Miten optimoida teollisuustietokonetta jatkuvaa käyttöä varten 24/7

Oleelliset laitteistovaatimukset 24/7-teollisuuskoneiden optimointiin

Prosessorien ja RAM-muistien valinta jatkuvaa käyttöä varten

Parhaan mahdollisen hyödyn teollisuuskoneista saa aikaan oikeiden prosessorien ja RAM-muistien valinnalla, jotta jatkuvat työmäärät hoituvat vaivatta. Teollisuuden PC-prosessorien tulee olla todella tehokkaita useiden tehtävien samanaikaisessa käsittelyssä ja reaaliaikaisen datan prosessoinnissa erilaisten tehdasolosuhteiden sovellusten kautta. Kiinnitä huomiota ydinten lukumäärään ja kellotaajuuksiin, sillä nämä tekijät määrittävät suorituskyvyn paineessa. Älä myöskään unohda RAM-muistia, sillä sillä on suuri rooli järjestelmän saumattomassa toiminnassa. Useimmissa järjestelmissä tulisi aloittaa noin 8 gigan RAM-muistilla perustasolta, mutta varaa tilaa laajennukselle, kun ohjelmistovaatimukset kiristyvät myöhemmin. Myös monet valmistajat ovat huomanneet, että vihreämpi lähestymistapa kannattaa. Alhaisemman virrankulutuksen komponentit vähentävät sähkönlaskuja pitkäaikaisesti, joten yritykset säästävät rahaa ja samalla saavat järjestelmiltä hyvää suorituskykyä. Tämä tasapaino kustannusten hallinnan ja laskentatehon välillä ratkaisee päivittäisten toimintojen onnistumisen valmistavissa yrityksissä yleisesti.

SSD vs HDD: Tallennusratkaisut luotettavuutta varten

SSD- ja HDD-levyjen valinnalla on suuri merkitys teollisen tietokoneen suorituskykyyn ja luotettavuuteen pitkäaikaisessa käytössä. SSD-levyt erottuvat erityisesti nopeudessaan, joka on huomattavasti parempaa kuin HDD-levyillä, erityisesti tehtävissä, joissa tarvitaan nopeaa tietojen käsittelyä tai nopeaa käsiteltävyyttä. Koska niissä ei ole liikkuvia osia, SSD-levyt säilyttävät vakauden jopa raskaiden kuormitusten alla, mikä on erityisen tärkeää tehtaissa tai muissa vaativissa olosuhteissa. Kestävyys on myös toinen SSD-levyjen etu. Ne eivät hajoa yhtä usein kuin perinteiset kovalevyt. Joidenkin teollisuusraporttien mukaan SSD-levyjen vuosittaiset vioittumisasteet ovat alle 1 %, kun taas HDD-levyt vioittuvat useammin vaativissa teollisuusoLOSUHTEISSA. Yrityksille, joiden kriittisissä toiminnoissa jokainen sekunti on arvokas, SSD-levyjen käyttö RAID-konfiguraatioiden yhteydessä tarjoaa lisäsuojauksen tietojen menetyksiä vastaan. Tällaiset järjestelmät auttavat ylläpitämään liiketoiminnan jatkuvuutta pitämällä aina saatavilla useita kopioita tärkeistä tiedoista – asia, johon valmistavat tehtaat ja logistiikkakeskukset eivät voi elää ilman.

Laajennuspaikat tulevaisuuden varmuuden vuoksi

Teollisten tietokoneiden osalta riittävät laajennuspaikat ovat erittäin tärkeitä, jos niiden halutaan kestävän tulevat teknologiset muutokset. Laajennuspaikat tekevät päivityksistä ja lisälaitteiden lisäämisestä paljon helpompaa, etenkin kun teknologia kehittyy nopeasti. Standardit, kuten PCIe, tarkoittavat, että järjestelmät voivat hyväksyä erilaisia komponentteja, mikä parantaa niiden suorituskykyä. Otetaan esimerkiksi PCIe-liitännät, ne mahdollistavat nopeamman tiedonsiirron tietokoneen ja esimerkiksi näytönohjaimien tai lisäverkkosovittimien välillä, mikä on erityisen tärkeää tilanteissa, joissa suorituskyky on kriittistä. Teollisten tietokoneiden valinta, joissa on runsaasti laajennusmahdollisuuksia, tarkoittaa, että yritysten ei tarvitse vaihtaa koko järjestelmiä aina kun uusi teknologia tulee. Voit vain liittää käyttöön sen, mikä toimii parhaiten juuri nyt, ja olla silti valmis tuleviin muutoksiin sijoittamatta koko järjestelmää uudelleen.

Teollisuustietokoneiden optimoinnin ympäristökestävyys

IP-luokitukset pölyn ja kosteuden suojaamiseksi

Kun halutaan suojata teollisuustietokoneita esimerkiksi pölyn ja kosteuden tunkeutumiselta, on tärkeää ymmärtää IP-luokituksen merkitys. IP tarkoittaa Ingress Protection eli tulonsuojaa, joka kertoo kuinka hyvin laite pysäyttää kiinteät hiukkaset ja nesteen. Esimerkiksi IP54 estää suurimman osan pölystä ja siihen sattuvat roiskeet eivät vahvista sitä. Sen sijaan IP68 tarkoittaa täydellistä pölynkestävyyttä ja että laite voi olla upotettuna veteen vahingoittumatta. Olemme nähneet monia tapauksia, joissa koneet ovat rikkoutuneet ajan mittaan, koska pöly tai kosteus on päässyt sisään herkille komponenteille. Korkeamman suojaluokan käyttö vähentää odottamattomia vikoja ja laitteet kestävät pidempään. Teollisuudessa tai ulkokäytössä, missä roisketta ja pölyä esiintyy, kannattaa vähintään IP65-suojataso. Tämä tarjoaa riittävän suojan arjen ympäristöhaasteita vastaan ja säilyttää kustannukset kohtuullisina verrattuna maksimisuojauksen käyttöön.

Lämpötilasietuväli (-40 °C - 85 °C)

Teollisuustietokoneiden lämpötila ääriarvojen käsittelykyky vaikuttaa suuresti niiden käyttöikään ja päivittäiseen suorituskykyyn. Ajatellaanpa paikkoja kuten öljynporauslauttoja tai kylmävarastointilaitoksia, joissa koneiden on jatkettava toimintaansa huolimatta kuumuudesta tai kylmästä. Joidenkin kenttälaitteiden tietokoneiden on pystyttävä toimimaan luotettavasti vähintään -40 celsiusastetta ja jopa 85 celsiusasteeseen asti. Kun osia ei ole suunniteltu näihin olosuhteisiin, vioista tulee yleisempiä ja ne aiheuttavat kalliita tuotantokatkoja. Oikeiden lämpötilasietuvaatimusten tunteminen ei ole tärkeää vain vikojen välttämiseksi. Se myös parantaa järjestelmien toimintaa tiukoissa olosuhteissa, mikä on tärkeää valmistajien kannattaa ottaa huomioon infrastruktuurin rakentamisessa.

Tärinävaimentavan komponentin suunnittelu

Liian voimakas värinä voi todella häiritä tietokonekomponenttien toimintaa ja saattaa jopa aiheuttaa koko järjestelmän kaatumisen. Tämä on erityisen ongelma valmistavilla teollisuusalueilla, joilla koneet tärisevät jatkuvasti ympäristöä. Tällaisiin tiloihin suunniteltaessa tärinänsieto on erityisen tärkeää, sillä jopa pienten sisäisten komponenttien liike voi heittää kaiken tolaltaan. Siksi on olemassa teollisuusvahvuisia osia, jotka on erityisesti suunniteltu kestämään rajuja olosuhteita. Nämä vahvistetut komponentit täyttävät tiukat tärinänsietovaatimukset. Ne on rakennettu kestämään rasituksia murtumatta, mikä tarkoittaa pitkäaikaista suorituskykyä ja vähemmän yllätyksiä, kun tehtaalla on hiljaista tuotantojakson aikana.

Lämpötilan hallintastrategiat

Aktiivinen ja passiivinen jäähdytysjärjestelmä

Valittaessa aktiivisen ja passiivisen jäähdytyksen välillä teollisuuskoneissa, lämmönhallinta on keskeinen tekijä. Aktiivisissa järjestelmissä on yleensä tuuletin tai nestejäähdytys, jotka poistavat aktiivisesti lämpöä komponenteista. Näitä käytetään parhaiten tilanteissa, joissa on voimakas lämmöntuotanto ja korkea suorituskyky. Toisaalta passiivinen jäähdytys perustuu pääasiassa lämpöpussiin ja ilman, joka liikkuu luonnollisesti sen ympärillä. Tämä sopii tilanteisiin, joissa melu on tärkeä tekijä tai sähkönsäästö vaikuttaa lopputulokseen. Aktiivisen jäähdytyksen etu on se, että koneet pysyvät kylmemminä pidempään, mikä tarkoittaa, että ne kestävät yleensä pidempään. Mutta siinä on myös haittapuolet: useampi osa tarkoittaa suurempaa tehonkulutusta ja mahdollisia vikoja tulevaisuudessa. Passiiviset vaihtoehdot eivät ehdi hallita yhtä hyvin ääriyä, mutta niissä on vähemmän osia, jotka voivat rikkoutua, koska suurin osa komponenteista pysyy paikallaan. Useimmat insinöörit, joita tunnen, käyttävät aikaa tutkiakseen tarkasti minkälaisessa tilassa laitteisto sijaitsee ja minkälaiset suorituskykymääräykset ovat olemassa ennen kuin valitsevat jäähdytysstrategian.

Paras tuulettimen sijoitteluratkaisu

Teollisuustietokoneisiin asetettavien tuulettimien sijainti vaikuttaa suuresti ilman liikkumiseen ja laitteen jäähtymiseen. Lämpötilan hallinnan kannalta on erittäin tärkeää saada tämä oikein. Kun tuulettimet sijoitetaan strategisesti, ne auttavat ohjaa ilmavirtaa oikeisiin kohtiin, puhaltamalla yli lämpöä tuottavien komponenttien ja vähentämällä ärsyttäviä kuumia kohtia. Esimerkiksi työntö-veto -asennossa tuulettimet sijoitetaan kotelon molemmille päille, mikä luo huomattavasti tehokkaamman ilmavirran koko järjestelmän läpi. Useimmat jäähdysohjeet suosittelevat tuulettimien suuntaa ilman luonnollisen virtaussuunnan mukaisesti ja niiden sijoittamista siten, että ilmavirta kulkee suoraan lämpimien komponenttien yli. Käytännön testit ovat osoittaneet, että huonosti sijoitetut tuulettimet johtavat laitteiston korkeampiin lämpötiloihin ja komponenttien lyhyempään elinikään. Tämä on täysin ymmärrettävää, kun asiaa tarkastellaan väärin päin – kukaan ei halua, että kallis laitteisto hajoaa sen vuoksi, että joku unohti, minne tuuletin pitää sijoittaa.

Lämpötehonsiirtomateriaalien valinta

Kun lämmönhallintakysymyksiä käsitellään, oikean lämmönvälitysmateriaalin (TIM) valinta ratkaisee, miten tehokkaasti ylimääräinen lämpö poistuu teollisista tietokoneenosista. Markkinoilla on useita erilaisia TIM-vaihtoehtoja. Meillä on lämmönvälityspastat, jotka leviävät hyvin pintojen välille, lämmönvälitysmatot, jotka ovat esileikattuja tiettyihin sovelluksiin, ja liimapaukat, jotka pitävät asioita kiinni toisiinsa, samalla kun lämmön siirto säilyy mahdollisena. Tässä yhteydessä tärkeintä on valita TIM vastaamaan jäähdytettävää osaa, jotta lämpö pääsee siirtymään komponentista lämmönpoistajaan sen sijaan, että se kertyisi sisään. Useimmat alalla toimivat tekniset asiantuntijat kertovat, että korkean suorituskyvyn järjestelmissä, jotka tuottavat paljon lämpöä, kannattaa suosia hyvää lämmönjohtavuutta omaavia vaihtoehtoja, kuten hopeapohjaisia lämmönvälityspastoja. Näiden materiaalien käyttöohjeiden noudattaminen ei ole vain suositeltavaa, vaan välttämätöntä, jos haluamme teollisten tietokoneiden toimivan moitteettomasti ilman odottamattomia vikoja tulevaisuudessa.

Ennakoiva Huoltosuunnitelma

Ennakoiva huolto edustaa älykkäämpää tapaa pitää koneet käyntiä sileänä ongelmien ilmetessä ennen kuin ne aiheuttavat katkokset, mikä on erityisen tärkeää tehtaissa, jotka toimivat vuorokauden ympäri. Perinteiset huoltosuunnitelmat eivät enää riitä tämän datan perusteella toteutettavaan lähestymistapaan verrattuna, joka oikeasti kertoo käyttäjille, milloin jokin, kuten teollisuustietokone, todennäköisesti pettää. Koko järjestelmä perustuu erilaisiin valvontalaitteisiin ja analysointiohjelmiin, jotka seuraavat laitteiden suorituskykyä päivä päivältä. Nämä työkalut havaitsevat varoitusmerkit aikaisin, jotta teknikot voivat korjata ongelmat ennen kuin ne kasvavat suuremmiksi hankaluuksiksi. Otetaan esimerkiksi yksi tehtaan taso, jossa työntekijät alkoivat käyttää näitä ennakoivia menetelmiä viime vuonna. He säästivät noin 30 prosenttia korjauskuluissa ja vähensivät ärsyttäviä yllättäviä pysäyksiä, jotka tapahtuivat aiemmin muutaman viikon välein. Tämä on täysin järkevää, koska kukaan ei halua tuotantolinjansa pysähtyvän juuri huonoon aikaan.

Automaattiset pölynpoistojärjestelmät

Teollisten järjestelmien puhdistaminen pölystä ja likasta on erittäin tärkeää, jotta toiminnot voidaan varmistaa sujuvaksi ja kalliiden koneiden käyttöikä pysyy mahdollisimman pitkänä. Tässä auttaa automaattinen pölynpoistojärjestelmä, joka toimii tehokkaasti. Nämä järjestelmät toimivat 24/7 poistaen kaiken kiusallisen pölyn ilman, että kukaan tarvitsee kiivetä portaita tai käyttää mettä. Tehtaat, jotka asentavat tällaisia ratkaisuja, huomaavat yleensä, että laitteiden käyttöikä pitenee ja suorituskyky paranee. Pölyn kertyminen aiheuttaa lukuisia ongelmia, kuten ylikuumenemisen ja odottamattomien vikojen, mikä vähentää tarvetta korjauksille ja pysäytysten määrää. Asiaa tukevat myös konkreettiset luvut. Tehtaat, jotka käyttävät automaattista puhdistusta, raportoivat pölyongelmien vähentyneen jopa 50 prosenttia useissa tapauksissa. Lopputulos? Vähemmän hätäkorjauksia ja tuotantolinjat pysyvät liikkeessä eivätkä jää odottamaan odottamatta.

Komponenttien elinkaaren seuranta

Komponenttien elinkaaren seuranta auttaa ennustamaan milloin osat on vaihdettava ennen kuin ne hajoavat, mikä pitää teollisuustietokonejärjestelmät toimimaan sulavasti. Hyvät ohjelmistotellä on ratkaiseva merkitys, sillä ne antavat tuotantopäälliköille todellista tietoa siitä, kuinka kulumittomia kovalevyt, emolevyt ja muut kriittiset osat oikeasti ovat. Kun huoltotyöryhmät näkevät nämä raportit, ne voivat suunnitella osien vaihdot suunniteltujen pysäytysten aikana sen sijaan, että joutuisi kiirehtimään vian sattuessa. Yritykset, jotka ryhtyivät käyttämään tätä seurantaa, saivat korjauskulujensa laskeneen noin 30 % viime vuonna, koska ongelmat havaittiin aikaisessa vaiheessa. Itse asiassa ennaltaehkäisevä huolto säästää rahaa ja vaivaa. Järjestelmät toimivat vain paremmin, kun osien vaihto perustuu todelliseen kuntoon eikä odoteta, että jotain hajoaa.

Turvallisuus ja varmistus 24/7 -järjestelmissä

Palomuurin asennus OT-ympäristöihin

Operatiivisten teknologioiden (OT) ympäristöjen tietoturva aiheuttaa melko vakavia ongelmia, koska nämä järjestelmät ohjaavat teollisuuden kriittisiä toimintoja ja samalla ne liittyvät yhä enemmän tavalliseen IT-infrastruktuuriin. Kun kyseessä on näiden järjestelmien suojaaminen hakkeroinnilta, hyvä palomuuriasetusten hallinta on ehdottoman tärkeää. Yritysten tulisi kuitenkin ajatella suojelustrategiaa laajemmin kuin pelkkä perussuojaus. Vahva puolustusstrategia sisältäisi muun muassa tilatietoiset palomuurit, jotka seuraavat liikennemalleja, tunkeutumisen havaitsemisjärjestelmät, jotka havaitsevat epäilyttävää toimintaa, sekä verkkosegmentoinnin, jolla rajoitetaan mahdollisten tietomurtojen leviämistä koko järjestelmän alueelle. Huonosti asetetut palomuurit ovat merkittävä riskitekijä. Tarkkana voi katsoa vuotta 2010, jolloin Stuxnet-tiedustelutilanne aiheutti vahinkoja Iranin ydinvoimakoneiden sentrifugeihin. Kyseinen hyökkäys osoitti täsmälleen, miksi heikko kyberturvallisuus teollisissa oloissa voi aiheuttaa katumorfisia seurauksia sekä yrityksille että kansalliselle turvallisuudelle.

RAID-taulukon toteutus

RAID tarkoittaa Redundant Array of Independent Disks -tekniikkaa, joka on keskeisessä roolissa tietojen turvaamisessa ja järjestelmien saumattomassa toiminnassa vuorokauden ympäri toimivissa järjestelmissä. Kun tieto levitetään useille kovaleille sen sijaan, että se tallennettaisiin vain yhdelle, se suojaa koko määrän menettämistä vastaan, jos yksi kovalevy pettää. RAID-järjestelmää voidaan konfiguroida eri tavoilla riippuen siitä, minkälaista suojautumista työympäristö edellyttää. Otetaan esimerkiksi RAID 1, joka käytännössä kopioi tiedot siten, että varmuuskopio on aina saatavilla tarvittaessa. Toisaalta RAID 5 taas tarjoaa hyvän kompromissin nopeuden parantamisen ja laitevikaantumisilta suojaamisen välillä. Käytännön kenttäraporteissa on havaittu, että yritykset, jotka laiminlyövät RAID-konfiguraatioiden toteuttamisen, kohtaavat huomattavasti suuremman riskin kriittisten tietojen menettämiselle ja odottamattomille järjestelmäkeskeytyksille. Tämä selittää miksi suurin osa IT-osastoista asettaa RAID-asetusten oikeanlainen konfiguroinnin ensisijaiseksi ennen kriittisten infrastruktuurien käyttöönottoon.

Varmavirtalähteen vaatimukset

Teollisuusjärjestelmät tarvitsevat ehdottomasti varavirtalähteet, koska nämä varmistukset auttavat vähentämään käyttökatkoja ja pitämään toiminnot sujuvina, kun jotain menee pieleen. Kun yksi virtalähde epäonnistuu, varajärjestelmä astuu heti mukaan, jotta tuotanto ei pysähdy. Otetaan esimerkiksi UPS-laitteet, nämä jatkuvatoimiset virtalähteet älykkäillä energianhallintatoiminnoilla tekevät todellista eroa tehdasalueilla. Joidenkin valmistajien mukaan tuntien mukaan laskettavat menetykset yllättävien sähkökatkojen aikana voivat nousta kymmeniin tuhansiin euroihin. Tällainen kustannusten valumainen heijastuu tuotantoon ja aiheuttaa valtavan määrän päänsärkyä tehdasjohtajille. Niille yrityksille, jotka ottavat vakavasti jatkuvan käynnissäpidon, laadukkaiden virtavarmennusten hankinta ei ole vain hyvää liiketoimintaa – se on lähes välttämätöntä kalliiden keskeytysten estämiseksi.