EN
Teollisten tietokoneiden keskeinen rooli älykkäissä tehtaissa
Ydinosa IIoT-infrastruktuurista
Perimmiltään Industrial Internet of Things (IIoT) perustuu kolmen pääosan yhteistyöhön: antureihin, pilvipalveluihin ja tietojen analysointityökaluihin. Näiden pienten laitteiden, eli antureiden, tehtävänä on kerätä tietoa eri tehdasprosessien tapahtumista reaaliajassa. Kerätty tieto lähetetään sitten suuriin pilvipalveluihin, joissa sitä voidaan tarkastella tarkemmin. Mikä sitten tapahtuu? No, tietojen analysoijat ryhtyvät tekemään tietojen sisällöstä päätelmiä ja muuttamaan ne hyödyllisiksi päätöksentekijöille. Teollisuustietokoneet eli IPC:t toimivat kuin toiminnan aivot. Ne vastaanottavat anturien mittaamat tiedot, käsittelevät niitä ja toimivat niiden perusteella, jolloin koko valmistusprosessi toimii sulavammin. Teollisuuden sisäpiirien mukaan IIoT:hen liittyvien kustannusten odotetaan kasvavan merkittävästi älykkäissä tehtaissa seuraavien vuosien aikana. Tämä osoittaa, miksi laadukkaat teollisuustietokoneet tulevat olemaan vielä tärkeämmässä roolissa eteenpäin, jos yritykset haluavat pitää tuotantolinjansa toimivina tehokkaasti ja silti kustannuksia alentamalla.
Mahdollistaa ennakoivan ylläpitojärjestelmät
Teollisuustietokoneet ovat keskeisessä roolissa ennakoivan huollon järjestelmissä, jotka käsittelevät reaaliaikaista tietoa älykkäiden tehdasjärjestelmien yhteydessä. Analysoimalla laitteiden suorituskykyä, nämä järjestelmät voivat ennustaa milloin koneet saattavat epäonnistua ennen kuin ne todella rikkoutuvat, mikä auttaa vähentämään odottamattomia pysäyksiä ja säästämään hätähuoltojen kustannuksia. Autoteollisuus on erityisen aktiivisesti omaksunut tämän teknologian, ja monet valmistajat raportoivat merkittäviä parannuksia tuotantolinjansa tehokkuuteen. Jotkin tutkimukset osoittavat, että ennakoivan huollon käyttöönottoon liittyy noin 20 % alhaisemmat huoltokustannukset ja noin 25 % paremmat tuottavuuslukemat. Nämä luvut osoittavat, kuinka paljon teollisuustietokoneet vaikuttavat siihen, että toiminnot pysyvät jatkuvassa ja sulavassa kunnossa sekä lisäävät olemassa olevien koneiden tuotantoa eri valmistusympäristöissä.
Automaattisten tuotannon rivien ohjaus
Teollisuustietokoneet ovat keskeisessä roolissa automoiduissa tuotantolinjoissa, etenkin koska ne ohjaavat tehdastyössä olevia robotteja ja erilaisia koneita. Näillä tietokoneilla voidaan tarkasti hallita toimintoja, jotta kaikki toimii saumattomasti, kun järjestelmät toimivat itsenäisesti. Monet tehtaat ovat jo ottaneet käyttöön täysin automoituja tuotantojärjestelmiä teollisuustietokoneiden ansiosta. Tulevaisuudessa valmistajat näkevät selkeän trendin suurempien ja tehokkaampien automaatiokatkaiden suuntaan, jotka voidaan skaalata tarpeen mukaan ja joiden avulla voidaan tehdä entistä enemmän töitä tunnissa. Uusimmat kehitykset eivät ainoastaan tee asioista nopeampia, vaan ne auttavat yrityksiä reagoimaan paljon nopeammin, kun asiakaiden tarpeet muuttuvat odottamatta. Tämä joustavuus tarkoittaa, että yritykset pysyvät kilpailukykyisinä myös taloudellisesti vaikeina aikoina.
Tärkeimmät ominaisuudet teollisten tietokoneiden käyttöön
Vankka rakennelma teollisiin ympäristöihin
Tehtaat ja valmistuspaikat kohtaavat monenlaisia ongelmia, kuten pölyn kertymistä, veden vaikutusta ja äärimmäisiä lämpötiloja, jotka ylittävät usein sen, mitä tavallinen laitteisto kestää. Siksi teollisuustietokoneiden täytyy olla alusta alkaen kestäviä. Valmistajat suunnittelevat nämä koneet kestämään raskasta käyttöä, jotta ne toimivat edelleen, vaikka olosuhteet tien päälle pilaantuivat. Standardisointijärjestöt ovat kehittäneet arviointijärjestelmiä, kuten IP-luokituksia ja sotilasstandardispecifikaatioita, joista nähdään, kuinka kestäviä teollisuuskoneet todella ovat. Ne kestävät olosuhteet, jotka tuhoaisivat normaalit työpöytä- tai kannettavat tietokoneet päivissä. Käytännön kokemukset osoittavat, että teollisuuden tietokoneet vioittuvat noin 70 % vähemmän kuin toimistokoneet ja ne kestävät kolminkertaisen ajan ennen kuin niiden täytyy korvata. Tämä tekee niistä viisaan sijoituksen, vaikka niiden alkuperäiset hinnat olisivat korkeammat kuin toimistokoneilla vaikeissa olosuhteissa toimiville yrityksille.
Korkean suorituskyvyn käsittelymahdollisuudet
Teollisuustietokoneiden täytyy olla kunnollisen suorituskykyisiä pysyäkseen mukana nykypäivän valmistusvaatimuksissa. Puhuttaessa tehdasmaita ja tuotantolinjoja, näiden koneiden kohtaamat työmäärät ovat huomattavasti raskaampia kuin mitä tavalliset työpöytäkoneet koskaan kohtaisivat. Siksi valmistajat asennetaan raskaspiirteisiä prosessoreita, jotka kykenevät selvästi ylittämään tavallisten kuluttajalaitteiden suorituskyvyn. Useimmat teollisuusjärjestelmät toimitetaan erikoistuneilla piireillä, jotka on suunniteltu erityisesti jatkuvaan käyttöön kovissa olosuhteissa. Todellisten suorituskykytietojen tarkastelu paljastaa jotain mielenkiintoista: paremmat prosessorit johtavat suoraan nopeampiin tuotantovyöhykkeisiin ja vähemmässä järjestelmien seisontatilanteissa. Suurille yrityksille, jotka pyörittävät laajoja toimintoja, tällainen laskentateho ratkaisee eron sille, että tavoitteet saavutetaan ja aikataulusta jääminen välistä.
Seamless Integration with Existing Systems
Teollisuustietokoneiden hyvä toiminta nykyisten automaatiojärjestelmien ja laitteiden kanssa vaatii yhteensopivuutta. Kun kaikki integroituu oikein, toiminnot sujuvat sileämmin ja ne valmistuvat nopeammin. Useimmat asiantuntijat suosittelevat protokollia kuten OPC UA tai RESTful API, koska ne auttavat yhdistämään teollisuustietokoneita vanhempiin järjestelmiin ilman suuria vaikeuksia. Monet valmistavat yritykset raportoivat parempia tuloksia, kun järjestelmien keskinäinen viestintä saadaan kuntoon. Joissakin tehtaissa on saavutettu jopa 30 %:n parannus tuotantonopeuteen integraatio-ongelmien korjautumisen jälkeen. Varmistamalla, että kaikki osat toimivat yhdessä oikein, yritykset säästävät rahaa uusien laitteiden hankinnnoissa ja saavat samalla parempaa suorituskykyä jo olemassa olevista resursseista.
Teolliset tietokoneet älykkään valmistuksen sovelluksissa
Todellajan prosessinvalvonta
Teollisuustietokoneet ovat erittäin tärkeitä älykkäässä valmistuksessa, koska ne mahdollistavat yritysten prosessien reaaliaikaisen seurannan edistyneiden tietojenkäsittelyjärjestelmien avulla. Kun tieto on heti käytettävissä, siitä seuraa parempien päätösten tekeminen ja tuotantolinjojen toiminnan optimointi. Yritykset voivat nopeasti havaita ongelmia ja säätää koneiden asetuksia tai muuttaa tuotannon ajoitusta. Tutkimusten valossa reaaliaikaisella seurantajärjestelmällä on selkeitä etuja. Vuonna 2019 julkaistu tutkimus osoitti, että reaaliaikaista seurantaa käyttävät tehtaat saavuttivat noin 15 % paremman energiatehokkuuden sekä selvästi alhaisemmat materiaalihukkaan ja tuotantokatkoksiin liittyvät kustannukset. Näillä luvuilla on arvokasta näyttöä siitä, että näihin teknologioihin sijoittamalla saavutetaan pitkän ajan hyötyjä.
Laadunvalvonnan automatisointi
Kun on kyse valmistuksen laadunhallinnasta, teollisuustietokoneet tuovat mukanaan jotain todella arvokasta. Nämä tietokoneet voivat tarkistaa tuotteita niiden valmistumisen yhteydessä ja havaita virheitä välittömästi, jotta mitään alilaatuista ei lähetetä asiakkaalle. Otetaan esimerkiksi yksi suuri automerkki, joka huomasi tuotannon tarkkuuden paranevan 25 %, kun he ryhtyivät käyttämään teollisuustietokoneita laadunvalvontaan tuotantolinjoillaan. Tulokset puhuvat puolestaan – viallisten tuotteiden määrä väheni huomattavasti ja samalla tuotantotehokkuus parani. Teollisuusraporteiden mukaan tehtaat, jotka siirtyivät automatisoituihin tarkastusjärjestelmiin, saavat yleensä viallisuusprosentin laskemaan noin 5 %:sta vain 2 %:iin. Tämänlainen parannus selittää, miksi niin moni valmistaja siirtyy näihin älykkäisiin tarkastusteknologioihin.
Toimitusketjun optimointi
Teollisuustietokoneet ovat keskeisessä roolissa toimitusketjun hallinnan parantamisessa reaaliaikaisen datan analysoinnin kautta, kuten varaston seurauksessa ja logistiikan suunnittelussa. Ne auttavat yhdistämään toimitusketjun eri osia, jotta kaikki toimisi yhdessä sulavammin, mikä tarkoittaa että yritykset voivat toimia nopeammin ja reagoida nopeammin tarvittaessa. Otetaan yksi kuluttavien hyödykkeiden yritys esimerkkinä, yritys raportoi noin 30 prosentin parannuksen koko toimitusketjun suorituskyvyssä, kun he alkoivat käyttää teollisuustietokoneita käsittelemään suoria datajonoja. Sen jälkeen tapahtui myös melko vaikuttavaa: kysynnän ennustaminen tuli paljon tarkemmaksi ja tuotteiden kuljetus pisteestä A pisteeseen B nopeutui merkittävästi, mikä vähensi odotusaikaa lähes puoleen joissain tapauksissa. Tällaiset tulokset ovat nykyään erittäin merkittäviä, koska yritykset tarvitsevat kaiken mahdollisen edun tiukassa kilpailussa nykyisessä nopeasti muuttuvassa markkinaympäristössä.
Uusien teknologioiden kehittäminen muokkaa teollisten tietokoneiden kehitystä
Edge AI:n ja koneoppimisen integrointi
Teollisuustietokoneisiin tuotu reuna-AI muuttaa tehtaiden tietojenkäsittelyä juuri siellä, missä se on tärkeintä. Nämä koneet suorittavat koneoppimista, joka tekee eron esimerkiksi ennakoitaessa laiterikkeitä, ylläpidettäessä tuotelaadun tasaisuutta ja toimintojen yleisessä keventämisessä. Isot edut ovat siinä, että kaikki analytiikka tapahtuu suoraan tehdasalueella ilman tarvetta lähettää tietoja etäpalvelimille. Tämä tarkoittaa sitä, että päätöksiä tehdään nopeammin ja virheitä syntyy vähemmän. Teollisuusraportit viittaavat siihen, että valmistajat siirtyvät yhä enemmän käyttämään tekoälyä tulevina vuosina. Teknologioita ajoissa hyödyntävät tehtaat ovat saaneet tuotantolinjansa huomattavasti luotettavammiksi ja samalla seisokit ovat vähenneet merkittävästi. Reuna-AI:lla varustetut teollisuustietokoneet pystyvät yhä paremmin hoitamaan monimutkaisia tehtäviä, joihin aiemmin liittyi ihmisten valvonta tai kalliiden infrastruktuurimuutosten tarve.
Digitaalinen kaksosyhteys
Digitaaliset kaksoset muuttavat teollisuuden simulointitapoja ja toimintaa parantamalla luomalla todellisten laitteiden virtuaalisia kopioita, joiden avulla yritykset voivat seurata asioita tarkemmin. Teollisuuden PC:t ovat keskeisiä tekijöitä kaiken tämän toteuttamisessa ja auttavat tehtaita parantamaan kykyään ennustaa ongelmia ennen kuin ne tapahtuvat sekä saamaan arvokkaita tietoja päivittäisistä toiminnoista. Kun valmistajat yhdistävät kaiken teollisuuden PC:illä, he voivat hyödyntää digitaalisia kaksosia tehokkuuden parantamiseksi laajasti ja samalla seurata tuotteita alusta loppuun saakka. Tutkimukset ovat osoittaneet, että tehtaat, jotka käyttävät tätä teknologiaa, saavuttavat todellisia etuja sekä tuotannonopeudessa että tuotteiden elinkaaren hallinnassa. Teollisuuden PC:t erottuvat kyvyssään käsitellä valtavia määriä tietoyhteyksiä ja prosessoida tietoja nopeasti tarpeeksi monimutkaisten simulointien vaatimuksiin, mikä selittää miksi ne ovat tulleet keskeiseksi osaksi tätä digitaalisten kaksosten liikettä, joka on meneillään.
5G-tukeutuneet valmistusympäristöt
Kun 5G-verkot otetaan käyttöön, teollisuustietokoneet kokevat merkittäviä suorituskyky paranemisia huomattavasti alhaisemman viiveen ja nopeiden yhteyksien ansiosta. Tehtaat voivat nyt viestiä välittömästi kaikenlaisen älykkään laitteiston ja ohjausjärjestelmien välillä, mikä luo valmistusjärjestelmiä, jotka reagoivat nopeasti tuotantolinjan muutoksiin. 5G:n erottaa erityiseksi ei ole pelkästään nopeus, vaan tutkimukset osoittavat sen avaavan ovia paremmalle yhteistyölle tuotantolinjaston eri osien välillä. Koneet puhuvat toisilleen nopeammin, joten säädöt tapahtuvat reaaliajassa eikä erissä odoteta jonottamista. Näkymä eteenpäin on, että kun yritykset laajentavat 5G-infrastruktuuria, nämä teollisuustietokoneet tulevat olemaan yhä tärkeämpi osa älykkään tehdasautomaation toimintaa. Ne auttavat valmistajia tekemään asioita, joita ei aiemmin ole voinut tehdä, esimerkiksi ennakoivan huollon ja laadunvalvonnan parannuksia useilla eri sektoreilla.
VERKKOYHTEYDEN KAUTTA