Eclipse Unide – Stappen om industriële apparaten te begrijpen

Als ik op vakantie ga naar het buitenland, leer ik vaak een paar woorden van de lokale taal om rond te komen. Er is geen tijd of noodzaak om volledig vloeiend te zijn. Maar het is handig om een ​​handvol eenvoudige zinnen te kennen. Er zijn mini-zinnenboeken met de basis (hallo, ik heb honger, enz.). En in de loop van de tijd heb ik een verzameling verzameld die me veel heeft geholpen. We hebben te maken met een vergelijkbare situatie in Industrie 4.0:

"Er zijn veel verschillende machines die veel verschillende talen en accenten gebruiken." tweet dit

Vooral oudere machines spreken geen nieuwe protocollen (bijv. OPC-UA). En toch moeten we begrijpen hoe we hun toestand kunnen controleren of specifieke metingen kunnen interpreteren.

Als er een eenvoudige benadering was die we konden volgen om dergelijke branchespecifieke inhoud te verzenden en te begrijpen die voor meerdere systemen is geïmplementeerd, zouden we goed op weg zijn naar een verbonden branche.

Door praktische ervaring en samenwerking met klanten en partners hebben we geleerd welke informatie essentieel is om industriële apparaten te begrijpen. Bij het verzenden van meetgegevens bijvoorbeeld, is de enige manier om deze informatie te interpreteren als we ook het momenteel geproduceerde onderdeel- of lotnummer en de machine-identificatie hebben.

We begonnen deze informatie vast te leggen in een eenvoudige payload. Net als in het praktijkvoorbeeld dat ik noemde, waar je dezelfde zinnen op een telefoon, in een brief of persoonlijk kunt gebruiken, is de payload bedoeld om via verschillende protocollen (REST, MQTT, AMQP) te worden verzonden.

Na succesvol gebruik in een productieomgeving met partners en klanten, willen we samen met de Eclipse Community voorbeeldimplementaties ontwikkelen voor het uitwisselen van dergelijke payloads.

Waarom Production Performance Management Protocol (PPMP)?

Opvallend is dat de afgelopen jaren de vraag, de prijsdruk en de complexiteit van de productie voortdurend zijn toegenomen. Dingen moeten sneller gaan, flexibeler zijn en aan hogere kwaliteitsnormen voldoen. Optimalisatie in dit opzicht wordt vaak Production Performance Management (PPM) genoemd. De basis voor deze optimalisatie is informatie van de machines en apparaten gerelateerd aan een product, zoals:

• Koppel en hoek voor een aandraaiproces
• Instroom / uitstroom van een smoorplaatteststation
• Energieverbruik van spindels in een snijproces

Richtlijnen voor eenrichtingsuitwisseling van informatie

• De structuur van de gegevens moet flexibel genoeg zijn om via meerdere transportprotocollen te worden vervoerd, om te voorkomen dat het wiel opnieuw wordt uitgevonden en om gebruik te maken van bestaande technologie;
• in elk geval hetzelfde, zodat dezelfde software kan worden gebruikt om de gegevens te interpreteren;
• gemakkelijk te begrijpen, om ervoor te zorgen dat implementatie in een aangepaste omgeving geen hindernis is;
• zo eenvoudig mogelijk, om te voorkomen dat er een eigenzinnig kader ontstaat;
• en toch voldoende informatie bevatten voor de use cases, om aan de functionele eisen te voldoen.

Tegenwoordig worden gloednieuwe machines en software vaak geleverd met krachtige communicatiemogelijkheden. Voor oudere machines, kleinere fabrieken en KMO's (Kleine en Middelgrote Ondernemingen) kan het een uitdaging zijn om de achterstand op te lopen met de complexe IT-standaarden die opduiken. Soms legt de hardware zelf limieten op.

Desalniettemin is monitoring in een productieomgeving het meest zinvol als er geen blinde vlekken zijn. Een manier om dat te bereiken is door machines en software te upgraden. Retrofitten is iets anders. Voor dat laatste moet de drempel zo laag mogelijk zijn. Er moeten echter enkele richtlijnen zijn voor een eenrichtingsuitwisseling van de meest noodzakelijke informatie (machinemeldingen, metingen).

We hebben besloten dat de kleinste gemene deler van noodzakelijke informatie de verplichte velden omvat, dat gemeenschappelijke relevante informatie optioneel moet zijn. Er moet ook de mogelijkheid zijn om extensiepunten toe te voegen via metadata.

Industriële voordelen van Eclipse Unide

Eclipse Unide heeft als doel PPM betaalbaar te maken voor kleinere organisaties. Daarom vermindert het de kosten en complexiteit van datacommunicatie. Door middel van voorbeeldimplementaties van een eenvoudige informatiestructuur (PPMP) die is afgestemd op productieomgevingen, willen we de gemeenschap aanmoedigen om deze structuur samen te gebruiken, te delen en te ontwikkelen.

PPMP is geïntroduceerd als onderdeel van een PPM-testbed in een middelgrote Bosch-fabriek, in samenwerking met veel MKB-bedrijven als partners en leveranciers. Dit testbed heeft tot doel een ecosysteem te creëren waarmee KMO's en grotere bedrijven efficiënt kunnen samenwerken.

PPMP speelt een belangrijke rol door te zorgen voor interoperabiliteit tussen verschillende soorten apparaten en software. Het is ontworpen om machine- en sensorgegevens van verschillende apparaten te verzamelen en samen te voegen. Het richt zich op het definiëren van JSON-payload, die kan worden overgedragen via verschillende transporten (REST, AMQP, MQTT, enz.). De primaire doelen van PPMP zijn:

• Apparaten integreren (over domeinen heen, bijv. productie of energie) voor gegevensaggregatie en verzamelingsdoeleinden
• Een zeer lichtgewicht en gebruiksvriendelijke oplossing bieden voor kleine en middelgrote ondernemingen (MKB)

Bosch initieert een open standaard voor industrie 4.0 en het IoT waar zowel grote bedrijven als kleine en middelgrote bedrijven van zullen profiteren.

Waarom open source? En waarom Eclipse Unide?

PPMP breidt de bestaande Eclipse IoT-wereld uit door een eenvoudig en lichtgewicht formaat te bieden voor het verzamelen van gegevens van industriële sensoren en machines. Het richt zich op het normaliseren van tijdreeksen en waarschuwingsberichten. Het kan worden getransporteerd door protocollen, waaronder REST, AMQP en MQTT. Net als PPMP vereisen deze technologieën geen complexe en dure middleware, en brengen hun systemen ook geen extra licentiekosten met zich mee.

Eclipse is een uitstekend platform voor het ontwikkelen van PPMP-voorbeeldimplementaties en het hands-on ontwikkelen van het formaat met de gemeenschap. Deze inspanning zou zelfs de krachten kunnen bundelen met bestaande Eclipse IoT-projecten zoals Eclipse hono, Eclipse Paho of Eclipse Kura. Over het algemeen heeft Eclipse het perfecte wereldwijde IoT-ecosysteem om dit project te starten en om van verschillende communityleden te leren. We kunnen onze branchekennis leveren voor een duurzame en branchespecifieke ontwikkeling van het IoT-ecosysteem, en ook voor een succesvol Eclipse Unide-project.

Onze stap naar open standaarden voor een digitale fabriek wordt ook ondersteund door een recent onderzoek (alleen in het Duits):55% van de deelnemers aan een branche-evenement verklaarde dat open standaarden belangrijk zijn om Industrie 4.0 te implementeren.

Volgende stappen

Het Eclipse Unide-project publiceert de huidige versie van Production Performance Management Protocol (PPMP) en ontwikkelt eenvoudige server-/clientimplementaties. De implementaties slaan de payloads op in een database en geven ze weer via een eenvoudige gebruikersinterface. Iedereen kan deze monsters vervolgens gebruiken voor hun aangepaste conditiebewakingstoepassingen.