmplementeerd.

Een van de belangrijkste gebouwen die industriële IoT-adopteerders blokkeren, is draadloze connectiviteit. Hoewel bekabelde connectiviteit ongetwijfeld een golf van indrukwekkende technologieën mogelijk heeft gemaakt, wordt de toereikendheid ervan in toenemende mate in twijfel getrokken naarmate IIoT ingang vindt. Neem als voorbeeld de fabricage. Hoewel fabrikanten al tientallen jaren automatisering op de assemblagelijn omarmen, zal het soort bedrade netwerken dat ze doorgaans gebruiken om apparatuur en machines aan te sluiten, niet voldoende zijn om alle verschillende IIoT-apparaten aan te sluiten die in een fabriek van de toekomst zullen verschijnen.

Denk aan de honderden en mogelijk duizenden apparaten die moeten worden aangesloten. Deze apparaten kunnen het volgen van activa omvatten voor gereedschappen, reserveonderdelen en inventaris, omgevingsmonitoring en conditiegebaseerde monitoring van bestaande machines om de prestaties te meten. Je zou ook automatisch geleide voertuigen, digitale persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) aan de lijst kunnen toevoegen, om maar twee andere voorbeelden te noemen. Veel van deze toepassingen hebben te maken met mobiliteit. Zelfs voor die toepassingen die dat niet doen, zijn de bedradingskosten aanzienlijk. Draadloze netwerken ondersteunen niet alleen mobiliteit, maar vereenvoudigen ook de installatie en configuratie en verlagen de kosten.

Stel je naast de productie een enorme dagbouwmijn voor met autonome boor- en straalmachines, autonome ertsvrachtwagens, op afstand bestuurbare laders en treinen, om nog maar te zwijgen van rondzwervende arbeiders. Het is even duidelijk dat mobiele, draadloze connectiviteit van cruciaal belang is. Hetzelfde geldt voor het op afstand monitoren van patiënten of het verzamelen van gegevens van turbines op een offshore windpark.

Industriële activa zijn vaak mobiel. Zelfs als een activum vast is, is het zelden permanent. Dit feit is de reden waarom 4G/LTE- en 5G-netwerken vaak in één adem worden genoemd met Industrie 4.0 en IIoT. De draadloze 5G-standaard, die dit jaar voor het eerst in beperkte mate wordt uitgerold, is speciaal ontworpen om IIoT-toepassingen te ondersteunen. In tegenstelling tot sommige draadloze netwerktechnologieën, zoals wifi, zijn mobiele technologieën zeer veilig, 99,999% betrouwbaar en kunnen ze een groot aantal sensoren en apparaten aan met extreem lage latenties. Voor autonome toepassingen waar de reactietijden extreem snel moeten zijn, zijn deze overwegingen van cruciaal belang.

Veel van de geavanceerde functies van 5G zijn opgenomen als updates van de draadloze 4G/LTE-standaard. Interne Nokia-onderzoeken concludeerden dat 85% van de applicaties die door 5G zouden kunnen worden ondersteund, vandaag door 4G/LTE kunnen worden ondersteund.

Zowel 4G/LTE als 5G kunnen worden ingezet voor private netwerken met kleinschalige oplossingen, zoals het opzetten van een tijdelijk netwerk voor first responders bij een natuurramp. Ze kunnen ook enorm complexe installaties mogelijk maken die tienduizenden apparaten en gebruikers ondersteunen over een oppervlakte van wel 20.000 vierkante kilometer.

Een van de andere bouwstenen voor IIoT is multi-access edge computing (MEC). Het vervoeren van de informatie van duizenden sensoren naar verre datacenters in de cloud introduceert latenties die het voor veel industriële toepassingen een uitdaging maken om met voldoende snelheid te reageren. In het geval van videomonitoring heeft het bijvoorbeeld weinig zin om terabytes aan streaming videogegevens te transporteren die een vrijwel onveranderlijk beeld van de veiligheidsperimeter laten zien. Edge-verwerking zorgt voor zeer lage latenties en kan worden gebruikt om gegevens te analyseren, inclusief video- of audiostreams. Met de technologie kunnen alleen beelden met betrekking tot afwijkend gedrag worden verzonden naar een externe operator die mogelijk geïnteresseerd is om deze te bekijken.

Gelukkig maken edge-verwerkingsbronnen deel uit van de 5G-architectuur, een volledig gevirtualiseerd, softwaregedefinieerd netwerk. Met andere woorden, het lokale 5G-netwerk kan gemakkelijk de gevirtualiseerde edge computing-resources hosten die de lokale IIoT-applicaties nodig hebben. In die zin kan het functioneren als een platform voor het bouwen van verschillende soorten IIoT-gebaseerde applicaties, waarbij niet alleen digitale connectiviteit wordt geboden, maar ook de edge-gebaseerde computerbronnen.

Naast deze technologische bouwstenen is het voor veel industrieën ook essentieel om deze technologie holistisch te leren benaderen. De belofte van slimme steden, fabrieken, mijnen en ziekenhuizen is het delen van gegevens en intelligentie uit verschillende gebieden. De echte magie van machine learning is om correlaties te zien tussen enorme hoeveelheden gegevens, die anders aan de aandacht van menselijke analisten zouden ontsnappen. Medewerkers van Operations Technology (OT) beschouwen technologie vaak als een hulpmiddel voor geïsoleerde puntoplossingen. Ze moeten nauwer samenwerken met IT, die over het algemeen een holistische, platformbenadering van technologie heeft. Deze samenwerking tussen OT en IT zal van cruciaal belang zijn om de voordelen van industriële IoT en ondersteunende technologieën zoals 5G en edge computing volledig te realiseren. Een dergelijke samenwerking, ondersteund door krachtige ondersteuning van het management, kan ervoor zorgen dat uw technologische bouwstenen zo goed mogelijk zijn afgestemd op uw zakelijke behoeften.

Houman leidt Nokia's marketinginspanningen voor grote ondernemingen en hyperscalers. Hij is gepassioneerd door alle nieuwe manieren waarop netwerk-, analyse- en IoT-technologieën kunnen worden toegepast om de manier waarop hun bedrijf wordt gedaan en gerund, te transformeren. Hij leidde ook de marketing voor Nokia's IP-routeringsportfolio. Eerder maakte hij deel uit van het tot leven brengen van de Nuage Networks-onderneming voor cloudnetwerken, een bedrijf dat gespecialiseerd is in datacentervirtualisatie en SDN voor datacenters en filialen (SD-WAN). Hij heeft ook leidinggevende functies op het gebied van productmanagement bekleed bij door durfkapitaal gesteunde start-ups en multinationale ondernemingen. Houman heeft een MBA van UC Berkeley en een Masters Degree in Electrical Engineering van Columbia University.