Wat is Industrial Edge Computing en hoe komt het de productie ten goede?

Goedkope sensoren met high-speed communicatiemogelijkheden - beschreven als Internet of Things (IoT) -apparaten - hebben geleid tot een explosie in data-acquisitie. Gegevens zijn echter van weinig waarde, tenzij ze worden geanalyseerd om nuttige acties op te leveren. Veel IoT-sensoren en apparaten sturen hun gegevens naar de cloud voor verwerking. Edge-computing is een alternatief voor cloudgebaseerde verwerking waarvan de productie op verschillende manieren kan profiteren.

Wat is edge computing?

Stel je een netwerk voor van sensoren en computers, die allemaal gegevens verzenden naar en instructies ontvangen van een centrale server. In eenvoudige bewoordingen is dit hoe internet is georganiseerd. Aan de "rand" van dit netwerk bevinden zich de IoT-apparaten die interageren met fysieke hardware. Pompen, motoren, walserijen, robots en verpakkingsmachines zijn slechts enkele voorbeelden van de machines die kunnen worden aangesloten in een Industrial Internet of Things (IIoT).

Elk van deze machines kon data terug streamen naar een centrale server. Dit kunnen productiestatistieken zijn zoals cyclustijd of bedrijfsomstandigheden zoals temperatuur en trillingen. Inspectiesystemen kunnen beelden verzenden voor analyse en opslag. Met dergelijke gegevens kunnen operators de prestaties controleren en verbeteringsmogelijkheden identificeren, maar er zijn twee beperkingen:latentie en bandbreedte.

Latency is de vertraging die optreedt bij het verzenden en ontvangen van gegevens. Het kan erg variëren, waardoor cloudsystemen geen realtime controle kunnen uitvoeren.

Bandbreedte is de capaciteit van de "pijp" van apparaat naar server. Naarmate er meer IIoT-apparaten aan een systeem worden toegevoegd en de bemonsteringsfrequenties stijgen, groeit de hoeveelheid gegevens die wordt verzonden. Op een gegeven moment raakt de 'pipe' vol en lopen eventuele aanvullende gegevens vertraging op.

Bij het bespreken van industriële IoT verwijst edge computing naar het uitvoeren van gegevensverwerking op de machine of op het apparaat. In sommige gevallen kan hiervoor een computer op de machine nodig zijn, maar modernere IIoT-apparaten hebben edge computing-mogelijkheden. De hoeveelheid gegevens die wordt verzonden, wordt verminderd omdat alles dat onmiddellijk moet worden gereageerd, rechtstreeks op de machine wordt afgehandeld.

Hoe Edge Computing de productie ten goede komt

Voorbeelden van toepassingen voor edge computing in de productie zijn:

• Meting en inspectie
• Productieplanning en -controle
• Procesbeheersing en optimalisatie
• Voorspellend onderhoud

Bij meet- en inspectietoepassingen maakt edge computing het mogelijk om gegevens te analyseren en onmiddellijk te reageren op waargenomen problemen. Een diktemeetsysteem kan bijvoorbeeld een drift detecteren en een corrigerende actie implementeren in een walserij of coatingproces.

Op afbeeldingen gebaseerde defectdetectiesystemen maken in toenemende mate gebruik van kunstmatige intelligentie (AI) om fouten of buitensporige variabiliteit te vinden. Dit vereiste voorheen de computerbronnen van een server, maar een groeiend aantal edge computing IIoT-apparaten kan dit op de machine uitvoeren. Edge computing zorgt ervoor dat machines niet elk aspect van productiegegevens aan de server hoeven te rapporteren. In plaats daarvan rapporteert het IIoT-apparaat mogelijk alleen trends wanneer limieten worden overschreden.

Sommige productieprocessen hebben een groot aantal variabelen die het een uitdaging maken om de productconsistentie te behouden. IIoT edge-apparaten kunnen parameters zoals viscositeit, stroomsnelheden en temperatuur bewaken en AI gebruiken om input te optimaliseren bij het nastreven van een outputdoel.

Het grootste en meest volwassen gebruik van edge computing is mogelijk voorspellend onderhoud. Hiermee wordt een van de grootste uitdagingen in de productie opgelost:hoe u ongeplande uitvaltijd kunt elimineren.

Edge Computing en voorspellend onderhoud

Veel fabrikanten combineren reactief en preventief onderhoud om de beschikbaarheid van apparatuur te maximaliseren en tegelijkertijd de kosten te minimaliseren. Reactief onderhoud - een machine laten draaien totdat deze defect raakt en vervolgens reparaties uitvoeren - is een geldige strategie in situaties waarin de kosten van uitvaltijd (verlies van output, kwaliteitsproblemen, vertraagde leveringen, overuren) niet buitensporig zijn. Wanneer downtime de bedrijfsprestaties echter drastisch beïnvloedt, is preventief onderhoud de norm.

Bij preventief onderhoud gaat het om het periodiek buiten gebruik stellen van een machine en het vervangen van onderdelen en bijstellen om deze binnen de specificaties te houden. Het risico in deze strategie is dat er meer onderhoud wordt gepleegd dan nodig is om storingen te voorkomen en toch niet het juiste onderhoud uitvoert.

Predictive maintenance biedt een alternatief. Door IIoT-sensoren met edge computing-mogelijkheden te gebruiken om vitale functies op productieapparatuur te bewaken - het mechanische equivalent van het controleren van hartslag en bloeddruk - is het mogelijk om slijtage of fouten te detecteren en erop te reageren voordat ze de productie beïnvloeden.

Voorbeelden van de "vitale tekens" die kunnen worden gecontroleerd, zijn onder meer:

• Temperatuur
• Trilling
• Huidige trekking
• Vloeistofniveaus
• Debietsnelheden
• Ruis
• Snelheden en cyclustijden

Dit type bewaking kan worden toegepast in zowel discrete onderdelen- als procesproductie. Draai- en freescentra, robots en geïntegreerde assemblage- en verpakkingslijnen zijn allemaal goede kandidaten voor voorspellend onderhoud, evenals meng-, reactie-, verwerkings-, uithardings- en coatingprocessen.

Overal waar predictief onderhoud wordt toegepast, kunnen de voordelen zijn:

• Verbeterde beschikbaarheid van apparatuur
• Bescherming tegen ongeplande storingen en micro-onderbrekingen
• Verminderde proces- en productvariabiliteit
• Betere veiligheid

Vraag ATS naar uitgebreide onderhoudsoplossingen

Als toonaangevende leverancier van op technologie gebaseerd industrieel onderhoud begrijpt ATS de rol die IIoT speelt bij effectief voorspellend onderhoud. De resultaten zijn duidelijk meetbaar en omvatten minder ongeplande downtime en hogere productiviteit. Neem vandaag nog contact met ons op om erachter te komen hoe we u kunnen helpen de effectiviteit van uw onderhoudswerkzaamheden te verbeteren.