Индустриални ПК за умни фабрични приложения

Критичната роля на промишлените ПК в умните фабрики

Основни компоненти на инфраструктурата на IIoT

В основата си, Индустриалният интернет на нещата (IIoT) разчита на три основни компонента, които работят заедно: сензори, облачни услуги и инструменти за анализ на данни. Тези малки устройства, наречени сензори, събират разнообразна информация в реално време от различни фабрични процеси. След като бъдат събрани, тези данни се изпращат до големите облачни системи, където могат да бъдат анализирани по-подробно. Какво се случва след това? Е, специалистите по анализ на данни се намесват, за да направят смисъл от всички тези числа и да ги превърнат в нещо полезно за вземащите решения. Индустриалните компютри (Industrial PCs или IPCs) служат като мозък на операцията. Те приемат данните от сензорите, обработват ги и действат въз основа на получените резултати, правейки целия производствен процес по-плавен. Специалистите в индустрията говорят за масивен ръст на разходите за IIoT в умните фабрики през следващите години. Това сочи към причината, поради която качествените индустриални компютри ще стават все по-важни, ако компаниите искат производствените линии да работят ефективно, като в същото време оптимизират разходите.

Поддръжка на предиктивни системи за поддръжка

Промишлените компютри играят ключова роля при обработката на данни в реално време за системи за предиктивно поддръжане в интелигентни фабрични среди. Чрез анализиране на данни за производителността на оборудването, тези системи могат да предвидят кога машините може да се повредят, преди това да се случи, което помага за намаляване на неплановите прекъсвания и спестяване на разходи за аварийни ремонти. Автомобилният сектор е бил особено активен в прилагането на тази технология, като много производители съобщават за значителни постижения в ефективността на производствените си линии. Някои проучвания показват, че компаниите, прилагащи предиктивно поддръжане, имат около 20% по-ниски разходи за поддръжане и около 25% по-добри показатели за продуктивност. Тези данни показват колко голяма е разликата, която правят промишлените изчислителни решения, за да поддържат процесите да работят гладко и да се постигне по-голям изход от съществуващите машини в различни производствени условия.

Поддръжка на автономни производствени линии

Промишлените компютри играят централна роля при управлението на автоматизирани производствени линии, предимно защото те контролират роботи и различни машини на фабричната подова площ. Тези компютри осигуряват точно управление на операциите, така че всичко да се изпълнява гладко, когато системите работят автономно. Много фабрики вече са приели напълно автоматизирани производствени съоръжения благодарение на технологията на промишлените компютри. Поглеждайки напред, производителите виждат ясна тенденция към по-големи и по-добри решения за автоматизация, които могат да се разрастват по необходимост, като в същото време извършват повече работа на час. Най-новите разработки не правят процесите само по-бързи, а помагат и на компаниите да реагират значително по-бързо, когато клиентските нужди се променят неочаквано. Тази гъвкавост означава, че бизнесите остават конкурентоспособни дори в трудни икономически периоди.

Основни характеристики за разполагане на промишлени ПК

Утвърдена конструкция за промишлени среди

Фабриките и производствените обекти се сблъскват с всевъзможни проблеми, включително натрупване на прах, въздействие на вода и екстремни температури, които често надвишават тези, които обработват стандартните устройства. Затова индустриалните компютри трябва да са изработени изключително здраво още от самото начало. Производителите проектират тези машини така, че да издържат на грубото отношение, за да продължават да работят, когато нещата на площадката се усложнят. Организациите по стандартизация са разработили системи за класификация като IP кодове и военни стандарти, които показват колко издръжлив наистина е този индустриален компютър. Те оцеляват в ситуации, които биха унищожили нормалните десктоп компютри или лаптопи за дни. Данни от реалния свят показват, че индустриалните компютри се повреждат приблизително 70% по-рядко в сравнение с офис компютрите и служат около три пъти по-дълго, преди да се наложи подмяната им. Това ги прави разумна инвестиция, въпреки по-високите първоначални разходи за предприятията, които работят в тежки условия.

Високопроизводителни обработващи възможности

Промишлените компютри изискват сериозна изчислителна мощ, за да успяват да следят днешните изисквания в производството. Когато става дума за работни площи в заводи и производствени линии, тези машини се изправят пред далеч по-тежки работни натоварвания, отколкото обикновените настолни компютри. Затова производителите инсталират издръжливите процесори, които надминават значително стандартните потребителски компоненти. Повечето промишлени системи са оборудвани със специализирани чипове, проектирани специално за непрекъсната работа в неблагоприятни условия. Анализът на действителните показатели за представянето разкрива нещо интересно: по-добрите процесори директно водят до по-бързи производствени цикли и по-малко инциденти с простои. За компании, управляващи мащабни операции, този вид изчислителна мощ е решаваща разлика между изпълняването на плановете и закъснението в графиката.

Пълна интеграция с съществуващи системи

За да работят индустриалните компютри ефективно заедно със съществуващите системи за автоматизация и оборудване, е важно да се осигури взаимооперабилност. Когато всичко се интегрира правилно, процесите вървят по-гладко и се изпълняват по-бързо. Повечето експерти препоръчват използването на протоколи като OPC UA или RESTful API, тъй като те помагат за свързването на индустриалните компютри с по-стари системи без особени затруднения. Много производствени предприятия отбелязват подобрени резултати, когато се фокусират върху правилната комуникация между системите. Някои фабрики са постигнали до 30% увеличение в скоростта на производство след отстраняване на проблемите с интеграцията. Чрез осигуряване на съвместимост между всички компоненти, компаниите спестяват средства за ново оборудване, като в същото време постигат по-добра производителност от вече притежаваното.

Индустриални ПК в умни производствени приложения

Реално време на процесен мониторинг

Промишлените компютри са наистина важни за интелигентното производство, защото позволяват на компаниите да следят процесите си в реално време чрез напреднали системи за събиране на данни. Когато данните са налични незабавно, това позволява по-добри решения и помага за оптимизиране на работата на производствената линия. Компаниите могат бързо да забелязват проблеми и да коригират настройките на машините или да променят моментите за производство на продуктите. Според резултатите от проучвания, ясни предимства се появяват при използването на този вид система за наблюдение. Едно проучване от 2019 г. установи, че заводите, използващи наблюдение в реално време, постигнали около 15% по-добра енергийна ефективност и значително по-ниски разходи, свързани с отпадъци от материали и простои. Тези данни ни казват нещо важно относно това, че инвестицията в тези технологии се отплаща с течение на времето.

Автоматизация на контрола на качеството

Когато става въпрос за контрол на качеството в производството, индустриалните компютри предлагат нещо наистина ценно. Тези компютри могат да проверяват продуктите, докато напускат производствената линия, идентифицирайки дефекти незабавно, така че нищо некачествено да не се изпраща. Вземете един голям производител на автомобили, например, който отбеляза скок в точността на производството си с 25%, след като започна да използва индустриални компютри за проверка на качеството по линиите си на сглобяване. Резултатите говорят сами - процентът на дефекти рязко падна, докато продуктивността се повиши значително. Според индустриални отчети, фабриките, които преминават към автоматизирани системи за инспекция, обикновено виждат намаляване на дефектите от около 5% до само 2%. Такъв напредък обяснява защо толкова много производители преминават към тези интелигентни технологии за инспекция.

Оптимизация на ланцета на доставки

Промишлените компютри играят важна роля за подобряване на управлението на веригите на доставки чрез анализ на данни в реално време за неща като проследяване на инвентара и планиране на логистиката. Те помагат за свързване на различните части от веригата на доставки, така че всичко да работи по-плавно заедно, което означава, че компаниите могат да работят по-бързо и да реагират по-бързо, когато е необходимо. Взимайки една фирма за потребителски стоки като пример, те съобщиха за около 30 процента подобрение в общото представяне на веригата на доставки, след като започнаха да използват промишлени компютри за обработка на потоци данни в реално време. Това, което се случи по-нататък, също беше впечатляващо – прогнозите за търсенето станаха далеч по-точни, докато доставките на продуктите от точка А до точка Б се ускориха значително, като в някои случаи периодите на изчакване се намалиха наполовина. Такива резултати са много важни в днешни дни, когато компаниите се нуждаят от всяко предимство, което е възможно, срещу сериозната конкуренция в днешната бързо променяща се пазарна среда.

Нови технологии, които формират развитието на промишлени ПК

Интеграция на Edge AI и машинно обучение

Внедряването на Edge AI в индустриални компютри променя начина, по който фабриките обработват данни точно на местата, където това е най-важно. Тези машини изпълняват задачи, свързани с машинното обучение, които имат реално значение в нещата – например прогнозирането на евентуални повреди на оборудването, поддържането на постоянството на качеството на продуктите и по-общо – оптимизацията на операциите. Големият плюс е, че цялата тази аналитика се извършва директно на фабричния подем, без да е необходимо изпращането на данни извън територията към някакъв сървър някъде. Това означава, че решенията се вземат по-бързо, а грешките се случват по-рядко. Според индустриални отчети се очаква все повече производители да се качат на влака на изкуствения интелект в следващите години. Фабриките, които приемат тези технологии навреме, наблюдават как производствените им линии стават далеч по-надеждни, докато простоите намаляват значително. Индустриалните компютри, оборудвани с Edge AI, постоянно стават все по-добри в изпълняването на сложни задачи, които преди изискваха човешки надзор или скъпи промени в инфраструктурата.

Свързаност на цифрови двойници

Цифровите двойници променят начина, по който индустриите симулират и подобряват операциите си, чрез създаване на виртуални копия на реални съоръжения, което позволява на компаниите да следят процесите по-отблизо. Индустриалните компютри са от съществено значение за осъществяването на всичко това, като помагат на фабриките да предвиждат и решават проблеми предварително и да получават ценна информация за ежедневните операции. Когато производителите свържат всички елементи чрез индустриални компютри, те могат по-пълно да използват цифровите двойници, за да повиши ефективността във всички сфери, докато следят продуктите от началото до края на процеса. Проучвания показват, че фабрики, използващи тази технология, постигат реални прирасти както в скоростта на производството, така и в управлението на жизнения цикъл на продуктите. Това, което отличава индустриалните компютри, е тяхната способност да обработват големи обеми от данни и да извършват изчисления достатъчно бързо, за да успяват да следят сложните симулации, което обяснява защо те стават все по-важен елемент в съвременното движение на цифровите двойници.

екосистеми за производство с поддръжка 5G

С появата на 5G, индустриалните компютри ще постигнат сериозни прирасти в производителността благодарение на значително по-ниското закъснение и изключително бързите връзки. Заводите вече могат да комуникират моментално между всички видове интелигентно оборудване и системи за управление, създавайки производствени конфигурации, които бързо реагират на промените на работното място. Това, което наистина отличава 5G, не е само скоростта – изследвания показват, че тя осигурява по-добра координация между различните части на производствените линии. Машините комуникират помежду си по-бързо, така че корекциите се извършват в реално време, вместо да се чака за пакетна обработка. Напредвайки, докато компаниите разгръщат все повече инфраструктура за 5G, тези индустриални компютри ще изиграват все по-важна роля при управлението на интелигентни заводи. Те ще помогнат на производителите да извършват операции, които досега не са били възможни – от предиктивна поддръжка до подобрения в качеството на контрола в множество сектори.