Hoe MQTT-makelaars en edge-platforms de productie van Industry 4.0 mogelijk maken

Industrie 4.0 maakt gebruik van computertools die ruwe productiegegevens omzetten in bruikbare inzichten, waardoor de winst en de efficiëntie worden gestimuleerd. Onder deze tools zijn datatransportprotocollen (OPC-UA, MTConnect en MQTT) van cruciaal belang voor het verplaatsen van informatie van Industrial Internet of Things (IIoT)-apparaten naar edge-gateways, bedrijfsservers en de cloud.

MQTT, een lichtgewicht publicatie-/abonneerprotocol, is met name geschikt voor fabrieksomgevingen waar de connectiviteit intermitterend kan zijn en de bandbreedte beperkt. Softwareleveranciers zoals FairCom en HiveMQ MQTT-makelaars bieden die de berichtenstroom tussen apparaten en consumenten beheren.

“Als een extern apparaat – bijvoorbeeld een oliepijpleidingsensor – gegevens moet verzenden, publiceert het in korte bursts zodra er bandbreedte beschikbaar is”, legt Ravi Subramanyan, HiveMQ’s directeur Industry Solutions for Manufacturing, uit. “Dit asynchrone model is veel efficiënter dan het pollen van onbetrouwbare links.”

Permanente berichtenuitwisseling met ingebedde databases

FairCom’s MQTT-broker, FairCom MQ, verschilt van andere makelaars door een lichtgewicht database in te sluiten. Deze functie biedt echte persistente berichten- en opslag- en doorstuurmogelijkheden, zodat berichten bewaard blijven, zelfs wanneer een apparaat tijdelijk de verbinding verliest.

Evaldo de Oliveira, VP Business Development bij FairCom, merkt op:"Eenmalig publiceren, op elk moment abonneren. De makelaar slaat de gegevens op totdat de abonnee er klaar voor is, waardoor het triviaal wordt om apps voor analyse of voorspellend onderhoud te bouwen."

Victoria “Tori” Jones, een technisch schrijver van FairCom, voegt hieraan toe:“Historische gegevens kunnen worden afgespeeld op nieuwe machines door ze eenvoudigweg te abonneren op het relevante onderwerp.”

Edge computing voor realtime beslissingen

Productievloeren hebben gegevens van minuut tot minuut nodig om defecten te voorkomen en de doorvoer te optimaliseren. Edge-oplossingen van HiveMQ en FairCom maken verwerking in bijna realtime dicht bij de bron mogelijk, waardoor de latentie wordt verminderd en de belasting van cloudinfrastructuren wordt verlicht.

Subramanyan benadrukt:"Edge-apparaten kunnen lokaal snelle analyses uitvoeren, waardoor onmiddellijke acties worden ondernomen. Wanneer diepere inzichten nodig zijn, worden gegevens doorgestuurd naar de onderneming of de cloud voor geavanceerde analyses zoals voorspellend onderhoud."

FairCom Edge, een alles-in-één IIoT-gegevensbeheerplatform, draait op lichtgewicht gateways en ondersteunt meerdere protocollen. De transformatiemotor kan datastromen converteren en verrijken, waardoor operationele technologie (OT) wordt overbrugd met informatietechnologie (IT)-systemen.

De Oliveira stelt:“De kernwaarde van Edge computing ligt in de verwerking van gegevens (snelheid, transformatie en verrijking) en niet alleen in rekenkracht.”

MQTT is niet de enige optie

Ed Lapira, CEO van Predictronics, legt uit dat MQTT niet universeel wordt toegepast. "Ons platform voor realtime gegevensverzameling wordt aangestuurd door de eisen van de klant. We ondersteunen een protocol alleen als een klant er specifiek om vraagt."

Predictronics gebruikt voornamelijk OPC-UA voor controller-, PLC- of SCADA-gegevens, en MTConnect voor CNC-machines. “Al deze protocollen dienen hetzelfde doel:betrouwbare gegevensoverdracht vanaf industriële apparatuur”, zegt Lapira.

Kortom, MQTT-makelaars met ingebedde persistentie en edge-centrische architecturen zijn krachtige enablers van Industrie 4.0, maar fabrikanten evalueren ook protocollen zoals OPC-UA en MTConnect op basis van specifieke operationele behoeften.