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博客:实现机器与工厂数据访问

为充分利用配备数字服务的机器和系统,必须对机器和过程数据进行现场级访问。正如赫优讯工业物联网产品管理总监Uwe Schnepf在接受《数字工厂期刊》主编采访时所讲的那样,赫优讯全面的物联网生态系统解决了这一关键挑战。

文:Ronald Heinze

欧洲的机器和系统制造商面临着巨大的压力,需要解决一些严峻的挑战。技术工人的短缺限制了他们利用创新和服务潜力的能力,而来自亚洲的激烈竞争正在给销售和市场份额造成压力。面对这些挑战,他们正计划将机器和系统互联,以提高生产效率、改善客户服务、开发智能产品并建立数据驱动的商业模式。

为实现数字化服务,机器制造商需要访问机器和过程数据。他们还需要借助专门的软件工具,可以独立于生产控制系统来配置和分析收集的数据,并用于维护目的。U. Schnepf 强调了边缘管理的重要性,包括边缘网关、通过现场总线或工业以太网将其集成到操作层面、边缘网关的管理和操作以及软件以及在其上运行的特定业务应用。

开放、可扩展的物联网生态系统

Hilscher使机器和系统具有网络能力,提供基于开放、可扩展和集中式边缘管理平台的模块化解决方案。其可扩展的物联网生态系统包括广泛的边缘网关、中央设备和车队管理解决方案,以及通过私有云和公共云基础设施进行的应用程序管理。用户还可以使用基于容器的应用程序连接到制造车间和云端,也可以在系统中使用自己针对特定应用的容器。例如,用户可以利用netFIELD PROFINET Tap App和EtherCAT Tap App,在不修改这些网络中控制器的情况下,完全被动地读取PROFINET或EtherCAT数据流。赫优讯经理补充道,“最重要的通讯系统已经有了解决方案,其他系统也将陆续推出。”

U. Schnepf强调,赫优讯实际上生产和销售用于自动化的芯片和模块。U. Schnepf指出,“过去七年间,我们更加关注边缘计算,并将其与我们在工业通讯方面的专业知识相结合,为新的数据驱动服务和商业模式奠定了基础。”他补充道,赫优讯为客户提供了一个全面的物联网生态系统。该平台已得到行业验证,可以随着您的需求而进化,不需要大量投资;用户通常从单个网关和一个免费的netFIELD账户开始测试。

A man in a black business suit and a light blue shirt smiles into the camera. He is wearing glasses and the background is bright and blurred.

这位物联网专家继续说道,“在机器上分析和处理数据变得日益复杂。”他认为,仅仅收集数据已无法满足需求;如今,边缘数据预处理至关重要。边缘网关正是解决之道;它们能够在机器端直接收集数据并进行数据预处理。这些边缘设备配备了加固型、高安全性的Linux操作系统,比传统网关更加智能,例如:它们可以远程访问用户界面和应用程序,以及收集和分析机器数据,以进行配置、调试、诊断和其他物联网应用。因此,原本需要具备专业技能的操作人员才能完成的机器和系统操作,现在普通用户都可以完成,可以缓解熟练操作人员日益短缺的困境。

专业边缘管理

在现代工业环境中,边缘管理的重要性日益凸显。机器和生产系统中使用的大量边缘网关及其软件需要集中管理。不仅设备及其操作系统需要不断更新,运营商自有的应用程序也需要持续更新,以确保符合最新安全标准。赫优讯的netfield.io平台就充当了这样一种中心枢纽,它基于Azure IoT构建,同时也支持与其他云平台配合使用(例如:直接部署在用户的网络环境中)。U. Schnepf解释说:“通过这项服务,用户可以轻松地从世界任何地方远程管理他们的现场总线设备和应用程序”,他强调,netFIELD当然可以通过互联网实施云端解决方案,但同时也支持利用netFIELD实现本地部署。

设备还需要操作系统才能与边缘管理平台netfield.io进行通讯。赫优讯提供了基于加固型Linux的netFIELD OS来满足这一需求。该操作系统即将向第三方设备开放。U. Schnepf指出,“这将使用户能够灵活选择他们希望在我们平台上运行的任何硬件。如果用户已经使用自己的设备完成了一些初步的开发工作,那么切换到netFIELD.io时,这部分工作将不必重复,从而降低转换成本。当然,我们希望这将为我们的解决方案带来更广泛的用户群。”

 

A structural graphic of the different components of Hilscher's netFIELD solution.

例如,边缘设备的远程管理和监控以及更新的集中推出,都是通过用户账户及容器化软件实现的。随着边缘网关数量的增加,这一过程可能会迅速变得相当复杂。专业的边缘管理系统通过集中管理软件和配置,帮助用户跟踪网关及其上运行的软件。赫优讯的这位经理补充道,“这就是所谓的车队管理。这不仅可以借助公共云实现,也可以作为服务器解决方案部署在客户现场。固件更新和软件部署可以针对特定设备组具体执行,这些设备组可以静态或动态定义。”

为机器和生产工厂提供的数字化服务

凭借其网关和netFIELD云,赫优讯致力于提升机器的智能性和效率,并为此提供完整的基础设施。U. Schnepf补充道,“我们把数据分析留给客户,他们比我们更了解自己的数据。”在这方面,包装设备制造商MULTIVAC就是一个很好的例子:这家公司开发的数字工具已在全球赫优讯网关上部署并运行。这可以实现流程透明化和实时数据,极大地提高了MULTIVAC系统的效率。

远程访问在调试过程中也具有诸多优势。U. Schnepf指出,“在新冠疫情时期,虚拟调试的价值得到了证明。”当事经常出现的情况是,机器可以交付但无法进行现场调试,因此无法结算费用,原因在于无法进行现场访问或缺乏熟练工人。许多机器制造商也在考虑提供“软件即服务”(SaaS)。这位经理补充道,“数字服务有助于优化机器操作,这在技术工人短缺的情况下尤为重要。”

据U. Schnepf介绍,赫优讯的另一家客户和热喷涂技术的领先供应商为其客户提供智能服务,作为机器的附加产品。这提高了他们的效率,增加了吞吐量,有助于提升可持续性和透明度。该解决方案基于netFIELD作为IIoT(工业物联网)的基础设施进行部署。U. Schnepf指出,“我们的边缘网关安装在出厂的每台机器上,并根据需要进行激活。”
除机器制造商外,赫优讯还为工厂经营者提供服务,以整合来自不同机器的数据,更高效地运营工厂。物联网产品管理总监补充道,“这同样适用于经过改造的旧系统。”例如,软件制造商也对物联网解决方案颇感兴趣,他们正在探索如何将人工智能融入到机器中。

 

领先的包装设备制造商MULTIVAC的netFIELD应用实践
A man with beard, dark hair and glasses in a grey suit with a white shirt.

与离线机器相比,联网机器总能为客户带来更多优势。得益于赫优讯的 netFIELD 技术,我们可以提供高效的智能服务,直接满足客户需求,同时提高客户忠诚度。

Marius Grathwohl 博士

数字产品与转型副总裁

MULTIVAC

在气候变化时期,如何以更有利于资源利用的方式加工食品和其他产品?MULTIVAC 的答案是:投资于研究、开发和现代化生产。

从 2010 年到 2020 年,MULTIVAC 集团共提交了 445 项专利申请,用于在自动化加工生产线上制造同步、网络集成、软件支持和节能的机器。用于高精度切片、精确到零点几克、安全和可持续的包装、标签和质量保证。实现绿色未来。

A packaging machine from MULTIVAC.

集成包装解决方案的领先制造商 MULTIVAC 利用 netFIELD 开发以客户为导向的服务,提高机器可用性

采用最佳做法

U. Schnepf.表示,“我们将自己视为支持中小企业的推动者,尤其是在最佳做法的应用方面。”netFIELD基于容器的结构使用户能够通过网关轻松集成和部署其应用程序。这家总部位于哈特斯海姆的公司还与选定的合作伙伴展开合作,例如:与荷兰鹿特丹的UReason合作开发阀门和泵机监控解决方案;与波恩的Tomorrow Things GmbH合作开发注塑机过程监控解决方案;与卡尔斯鲁厄的byteFabrik合作开发AI低代码解决方案。

赫优讯实现了“服务化”经营模式,这是一种结合商品和服务的商业模式创新。其中一个例子是轮胎制造商提供的“轮胎即服务”。U. Schnepf解释说,“制造业同样可以实现这种商业模式,我们可以帮助企业获取所需的数据。”

最后,U. Schnepf还强调了OT安全的重要性。欧盟《网络弹性法案》等法规设定了严格的要求,这同样是CE认证的一个决定性要素。他对赫优讯解决方案的成功充满信心,这些解决方案主要集中于工业通讯和安全设备管理。他总结道,“我们提供了一个开放标准平台,旨在解决中小企业客户的实际需求,同时还能灵活扩展,快速轻松地适应不断变化的市场格局。”

 

The picture shows the inside of an industrial production machine for semiconductors and electronic devices. On the left side, a type of gripper arm can be seen between blurry constructional struts in the foreground.
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A man in a dark blue business suit and a white blue shirt smiles into the camera. He has short dark hair.
作者简介:Ronald Heinze

Ronald Heinze在自动化行业享有盛誉,是人脉最广、最见多识广的编辑之一。他是VDE VERLAG GMBH的出版总监兼主编,这是一家德国媒体公司,为《数字工厂期刊》等专业期刊提供服务。

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Hilscher netPI Edge Gateway in use.

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