Onze (info)grafische, korte geschiedenis van het industriële internet der dingen

[BEkijk HIER VOLLEDIGE INFOGRAFIEK]

Het Internet of Things (IoT) wordt door velen aangeprezen als de volgende industriële revolutie. Het IoT is de afgelopen jaren steeds meer mainstream geworden, en toonaangevende analistenbureaus voorspellen dat het volgende decennium van continue IoT-ontwikkeling een wereldwijde omzetgroei van meer dan 2 tot 3 biljoen dollar zal opleveren. Experts uit de sector zijn het er ook over eens dat de industriële sector het meest te winnen heeft bij deze technologische revolutie, en dat het Industrial Internet of Things (IIoT) waarschijnlijk het leeuwendeel van de totale omzetgroei van IoT zal stimuleren.

Het was een lange weg naar de IIoT-revolutie van vandaag, en hoewel consumenteninnovatie een grote rol heeft gespeeld, was een groot deel van die weg geplaveid met innovatie in de industriële sector. Terwijl technologie zich in een ongekend tempo blijft ontwikkelen, is de toekomst van IIoT in de gedachten van zowel investeerders als eindgebruikers van technologie. Maar we kunnen pas weten waar we heen gaan als we weten waar we zijn geweest, en om de toekomst van het IIoT te begrijpen, moeten we al in 1968 beginnen.

Bescheiden begin

Ondanks een kater van de oudejaarsfeesten van de avond ervoor, stelde ingenieur Richard (Dick) Morley op 1 januari 1968 een memo op dat uiteindelijk leidde tot de uitvinding van de programmeerbare logische controller (PLC). Zijn creatie, de Modicon, droeg enorm bij aan de productiecapaciteiten van General Motors en had een grote invloed op de toekomst van de automatiseringsindustrie.

Dick was niet de enige die in 1968 bezig was. Met de hoop een "apparaat voor het genereren en verzenden van digitale informatie" te creëren, werkte de Amerikaanse uitvinder en zakenman Theodore G. Paraskevakos aan 's werelds eerste machine-to-machine (M2M) -apparaten. De PLC van Morley en de M2M van Paraskevakos waren de eerste kleine stapjes op de lange weg naar het IIoT van vandaag.

De basis leggen voor connectiviteit

Fast-forward naar de jaren 80 en twee cruciale IIoT-mijlpalen. De standaardisatie van Ethernet-connectiviteit in 1983 legde de basis om machines van verschillende fabrikanten fysiek met elkaar te verbinden. Zes jaar later versterkte Sir Tim Berners Lee, computerwetenschapper bij CERN, de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek, dit multi-netwerkbeheer met de uitvinding van een klein ding genaamd het World Wide Web. Lee bedacht en ontwikkelde het web om te voldoen aan de vraag naar automatische informatie-uitwisseling tussen wetenschappers in universiteiten en instituten over de hele wereld.

Terwijl het 'web' nog in de kinderschoenen stond, richtte de industriële sector zijn pijlen op interoperabele connectiviteit op de fabrieksvloer. Een groep leveranciers kwam bijeen om de groeiende zorgen aan te pakken, ook wel het 'probleem met de apparaatstuurprogramma's' genoemd. Deze groep omvatte een half dozijn bedrijven, waaronder Fisher-Rosemount, Intellution en Rockwell Software. Dit was de eerste bijeenkomst van wat we vandaag kennen als de OPC Foundation.

Connectiviteit, samenwerking en samenwerking

Toen deze leveranciers van industriële oplossingen voor het eerst bijeenkwamen, werden hun oplossingen voor mens-machine-interface (HMI) en toezichthoudende controle en data-acquisitie (SCADA) ontwikkeld met eigen communicatieprotocollen of driverbibliotheken. Toen de beste oplossingen ontstonden en industriële operators van eindgebruikers begonnen geïntegreerde architecturen te bouwen met oplossingen van meerdere leveranciers, werd de noodzaak om communicatie tussen traditioneel verschillende machines mogelijk te maken duidelijk. Leveranciers moesten ofwel middelen investeren in het ontwikkelen van functionaliteit op applicatieniveau of beginnen met het creëren van meer inclusieve verbindingen tussen oplossingen, inclusief die van concurrenten.

Sommige leveranciers besloten hun eigen Application Programming Interfaces (API's) of Driver Toolkits te maken. Hoewel dit hun eigen verbindingsproblemen oploste, beperkte het de manier waarop eindgebruikers aanvullende oplossingen konden integreren. Gelukkig overtuigde de markt de leveranciers al snel om samen te werken en veranderingen aan te brengen die in het belang van de eindgebruikers waren.

De OPC Foundation dwong veel concurrerende leveranciers om samen te werken om verbindingsproblemen op te lossen die in stand werden gehouden door propriëtaire communicatieprotocollen. De behoefte aan meer interoperabele oplossingen werd verder benadrukt in 1995, toen Microsoft Windows dominantie kreeg op de fabrieksvloer. Windows 95 was het eerste commercieel beschikbare off-the-shelf (COTS) besturingssysteem (OS) met plug-and-play-mogelijkheden om eenvoudige integratie met hardware te ondersteunen, en het stelde gebruikers in staat om te communiceren met grafische eenheden en bedieningselementen die vergelijkbaar zijn met HMI's die al worden gebruikt in de fabriek. Windows 95/NT 4.0 was ook ontwikkelaarsvriendelijker en goedkoper dan hun tegenhangers voor industriële automatisering. Toen het duidelijk werd dat Microsoft Windows het alomtegenwoordige besturingssysteem was om rond te bouwen, begon alle industriële softwareontwikkeling zich te richten op Microsoft Windows als het platform bij uitstek.

Het einde van de jaren negentig omvatte ook belangrijke vorderingen in draadloze M2M-technologie. Ethernet, toen een kwart eeuw oud, kwam naar voren als de universele connectiviteitsstandaard in industriële omgevingen. Interfacestandaarden begonnen te differentiëren per branche:de DNP en IEC 61850 die nu de energiesector domineren; BACnet in gebouwautomatisering; en aanvullende standaarden zoals Profibus, CC-Link, HART en meer. Voor elk van deze normen begonnen zich consortia te vormen. De industriële sector evolueerde snel naar het IIoT dat we vandaag kennen.

IIoT naar de massa brengen

Met een alomtegenwoordig besturingssysteem en Ethernet-backbone, werden steeds meer industriële apparaten verbonden. In 1999 zette Kevin Ashton, een Britse technologiepionier, de toon van connectiviteit voort tot in het nieuwe millennium en bedacht hij de term 'Internet of Things' om een ​​systeem te beschrijven waarbij internet via sensoren met de fysieke wereld is verbonden. Connectiviteit werd zelfs mogelijk gemaakt voor oudere apparaten, een trend die van cruciaal belang zou zijn in industriële omgevingen, waar apparatuur duur is en wordt beschouwd als een investering op langere termijn.

Misschien wel de belangrijkste IIoT-mijlpaal van de vroege jaren 2000 was de komst en wijdverbreide acceptatie van cloudtechnologieën. De introductie van Amazon Web Services in 2002 bracht de cloud naar de massa en veranderde voor altijd de manier waarop enterprise- en industriële architecturen werden gebouwd en gebruikt. Veertien jaar later bieden de cloud en virtuele machines nog steeds nieuwe kansen voor het IIoT.

In het midden van de jaren 2000, toen de consumentenwereld smartphones verwierf, kreeg de industriële wereld kleinere en intelligentere PLC's en Distributed Control Systems (DCS's). Hybride controllers en Programmable Automation Controllers (PAC's) kwamen op, en legacy-hardware evolueerde naarmate batterij- en zonne-energie betrouwbaarder en zuiniger werden. Fabrikanten kunnen sensoren aansturen over een gedistribueerde architectuur, zoals een oliepijpleiding, om intelligentie en connectiviteit tot in de verste uithoeken van een organisatie mogelijk te maken. De combinatie van wijdverbreide stroombronnen en connectiviteit met slimme apparaten begon betekenisvolle context toe te voegen aan industriële gegevens.

Gegevens worden omgezet in informatie

Context transformeerde gegevens in informatie en de industrie wendde zich opnieuw tot de OPC Foundation om nieuwe uitdagingen rond het communiceren van deze contextuele gegevens op te lossen. In 2006 reageerde de Foundation met het OPC UA-protocol waar velen nog steeds op vertrouwen. Het nieuwe OPC UA-protocol was gebaseerd op bestaande standaarden, maar was gericht op de ontwikkeling van nieuwe technologie en verbeteringen. OPC UA ontkoppelde de API van de draad en is ontworpen om te passen in Field Devices, Control Layer Applications, Manufacturing Execution Systems (MES) en Enterprise Resource Planning (ERP)-applicaties. Het generieke informatiemodel ondersteunde primitieve gegevenstypen (zoals gehele getallen, drijvende-kommawaarden en tekenreeksen), binaire structuren (zoals timers, tellers en PID's) en XML-documenten. Tot op de dag van vandaag levert OPC UA een interoperabiliteitsstandaard die gegevenstoegang biedt van de werkvloer tot de bovenste verdieping.

Tegen 2010 begonnen machine- en operationele gegevens echte waarde op te leveren, en meer organisaties probeerden hun gegevens in de loop van de tijd op te slaan en te analyseren. Als reactie daarop kwam de markt voor datahistorici van de grond en kreeg de sensortechnologie te maken met aanzienlijke prijsdalingen. Deze betaalbare en flexibele intelligentie en connectiviteit zou veel "brownfield" (reeds bestaande) industriële architecturen in het IIoT-tijdperk brengen, aangezien steeds meer legacy-apparaten werden ondersteund met sensorintelligentie en connectiviteit. Bovendien zorgden de vorderingen op het gebied van personal computing en edge-apparaten voor nog meer flexibiliteit in het vermogen van organisaties om overal en altijd toegang te krijgen tot gegevens en deze te analyseren. Leiders in de IT-industrie, waaronder Citrix en Intel, begonnen openlijk te discussiëren over best practices voor de groeiende BYOD-trend (Bring Your Own Device).

IIoT vandaag, morgen en daarna

In de afgelopen zes jaar zijn alle stukjes op hun plaats gevallen om een ​​echte en zinvolle visie voor de toekomst van het IIoT te verstevigen. Robuuste industriële connectiviteit, geavanceerde analyses, condition-based monitoring, voorspellend onderhoud, machine learning en augmented reality:dit zijn de toekomst van IIoT-concepten, ondersteund door levensvatbare technologie die vandaag beschikbaar is. Technologieleiders, waaronder GE, IBM, PTC en nog veel meer, zetten veel in op de toekomst van het IIoT. In de afgelopen twee jaar hebben grote investeringen in innovatie en acquisities deze opkomende IIoT-platforms verder verfijnd.

Het is een lange weg geweest sinds Richard Morley's katerbestendige idee voor de PLC, maar naarmate er meer aandacht en middelen worden besteed aan de vooruitgang van het IIoT, worden er nog grotere dingen verwacht in bredere markten. Volgens een recent business intelligence-rapport zal de komende vijf jaar bijna $ 6 biljoen worden uitgegeven aan IoT-oplossingen en zullen bedrijven de grootste gebruiker van IoT-oplossingen zijn.

Nu er zoveel op het spel staat, zullen er ongetwijfeld grote verschuivingen plaatsvinden in de industriële wereld. Naarmate regels veranderen en technologie zich ontwikkelt, zullen rollen evolueren en zullen bedrijfsstructuren zich aanpassen. Zo beginnen traditioneel ongelijksoortige operationele technologie- en IT-divisies samen te werken en zelfs te fuseren. We horen over deze rolverschuivingen van onze klanten, en het toenemende gebruik van traditionele IT-standaarden - zoals MQTT, WAMP en XMPP - binnen de industriële sector zijn een verder bewijs van deze transformatie. En naarmate geïntegreerde, toegankelijke gegevens de norm worden, gaan datawetenschappers die die gegevens kunnen interpreteren, steeds meer over naar leidinggevende functies bij het nemen van beslissingen.

Hoewel het moeilijk te voorspellen is hoe het IIoT precies zal evolueren, is het duidelijk dat we een omslagpunt bereiken in deze nieuwe industriële revolutie. Naarmate meer apparaten verbonden raken en er meer gegevens worden gecreëerd om te worden gebruikt in steeds krachtigere analyse- en kunstmatige-intelligentieprogramma's, is er schijnbaar geen limiet aan de vooruitgang die kan worden geboekt rond het IIoT.