Industrijski računar: 5 najčešćih upotreba u automatizaciji

Omogućavanje pametne proizvodnje uz pomoć industrijskih PC-ova

Uloga industrijskog PC-a u automatizaciji u proizvodnji i operacijama

Industrijski računari (IP računari) deluju kao 'mozak' pametne fabrike, integrišući komunikaciju, kontrolu i računarsku moć u jednu platformu. Za razliku od konvencionalnih PLC uređaja koji obavljaju odvojene zadatke, IP računari kombinuju PLC funkcionalnost sa kontrolom kretanja i SCADA sistemima, a takođe podržavaju napredne analitičke mogućnosti. Ova integracija omogućava proizvođačima da optimizuju operacije — od koordiniranja montažnih linija do pružanja tačne kontrole kvaliteta — kroz determinističku obradu u realnom vremenu. Nedavna (avgust 2021) analiza industrije je pokazala 27% porast u korišćenju IP računara od 2020. godine, a ovi uređaji se fokusiraju na pružanje sredstava za povezivanje različitih automatizovanih 'ostrva' na dosledan način.

Integracija sa automatizacijom robotskih procesa (RPA) i saradničkim robotima (cobotima)

IPK popunjava prostor koji postoji između RPA softvera i kobotima zasnovanim na hardveru. Kroz algoritme mašinskog vida i rutine kontrole kretanja, IPK omogućava precizne procese kooperativnih robota (kobota) — poravnjavanje delova, inspekciju zavarivanja, na primer — koji mogu da se prilagode podacima sa senzora u realnom vremenu. Jedan od najvećih svetskih dobavljača automobilske industrije je otvorio novi centar za testiranje zasnovan na dubokom učenju u Les Ulisu, Francuskoj, i uspešno automatizuje proces testiranja u svojoj fabrici, postižući prosečno smanjenje grešaka ugradnje komponenti od 18% na delovima koji su duplo složeni na sedištima automobila, kada koboti upravljani IPK koordiniraju automatsko prilagođavanje sile položaju ulaznih signala uz pomoć fajlova s podacima u realnom vremenu o maketama delova tokom procesa skeniranja. Funkcije sigurnosti sistema projektovane su u skladu sa standardom IEC 61508, što omogućava glatku saradnju između ljudi i mašina, bez gubitka produktivnosti.

Obrada podataka u realnom vremenu za poboljšano donošenje odluka

IPC uređaji omogućavaju obradu sirovih podataka senzora u korisne informacije u milisekundama, što je ključno za prediktivnu kontrolu kvaliteta. Na primer, podaci o temperaturi i vibracijama sa CNC mašina se mogu obraditi na distribuiran ili lokalizovan način kako bi se otkrile anomalije u trošenju alata i time sprečili proizvodni defekti. Ovakvo lokalno procesiranje smanjuje zavisnost od oblaka i kašnjenje čak za 40% u poređenju sa arhitekturama koje koriste oblak kao prvo rešenje.

Studija slučaja: Automatizacija linije za montažu automobila

Jedan od vodećih dobavljača automobilskih delova je modernizovao liniju za proizvodnju baterija za električna vozila, povećavši kapacitet proizvodnje za 22% – korišćenjem klastera IPC uređaja od Panasonic. 12 robota, 34 servo ose i 58 kamera za inspekciju potpuno su integrisani uz pomoć EtherCAT komunikacije. Algoritmi mašinskog vida koji se izvode na IPC GPU-jima precizno proveravaju poravnanje modula ćelija sa greškom od ±0,1 mm, dok se potrošnja energije optimizuje kroz stvarno vreme praćenja potrošnje.

Omogućavanje industrijskog interneta stvari (IIoT) i računarstva na ivici mreže

Индустријски PC као основа за рачунарство на ивици мреже и чворове IIoT

Индустријски рачунари обрађују податке на извору како би омогућили доношење одлука у реалном времену, минимизирајући кашњење код контроле квалитета и предиктивне одржавање. Очекује се да рачунарство на ивици мреже до 2030. године достигне 350 милијарди долара, док IPC-ови:

• Смањују трошкове преноса података за 40-60% кроз локалну обраду
• Одржавају рад током отказивања мреже путем аутономне интелигенције на ивици мреже
• Подржавају издржљиве услове индустријском хардверском опремом

Интеграција од ивице мреже до облака за затворене индустријске системе интелигенције

Савремени IPC системи балансирају брзину одговора ивице мреже са аналитиком на нивоу облака коришћењем хибридних архитектура. Кључни параметри се обрађују локално ради непосредних контролних акција, док агрегирани подаци исхране дигиталне двојнике у облаку – што је једној фабрици за прераду хране помогло да смањи непланиране зауставе за 27%.

Смањење кашњења: 70% побољшање уз помоћ IIoT-а заснованог на индустријским рачунарима

Čvorovi na bazi IPC-a uklanjaju potrebu za komunikacijom sa oblakom, omogućavajući odgovore u roku od jedne sekunde u sistemima za bezbednost i koordinaciji robota:

Izazovi u konvergenciji OT i IT

Spajanje zahteva OT-a u realnom vremenu sa protokolima za bezbednost IT sektora ostaje kompleksno, naročito kada se starija mašinerija integriše sa vlasničkim standardima. Timovi sa različitih sektora koji prihvate ujedinjeni okvir OT/IT izveštavaju o rešavanju incidenta čak 40% brže.

Automatizacija procesa vožnje i operativna efikasnost

Implementacija u radnim procesima mašinskih i procesnim automatizacijama

IPK-ovi deluju kao centralni kontroleri u automatizovanim radnim procesima širom industrije:

Postizanje 40% više vreme ispravnosti u automatizaciji pakovanja

IPC uređaji smanjuju neplanirano vreme zastoja u procesima pakovanja kroz istovremeno izvođenje vizuelnog inspekcijom upravljanog kontrole, koordinacije robota i optimizacije brzine transportne trake.

Interoperabilnost kroz ujedinjene industrijske protokole

IPC uređaji smanjuju kašnjenja usled konverzije protokola za 70% tokom promene proizvodnje, povezujući stare i moderne mreže preko prevodilaca OPC-UA i MQTT.

Sinkronizacija sa saradničkim robotima za fleksibilnu proizvodnju

Savremeni IPC uređaji obrađuju podatke saradničkih robota unutar vremenske latencije od 2 ms – ključno za bezbednu interakciju čoveka i mašine u sklopu malih komponenti.

Podrška Edge AI i prediktivnim kontrolnim sistemima

Edge AI i mašinsko učenje za prediktivno održavanje

Edge AI algoritmi na IPC uređajima otkrivaju anomalije na opremi 8 do 12 nedelja pre kvara, smanjujući neplanirani vremenski zastoj do 45%.

Lokalna inferencija naspram zavisnosti od oblaka u sistemima industrijskih računara

Edge AI u IPC uređajima rešava paradoks latencije i propusnog opsega:

Studija slučaja: Prediktivna održavanja u CNC obradi

Jedan dobavljač automobila postigao:

• 92% tačnosti u predviđanju trošenja alata
• 41% smanjenje troškova zamene vretena
• 17% poboljšanje tolerancija obrade

Osiguranje kibernetičke bezbednosti i priprema za budućnost uz hiperavtomatizaciju

Ugrađena zaštita kibernetičke bezbednosti u industrijskim računarima

Industrijski računari uključuju bezbednosne funkcije zasnovane na hardveru, kao što su enkriptovano skladištenje podataka i mehanizmi sigurnog pokretanja, čime se smanjuju pokušaji neovlašćenog pristupa za 68%.

Ravnoteža između povezanosti i širenja površine napada

Najbolje prakse uključuju segmentaciju mreže i mesečna skeniranja ranjivosti firmvera, što pomaže u smanjenju bezbednosnih incidenti za 41%, uprkos rastućoj povezanosti uređaja.

Industrijski računar kao temelj hiperavtomatizacije

Industrijski računari mogu da procesuiraju do 15 istovremenih zadataka automatske kontrole sa kašnjenjem manjim od 5 ms, čime se eliminišu greške u koordinaciji koje su izazvale 31% proizvodnih kašnjenja u distribuiranim sistemima.

Trend: 35% godišnjeg rasta prihvatanja hiperavtomatizacije do 2027. godine

Кључни фактори укључују:

• 79% смањење у трајању имплементације аутоматизације
• 60% нижи укупни трошак власништва у поређењу са дискретним подсистемима
• Сагласност са IEC 62443-4-2 стандардима

Često postavljana pitanja

Коју улогу играју индустријски рачунари у паметној производњи?

Индустријски рачунари интегришу комуникационе, контролне и рачунарске способности, делујући као "мозак" паметних фабрика ради оптимизације операција и контроле квалитета.

Како се индустријски рачунари интегришу са аутоматизацијом процеса коришћењем робота и кобота?

Индустријски рачунари омогућавају прецизне процесе са коботима кроз алгоритме машинског вида и контролу кретања, побољшавајући прилагођавање у реалном времену подацима сензора.

Како индустријски рачунари побољшавају обраду података у реалном времену?

Индустријски рачунари на ивици мреже (edge-enabled) обезбеђују корисне закључке из сирових података сензора у трајању од неколико милисекунди, што је кључно за примену у предиктивној контроли квалитета.

Kako industrijski računari podržavaju IIoT i računarstvo na rubu mreže?

Industrijski računari obrađuju podatke na mestu izvora za računarstvo na rubu mreže, smanjujući kašnjenje i omogućavajući odlučivanje u realnom vremenu u IIoT implementacijama.

Koje funkcije bezbednosti su ugrađene u industrijske računare?

Industrijski računari uključuju bezbednosne funkcije zasnovane na hardveru, poput enkriptovanog skladištenja podataka i mehanizama sigurnog pokretanja, kako bi poboljšali kibernetičku bezbednost.