Cloud Computing voor fabrikanten: Een praktische gids

Bijgewerkt: 21 januari 2021

Hier is wat we behandelen in dit diepgaande artikel over cloud computing in de productie:

• Inleiding tot cloud computing in de productie
• Wat is cloud computing?
• Wat is een cloud computing platform?
• Voordelen en use cases van de cloud in de productie
• De relatie tussen Edge en Cloud
• Hoe het connectiviteitslandschap in de productie verandert

Inleiding tot cloud computing in de productie

Cloud computing vergroot zijn aanwezigheid in de productie naarmate fabrikanten en OEMs steeds meer vertrouwen op data om hun beslissingen te sturen. Dataverzameling is zelf meer een verwachting dan een anomalie op de werkvloer. Tussen IoT-verbonden industriële machines, operator-interfaces, leveranciersdata, vraagvoorspellingen en een hoop andere datastromen, vinden veel bedrijven zichzelf overstort met meer data dan ze weten te benutten. Zelfs best-in-class bedrijven gemiddeld ongeveer 50% data-gebruik voor besluitvorming, met achterblijvers die maar 30% halen.

Een grote beperkende factor voor het benutten van verzamelde data is de pure kracht die het kan kosten om dergelijke enorme hoeveelheden data te analyseren en betekenis uit te halen. Veel bedrijven die dataverzamelingsapparaten hebben geïnstalleerd, startten hun analytics-reis met interne data scientists op interne machines, maar raakten snel overstort. Data-opslag, back-ups, offsite back-ups, databeveiliging, bovenop de hardware om effectief en snel machine learning-technieken te gebruiken voor de diepste en nauwkeurigste inzichten – deze dingen tellen snel op, zowel in tijd als in geld.

Daaruit blinkt de cloud. De cloud biedt praktisch onbeperkte data-opslag voor een fractie van de kosten van interne opslag. Ondanks een (nu aflopende) populaire mening, is data bij een betrouwbare cloud-provider veiliger dan op een interne server. Omdat het een hoofdfactor is van hun hele businessmodel, niet een toevoeging of bijzaak zoals bij de meeste bedrijven die interne opslag overwegen, neigen cloud-platforms ertoe meer geavanceerde opslag en diepere bescherming te hebben dan wat on-premises door de meeste bedrijven bereikt zou worden. Cloud-providers stemmen ermee in een bepaald beveiligingsniveau te handhaven, op de hoogte te blijven van bekende beveiligingsrisico's naarmate ze evolueren, en velen kunnen bedrijven verzekeren tegen de mogelijkheid van een datalekkage. Wat fysieke veiligheid betreft, onderhouden cloud-providers hogere redundantie (inclusief offsite kopieën op een andere locatie in geval van brand, overstroming of andere natuurlijke of door mensen gemaakte rampen), zodat het risico op dataverlies aanzienlijk verminderd is.

Wat rekencracht betreft, kan het delen van hardwarebronnen via de cloud bedrijven exponentieel meer rekencracht per dollar bieden dan interne machines. Fabrikanten krijgen toegang tot uitermate dure hardware door bronnen te delen met anderen via het internet. Diepe analyse en het gebruik van zelfs complexe machine learning-technieken op enorme hoeveelheden data worden mogelijk zonder besluitvorming te vertragen door trage hardware. Cloud computing is doorgaans centen op de dollar vergeleken met het kopen (en onderhouden) van interne apparatuur met aanzienlijk hogere uptime en gebruiksgemak.

Voor al zijn voordelen die we later dieper zullen behandelen, blijft er één belangrijke vraag: Wat is de cloud? De vraag spukt nog in het hoofd van velen die een vaag idee hebben maar het nog niet uitgewerkt hebben zien. Laten we precies definiëren wat de cloud betekent, vooral in de context van de productie.

Wat is cloud computing?

Cloud computing is een manier om computerbronnen on-demand te benaderen zonder die actief te hoeven beheren. Toegang geschiedt meestal via het internet. De typen bronnen die beschikbaar zijn met cloud computing omvatten rekencracht en data-opslag. Het is alsof u bijna onbeperkte harde schijven, GPU's en CPU's heeft, die allemaal goed onderhouden en up-to-date zijn voor een lage prijs die vanaf bijna overal toegankelijk is met betere beveiliging en uptime dan lokale machines, zonder extra IT-personeel in te huren, apparatuur te kopen of infrastructuur te wijzigen naarmate het bedrijf schaalt.

Eenvoudig gezegd: cloud computing gaat om toegang tot top-computerbronnen voor een redelijke kost. Het businessmodel werkt voor cloud-providers omdat ze toenemende ROI op hun high-tech-aanbod krijgen naarmate ze meer mensen effectief bedienen. Iedereen wint.

Cloud computing werkt goed samen met edge computing. Cloud computing kan high-frequency data verzamelen en langdurig opslaan – veel meer dan realistisch haalbaar on-premises. Het stelt dan diepe analyse van deze data in die te resource-intensief zou zijn voor edge computing-scenario's. De combinatie van de technologieën zorgt voor data-gestuurde real-time beslissingen alsook langetermijn strategische analyse en besluitvorming.

Om edge computing te begrijpen helpt het om een IoT-oplossing te zien als doorgaans drie componenten hebbend:

• Things zoals IoT-apparaten, die sensordata genereren.
• Insights die u uit deze data haalt.
• Actions die u uitvoert op basis van deze inzichten om een of andere waarde te leveren.

Met cloud computing verplaatst u de insights- en actions-componenten van binnen de productiefaciliteit naar krachtigere hardware op een andere locatie, meestal via het internet, maar soms via satelliet of een andere transmissiemethode. Met andere woorden, u kunt uw data wegsturen voor opslag of analyse om later te kunnen handelen op basis van daaraan afgeleide inzichten.

Wat is een cloud computing platform?

Een Cloud Computing Platform is een oplossing voor het aanbieden van cloud computing-diensten. Een van de bekendste cloud-platformen is Amazon Web Services (AWS).

Cloud computing-platformen hanteren workloads die te intensief, tijdrovend of (in sommige scenario's) gevoelig zijn om on-premises uit te voeren. In een edge computing-scenario kan high-frequency machinedata geanalyseerd worden door edge computing-apparaten om real-time inzichten af te leiden die direct kunnen worden gevolgd – zoals het uitschakelen van een machine met een gedetecteerd beveiligingsrisico – terwijl cloud computing de volledige datastromen kan hanteren die te zwaar zouden zijn voor een edge-systeem, wat opslag en diepere inzichten toelaat die vervolgens terug in het productiesysteem kunnen worden doorgegeven, vaak zelfs responsen van edge-apparaten sturende.

MachineMetrics is een AWS Industrial Software Competency Partner om de meest veilige, hoogpresterende, veerkrachtige en efficiënte cloud-infrastructuur voor industriële toepassingen te garanderen.

Voordelen en Use Cases van Cloud Computing in de Productie

Velen zijn zich bewust van de betaalbare data-opslagoplossingen die de cloud biedt. Wat u misschien niet weet, is de flexibiliteit, single-source-of-truth, customization en geavanceerde analytische voordelen die cloud-platformen aan de tafel brengen voor zowel fabrikanten als OEMs.

Beginnend bij OEMs, de reis naar het bouwen van geoptimaliseerde apparatuur of IIoT-hardware die de harde omstandigheden van werkvloeren kan weerstaan, begint met dataverzameling. Het dataverzamelingsproces richt zich in dit geval op hoe machines presteren in specifieke omgevingen. De industriële cloud biedt een platform voor het verzamelen van machinedata van alle IoT-ingeschakelde apparatuur die uw onderneming ooit heeft verkocht, zonder uit ruimte te lopen.

De cloud fungeert als platform om deze big data sets te aggregeren en geavanceerde algoritmen te ontwikkelen om ze te analyseren. Als OEM kunt u ervoor kiezen om de inzichten te gebruiken voor het ontwikkelen van remote servicing-plannen of Data-as-a-Service-pakketten om eindgebruikers te helpen het gebruik van hun apparatuur te optimaliseren. Nogmaals speelt kosten een rol.

De kosten van een cloud-oplossing die nooit uit ruimte loopt, zijn aanzienlijk lager dan wat het kost om individuele on-premise opslagfaciliteiten te exploiteren. De aankoop van een hoogpresterend on-premise opslagsysteem kan $100.000 kosten, niet meegerekend de terugkerende kosten voor het onderhouden van het systeem. Aan de andere kant zou een cloud-abonnementplan veel keer minder kosten en geen overheadkosten hebben voor upgrades en verdere verbeteringen.

Het Cloud Platform gebouwd voor de productie brengt het beste van beide werelden naar elke OEM. Dit omvat oneindige opslagruimte en een hoogpresterend platform voor het aggregeren van data, remote machinemonitoring, en elke IIoT-rekenvereiste die uw onderneming nodig kan hebben.

Vanuit het perspectief van een fabrikant biedt de Cloud oneindige data-opslag voor het bijhouden van productiegeschiedenis, het krijgen van zichtbaarheid in operaties op afstand, en het bouwen van geavanceerde algoritmen om machine-storingen te detecteren voordat ze gebeuren.

Naast de bovenstaande voordelen zullen fabrikanten ook de onderstaande voordelen ervaren:

Flexibiliteit

Productieactiviteiten fluctueren volgens klantvraag. Deze fluctuaties betekenen dat een flexibel opslag- en computesysteem vereist is om optimale dataverzameling, analytics en operaties te garanderen. Cloud-platformen bieden deze resource-flexibiliteit wanneer u meer productiecapaciteit aan uw werkvloer toevoegt. Het biedt ook een gecentraliseerde opslaglocatie voor de meerdere faciliteiten die u wilt digitaliseren.

Databeveiliging

Digitalisatie brengt cybersecurity-dreigingen met zich mee die tot downtime en datadiefstal kunnen leiden. Een goed gebouwd cloud-platform integreert het gebruik van enterprise-grade beveiligingsmanagementsystemen om uw data te beschermen en beveiligingsrisico's te verminderen.

Backup en Herstel

Dataverzamelings- en managementsystemen zijn bijna onfeilbaar maar niet volledig. Dus wanneer fouten of incidenten die leiden tot dataverlies optreden, is het belangrijk dat een backup- en hersteloplossing aanwezig is. Met het juiste cloud-platform blijft uw machinedata veilig en geback-up tegen complete dataverlies.

Geautomatiseerde Upgrades

Een kenmerk van cloud computing is de upgrades en nieuwe features die als onderdeel van het pakket komen. Dit omvat nieuwe applicaties, beveiligingscertificaten en communicatieprotocollen die bij elke technologie-upgrade zonder extra kosten worden toegevoegd.

Verbeterde klantondersteuning

Wat veel cloud service providers niet noemen, is de leercurve die komt met het gebruik van nieuwe technologie. Om snel te starten en de voordelen van de industriële cloud te plukken, kan klantondersteuning nodig zijn. Kijk naar leveranciers die niet alleen de technologie hebben die u nodig heeft, maar u ook kunnen helpen een cloud computing-strategie succesvol te implementeren.

De Cloud, De Edge, of Beiden?

We hebben een compleet artikel over het verschil tussen cloud computing en edge computing in de productie, dus we houden dit kort.

De cloud en edge zijn twee distincte technologieën, maar worden vaak in tandem gebruikt vanwege hun compenserende sterktes. In het hart van de relatie verwerkt edge computing data die tijdsgevoelig is en onderneemt actie, terwijl cloud computing data aggregeert in een gecentraliseerde locatie die niet tijdig hoeft te worden aangepakt.

In een complete IIoT-infrastructuur kunnen fabrikanten zowel de edge gebruiken voor real-time dataverzameling, predictieve analytics en autonoom besluitvorming, en de cloud voor geaggregeerde data-analyse, benchmarking en trendanalyse.

Deze voordelen en nadelen gaan door:

Hoe het connectiviteitslandschap in de productie verandert

We weten dat het doel van de Industriële IoT is om geavanceerde analytics toe te passen op enorme hoeveelheden machinedata, allemaal met het doel ongeplande downtime te verminderen, de totale kosten van machine-onderhoud te verlagen en machine learning-mogelijkheden te benutten voor continue verbeteringsinitiatieven. De cloud is instrumentieel geweest in het mogelijk maken van dit soort massive data-acquisitie, -overdracht en -analyse.

Terwijl edge computing en analytics data-gestuurde besluitvorming naar een nieuw niveau van snelheid en real-time nauwkeurigheid tillen door de fysieke afstand tussen de machines en de dataverwerking te verkleinen, houdt cloud computing nog steeds een vaste plaats voor langetermijnopslag en diepe analyse. Voor bedrijven die data uit veel bronnen verkrijgen, helpt de cloud:

•       Data centraliseren tussen machines of zelfs faciliteiten voor langetermijn strategische analyse
•       Beschikbaarheid van de analytics voor een breder scala aan bedrijven en gebruikers omdat informatie gemakkelijk remote toegankelijk is, evenals door meerdere gebruikers tegelijk
•       Beschikbaarheid van computerbronnen voor snellere besluitvorming met zelfs geavanceerde analysetechnieken zoals die soms gezien worden met AI en ML alsook volledig schaalbare opslag
•       Databeveiliging zowel qua privacy-inbreuk als fysieke bescherming zodat investeringen in dataverzameling positieve actie drijven met een lager risico op verlies of reputatieschade

Al deze realiteiten, afgehandeld door cloud computing, stellen fabrikanten in staat om kosten te verlagen en efficiëntie te verhogen. Cloud computing stelt zelfs kleine series productie in staat met dezelfde waarde die een grootschalige productie zou ervaren. Met cloud computing is al dit beschikbaar zonder de noodzaak voor intern onderhoud of beheer van de rekenapparaten.

Wanneer inzichten nodig zijn, is de cloud de oplossing waar fabrikanten naar moeten kijken. Het toepassen van AI en machine learning-algoritmen om problemen te visualiseren, diagnosticeren en voorspellen is een doel dat gemakkelijker bereikt kan worden met betaalbare, schaalbare rekenbronnen. Predictieve inzichten stellen teams in staat om langetermijnstrategieën te creëren die mee kunnen evolueren met de data alsook snel te kunnen schakelen wanneer data begint te wijzen op een andere oplossing. Langetermijnopslag van grote bibliotheken historische data betekent dat uw team zich nooit hoeft te maken over het missen van cruciale databronnen wanneer onvoorziene kansen voor analyse ontstaan.

Industriële productie staat op de vlakte van een revolutie dankzij het potentieel van cloud computing, vooral gecombineerd met edge computing. In combinatie met een nieuwe generatie slimme IoT edge-apparaten, zullen cloud computing-toepassingen de productie in de komende decennia volledig transformeren om betere efficiëntie en productiviteit te drijven terwijl ook kosten beheerst blijven.