คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมสำหรับการใช้งานโรงงานอัจฉริยะ

บทบาทสำคัญของคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมในโรงงานอัจฉริยะ

ส่วนประกอบหลักของโครงสร้างพื้นฐาน IIoT

ในแก่นแท้ของมันนั้น อุตสาหกรรมอินเทอร์เน็ตในสิ่งของ (IIoT) ขึ้นอยู่กับสามส่วนหลักที่ทำงานร่วมกัน ได้แก่ เซ็นเซอร์ บริการคลาวด์ และเครื่องมือวิเคราะห์ข้อมูล เซ็นเซอร์เล็กๆ ที่เรียกว่าอุปกรณ์เหล่านี้จะรวบรวมข้อมูลต่างๆ ที่เกิดขึ้นแบบเรียลไทม์จากกระบวนการผลิตในโรงงานที่แตกต่างกัน เมื่อข้อมูลถูกรวบรวมแล้ว จะถูกส่งไปยังระบบคลาวด์ขนาดใหญ่เหล่านั้น เพื่อให้สามารถพิจารณาข้อมูลได้อย่างละเอียดยิ่งขึ้น จากนั้นจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป? นักวิเคราะห์ข้อมูลจะเข้ามาช่วยตีความตัวเลขทั้งหมดนี้ และแปลงข้อมูลเหล่านั้นให้กลายเป็นสิ่งที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่มีหน้าที่ตัดสินใจ คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม (Industrial PCs หรือ IPCs) มีบทบาทเหมือนสมองของการดำเนินงาน โดยจะรับข้อมูลจากเซ็นเซอร์เข้ามา ประมวลผลข้อมูลเหล่านั้น และดำเนินการบางอย่างตามผลลัพธ์ที่ได้ ทำให้กระบวนการผลิตทั้งหมดดำเนินไปอย่างราบรื่นยิ่งขึ้น ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมต่างพูดถึงการเติบโตอย่างมหาศาลในการใช้จ่ายด้าน IIoT ในโรงงานอัจฉริยะในช่วงไม่กี่ปีข้างหน้า สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงเหตุผลที่คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมที่มีคุณภาพดีจะยิ่งมีความสำคัญมากยิ่งขึ้นไปอีกในอนาคต หากบริษัทต่างๆ ยังคงต้องการให้สายการผลิตของตนดำเนินการอย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมทั้งควบคุมค่าใช้จ่ายให้ลดลง

สนับสนุนระบบการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน

คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมมีบทบาทสำคัญในการประมวลผลข้อมูลแบบเรียลไทม์สำหรับระบบบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ภายในสภาพแวดล้อมของโรงงานอัจฉริยะ โดยการวิเคราะห์ข้อมูลประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ระบบเหล่านี้สามารถคาดการณ์ได้ว่าเครื่องจักรอาจเกิดความล้มเหลวเมื่อใดก่อนที่จะเกิดการหยุดทำงานจริง ซึ่งช่วยลดการหยุดทำงานที่ไม่ได้วางแผนไว้ และประหยัดค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมฉุกเฉิน ภาคอุตสาหกรรมยานยนต์มีการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้มากเป็นพิเศษ โดยมีผู้ผลิตหลายรายรายงานว่ามีประสิทธิภาพในการดำเนินสายการผลิตที่ดีขึ้นอย่างมาก งานวิจัยบางส่วนชี้ให้เห็นว่า บริษัทที่ใช้ระบบบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์มีค่าบำรุงรักษาลดลงประมาณร้อยละ 20 และมีประสิทธิภาพการทำงานที่ดีขึ้นประมาณร้อยละ 25 ตัวเลขเหล่านี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า โซลูชันคอมพิวติ้งในอุตสาหกรรมมีความแตกต่างอย่างมากในการช่วยให้การดำเนินงานทำงานได้อย่างราบรื่น และเพิ่มผลผลิตจากเครื่องจักรที่มีอยู่เดิมในสภาพแวดล้อมการผลิตที่หลากหลาย

ขับเคลื่อนสายการผลิตอัตโนมัติ

คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมมีบทบาทสำคัญในการดำเนินการสายการผลิตแบบอัตโนมัติ โดยส่วนใหญ่เพราะพวกมันควบคุมหุ่นยนต์และเครื่องจักรต่างๆ บนพื้นโรงงาน คอมพิวเตอร์เหล่านี้ช่วยให้ควบคุมการทำงานได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้ทุกสิ่งดำเนินไปอย่างราบรื่นเมื่อระบบทำงานโดยอัตโนมัติ โรงงานจำนวนมากได้ปรับใช้ระบบการผลิตที่อัตโนมัติเต็มรูปแบบแล้ว ด้วยเทคโนโลยีของคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม ในอนาคต ผู้ผลิตมองเห็นถึงแนวโน้มที่ชัดเจนในการมุ่งสู่โซลูชันระบบอัตโนมัติที่ใหญ่ขึ้นและดีขึ้น ซึ่งสามารถขยายระบบให้รองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นได้ พร้อมทั้งเพิ่มปริมาณงานที่ทำได้ต่อชั่วโมง ล่าสุด การพัฒนาใหม่ๆ ไม่เพียงแค่ทำให้กระบวนการผลิตเร็วขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยให้บริษัทสามารถตอบสนองได้รวดเร็วขึ้นมากเมื่อความต้องการของลูกค้าเปลี่ยนแปลงอย่างไม่คาดคิด ความยืดหยุ่นนี้ทำให้ธุรกิจสามารถรักษาความสามารถในการแข่งขันได้ แม้ในช่วงเวลาเศรษฐกิจยากลำบาก

คุณสมบัติหลักสำหรับการใช้งานคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม

โครงสร้างแข็งแรงสำหรับสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม

โรงงานและสถานที่ผลิตต้องเผชิญกับปัญหาสารพัดประเภท รวมถึงฝุ่นที่สะสม น้ำรั่วซึม และอุณหภูมิที่สูงหรือต่ำเกินระดับที่อุปกรณ์ทั่วไปสามารถรับมือได้ นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมจึงต้องมีโครงสร้างที่แข็งแรงทนทานตั้งแต่ต้น ผู้ผลิตออกแบบเครื่องจักรเหล่านี้ให้สามารถใช้งานได้แม้จะถูกใช้อย่างหนักในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย มาตรฐานองค์กรต่างได้พัฒนาระบบการจัดระดับ เช่น รหัส IP และมาตรฐานทางทหาร (military specs) เพื่อแสดงให้เห็นว่ากล่องอุตสาหกรรมเหล่านี้มีความทนทานมากเพียงใด พวกมันสามารถอยู่รอดในสถานการณ์ที่คอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะหรือโน๊ตบุ๊คทั่วไปพังภายในไม่กี่วัน ข้อมูลจากงานภาคสนามแสดงให้เห็นว่าคอมพิวเตอร์เกรดอุตสาหกรรมนั้นเกิดความล้มเหลวได้น้อยกว่าคอมพิวเตอร์สำนักงานประมาณ 70% และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าประมาณสามเท่าก่อนที่จะต้องเปลี่ยนใหม่ ซึ่งทำให้พวกมันเป็นการลงทุนที่ชาญฉลาด แม้จะมีต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่าสำหรับธุรกิจที่ดำเนินงานในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย

ศักยภาพการประมวลผลที่ทรงพลัง

คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมต้องการพลังการประมวลผลที่ทรงพลังอย่างแท้จริง เพื่อให้ทันกับความต้องการในการผลิตในปัจจุบัน เมื่อพูดถึงพื้นที่โรงงานและสายการผลิต เครื่องจักรเหล่านี้ต้องเผชิญกับภาระงานที่หนักกว่าคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะทั่วไปมาก นั่นจึงเป็นเหตุผลที่ผู้ผลิตติดตั้งโปรเซสเซอร์ที่ทนทานเป็นพิเศษ ซึ่งสามารถทำงานได้เหนือกว่าฮาร์ดแวร์สำหรับผู้บริโภคทั่วไปอย่างชัดเจน ระบบอุตสาหกรรมส่วนใหญ่มากับชิปเฉพาะทางที่ถูกออกแบบมาเพื่อการใช้งานอย่างต่อเนื่องภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรง การพิจารณาข้อมูลประสิทธิภาพที่แท้จริงเผยให้เห็นสิ่งที่น่าสนใจ นั่นคือ โปรเซสเซอร์ที่ดีกว่าย่อมส่งผลโดยตรงต่อรอบการผลิตที่เร็วขึ้น และเหตุการณ์ระบบหยุดทำงานลดลง สำหรับบริษัทที่ดำเนินการผลิตในขนาดใหญ่ พลังการประมวลผลที่แข็งแกร่งนี้คือสิ่งที่ทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างการบรรลุเป้าหมายและล่าช้าตามกำหนดการ

การรวมเข้ากับระบบที่มีอยู่ได้อย่างราบรื่น

สำหรับพีซีอุตสาหกรรมแล้ว การทำงานร่วมกับระบบและอุปกรณ์ระบบอัตโนมัติที่มีอยู่ให้ได้ดีนั้น ความสามารถในการทำงานร่วมกันมีความสำคัญอย่างมาก เมื่อทุกสิ่งถูกผสานรวมกันอย่างเหมาะสม กระบวนการทำงานจะดำเนินไปอย่างราบรื่นและรวดเร็วขึ้น ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่แนะนำให้ใช้โปรโตคอลเช่น OPC UA หรือ RESTful APIs เนื่องจากช่วยให้พีซีอุตสาหกรรมสามารถเชื่อมต่อกับระบบเก่าได้อย่างไม่ลำบากมากนัก บริษัทผู้ผลิตหลายแห่งรายงานว่าผลลัพธ์ดีขึ้นเมื่อเน้นการให้ระบบต่าง ๆ สื่อสารกันได้อย่างเหมาะสม มีโรงงานบางแห่งที่เห็นการเพิ่มขึ้นในการผลิตราว 30% หลังจากแก้ไขปัญหาการผสานรวมแล้ว การทำให้ทุกส่วนทำงานเข้ากันได้อย่างเหมาะสม บริษัทต่าง ๆ จะสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายของฮาร์ดแวร์ใหม่ ในขณะที่ยังคงเพิ่มประสิทธิภาพจากสิ่งที่พวกเขามีอยู่เดิม

พีซีอุตสาหกรรมในแอปพลิเคชันการผลิตอัจฉริยะ

การตรวจสอบกระบวนการแบบเรียลไทม์

คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตอัจฉริยะ เนื่องจากช่วยให้บริษัทสามารถตรวจสอบกระบวนการทำงานแบบเรียลไทม์โดยใช้ระบบเก็บรวบรวมข้อมูลขั้นสูง เมื่อมีข้อมูลพร้อมใช้งานแบบทันที จะช่วยให้การตัดสินใจดีขึ้น และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินงานภายในโรงงาน บริษัทสามารถตรวจจับปัญหาได้อย่างรวดเร็ว และปรับแต่งค่าต่าง ๆ ของเครื่องจักร หรือปรับเวลาการผลิตสินค้าให้เหมาะสม จากการพิจารณาสิ่งที่งานวิจัยแสดงให้เห็นนั้น มีข้อดีที่ชัดเจนจากการใช้ระบบตรวจสอบแบบนี้ โดยผลการศึกษาหนึ่งในปี 2019 พบว่าโรงงานที่ใช้การตรวจสอบแบบเรียลไทม์มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานดีขึ้นประมาณ 15% และมีต้นทุนที่ลดลงอย่างมากจากวัสดุสูญเสียและช่วงเวลาที่เครื่องหยุดทำงาน เลขเหล่านี้บ่งชี้ถึงมูลค่าที่ได้รับจากการลงทุนในเทคโนโลยีเหล่านี้เมื่อเวลาผ่านไป

การควบคุมคุณภาพโดยอัตโนมัติ

เมื่อพูดถึงการควบคุมคุณภาพในการผลิต Industrial PCs มีสิ่งที่มีค่ามากมาช่วยในการทำงาน คอมพิวเตอร์เหล่านี้สามารถตรวจสอบผลิตภัณฑ์ขณะออกจากสายการผลิตได้ทันที ช่วยจับข้อบกพร่องให้ได้ทันเวลา ไม่ให้มีสินค้าที่ไม่ได้มาตรฐานถูกจัดส่งออกไป ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่รายหนึ่ง ซึ่งพบว่าความแม่นยำในการผลิตเพิ่มขึ้นถึง 25% เมื่อเริ่มใช้งาน Industrial PCs สำหรับการตรวจสอบคุณภาพตามสายการประกอบ ผลลัพธ์ที่ได้ชัดเจนมาก — อัตราของเสียลดลงอย่างมาก ในขณะที่ประสิทธิภาพโดยรวมเพิ่มสูงขึ้น ตามรายงานจากอุตสาหกรรม โรงงานที่เปลี่ยนมาใช้ระบบตรวจสอบอัตโนมัติ มักจะเห็นอัตราของเสียลดลงจากประมาณ 5% เหลือเพียง 2% เท่านั้น การปรับปรุงในลักษณะนี้จึงเป็นคำตอบว่า ทำไมผู้ผลิตจำนวนมากถึงหันมาใช้เทคโนโลยีการตรวจสอบอัจฉริยะเหล่านี้

การเพิ่มประสิทธิภาพห่วงโซ่อุปทาน

คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงการจัดการห่วงโซ่อุปทานด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลแบบเรียลไทม์สำหรับสิ่งต่างๆ เช่น การติดตามสินค้าคงคลังและการวางแผนด้านลอจิสติกส์ ช่วยเชื่อมต่อส่วนต่างๆ ของห่วงโซ่อุปทานให้ทำงานร่วมกันได้อย่างราบรื่น ซึ่งหมายความว่าธุรกิจสามารถดำเนินการได้รวดเร็วขึ้นและตอบสนองได้ทันทีเมื่อจำเป็น ตัวอย่างเช่น บริษัทสินค้าอุปโภคบริโภคแห่งหนึ่งรายงานว่าประสิทธิภาพโดยรวมของห่วงโซ่อุปทานเพิ่มขึ้นประมาณร้อยละ 30 เมื่อเริ่มใช้คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมในการประมวลผลข้อมูลแบบสตรีมมิ่ง สิ่งที่เกิดขึ้นต่อมาคือการทำนายความต้องการมีความแม่นยำมากขึ้น ในขณะที่การส่งสินค้าจากจุด A ไปยังจุด B ก็เร็วขึ้นอย่างมาก โดยบางกรณีสามารถลดระยะเวลาการรอคอยลงได้ถึงครึ่งหนึ่ง ผลลัพธ์ในลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างมากในปัจจุบันที่บริษัทต่างๆ ต้องการข้อได้เปรียบในการแข่งขันท่ามกลางตลาดที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

เทคโนโลยีใหม่ที่กำลังกำหนดทิศทางการพัฒนาของคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม

การผสานเข้ากับเอจ AI และการเรียนรู้ของเครื่อง

การนำ AI มาใช้ในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์แบบอุตสาหกรรมกำลังเปลี่ยนวิธีที่โรงงานจัดการข้อมูลในจุดที่สำคัญที่สุด ระบบนี้สามารถประมวลผลสิ่งต่างๆ ด้วย Machine Learning ซึ่งมีผลจริงในด้านต่างๆ เช่น การคาดการณ์ว่าอุปกรณ์อาจเกิดข้อผิดพลาดเมื่อไหร่ การรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ให้คงที่ และโดยรวมแล้วช่วยให้กระบวนการดำเนินงานราบรื่นขึ้น จุดเด่นสำคัญคือการวิเคราะห์ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นทันทีที่พื้นที่ชั้นการผลิต โดยไม่ต้องส่งข้อมูลออกไปยังเซิร์ฟเวอร์ที่ใดที่หนึ่ง นั่นหมายความว่าการตัดสินใจสามารถทำได้รวดเร็วขึ้น และลดข้อผิดพลาดให้น้อยลง รายงานจากอุตสาหกรรมชี้ให้เห็นถึงแนวโน้มที่ผู้ผลิตเพิ่มจำนวนการนำ AI เข้ามาใช้มากขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า โรงงานที่นำเทคโนโลยีเหล่านี้มาใช้ตั้งแต่แรก กำลังเห็นว่าสายการผลิตของพวกเขามีความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้นมาก ขณะที่ช่วงเวลาการหยุดทำงานลดลงอย่างมาก อุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ที่ติดตั้ง Edge AI ไว้ก็ยิ่งมีความสามารถในการจัดการงานที่ซับซ้อนได้ดีขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งงานเหล่านี้แต่เดิมจำเป็นต้องมีการควบคุมจากคน หรือต้องลงทุนปรับโครงสร้างพื้นฐานที่มีค่าใช้จ่ายสูง

การเชื่อมต่อ Digital Twin

ดิจิทัลทวินส์ (Digital Twins) กำลังเปลี่ยนวิธีที่อุตสาหกรรมต่างๆ จำลองและปรับปรุงกระบวนการทำงาน โดยการสร้างสำเนาเสมือนจริงของอุปกรณ์ในโลกจริง ซึ่งช่วยให้บริษัทสามารถตรวจสอบสิ่งต่างๆ ได้อย่างใกล้ชิดมากยิ่งขึ้น คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม (Industrial PCs) มีความสำคัญอย่างมากในการทำให้สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นได้ ช่วยให้โรงงานต่างๆ สามารถคาดการณ์และแก้ไขปัญหาที่ยังไม่เกิดขึ้นได้ทันท่วงที พร้อมทั้งได้รับข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าเกี่ยวกับกระบวนการทำงานประจำวัน เมื่อผู้ผลิตเชื่อมต่อทุกสิ่งเข้าด้วยกันผ่านคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม พวกเขาจะสามารถใช้ประโยชน์จากดิจิทัลทวินส์ได้อย่างเต็มที่ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม พร้อมทั้งติดตามผลิตภัณฑ์ตลอดกระบวนการผลิตตั้งแต่ต้นจนจบ การศึกษาวิจัยพบว่า โรงงานที่นำเทคโนโลยีนี้ไปใช้จริง ต่างได้รับผลตอบแทนที่ชัดเจนทั้งในด้านความเร็วในการผลิตและการจัดการวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ สิ่งที่ทำให้คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมโดดเด่นคือ ความสามารถในการจัดการการเชื่อมต่อข้อมูลจำนวนมหาศาล พร้อมทั้งประมวลผลข้อมูลให้รวดเร็วพอที่จะรองรับการจำลองที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้ ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมจึงกลายเป็นศูนย์กลางสำคัญของการเคลื่อนไหวด้านดิจิทัลทวินส์ในปัจจุบัน

ระบบนิเวศการผลิตที่รองรับ 5G

ด้วยการมาถึงของเครือข่าย 5G ทำให้คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมต่างได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานอย่างมาก เนื่องจากความล่าช้าที่ลดลงอย่างมากและการเชื่อมต่อที่รวดเร็วสูงมาก โรงงานต่างๆ สามารถสื่อสารได้แบบทันทีทันใดระหว่างอุปกรณ์อัจฉริยะและระบบควบคุมต่างๆ ทำให้เกิดระบบที่สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นบนพื้นที่การผลิตได้อย่างรวดเร็ว สิ่งที่ทำให้ 5G มีความพิเศษไม่ใช่แค่เรื่องของความเร็วเท่านั้น แต่จากการวิจัยพบว่า 5G ยังช่วยเปิดโอกาสให้ส่วนต่างๆ ในสายการผลิตสามารถทำงานร่วมกันได้ดีขึ้น เครื่องจักรสามารถสื่อสารกันได้รวดเร็วขึ้น ทำให้การปรับตั้งค่าต่างๆ เกิดขึ้นแบบเรียลไทม์ แทนที่จะรอการประมวลผลแบบเป็นชุด มองไปข้างหน้า เมื่อบริษัทต่างๆ เพิ่มโครงสร้างพื้นฐานของ 5G มากขึ้น คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมเหล่านี้จะมีบทบาทสำคัญมากยิ่งขึ้นในการดำเนินงานของโรงงานอัจฉริยะ ซึ่งจะช่วยให้ผู้ผลิตสามารถทำสิ่งต่างๆ ที่ไม่เคยทำได้มาก่อน ตั้งแต่การบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ไปจนถึงการปรับปรุงการควบคุมคุณภาพในหลายภาคส่วน