Rozwiązania Internetu rzeczy w przedsiębiorstwach produkcyjnych (ang. Industrial Internet of Things — IIoT) obejmują cały zakład — od nabywania materiałów niezbędnych do produkcji aż po przechowywanie gotowych wyrobów i dostarczanie ich — i udostępniają całościowy wgląd w przepływ pracy w obrębie całego przedsiębiorstwa.
Tradycyjne sieci stanowią istotną przeszkodę we wdrożeniu tego rozwiązania w inteligentnych fabrykach i ośrodkach objętych łącznością sieciową. Ingo Schneider, dyrektor ds. rozwoju działalności w dziale infrastruktur sieci transmisji danych w przedsiębiorstwie Alcatel-Lucent Enterprise, opowiada o dwóch podstawowych elementach konstrukcyjnych niezbędnych do budowania inteligentnej sieci dla zakładów produkcyjnych: wzmocniona sieć Ethernet klasy korporacyjnej ze zintegrowanymi zabezpieczeniami działającymi w czasie rzeczywistym.
Kiedy mówimy o inteligentnych zakładach produkcyjnych lub rozwiązaniach wchodzących w skład Internetu rzeczy w takich zakładach, mamy na myśli tworzenie kompleksowych środowisk sieciowych, które gromadzą, wymieniają, porównują i udostępniają analizy danych w czasie rzeczywistym — od hal fabrycznych po systemy zaplecza, a także w obrębie całego łańcucha dostaw. Nie tylko umożliwi to zautomatyzowanie procesów produkcyjnych i organizacyjnych, lecz także pozwoli systemom zarządzania na generowanie użytecznych informacji w obrębie całego przedsiębiorstwa, co przyspieszy podejmowanie trafniejszych decyzji.
Najważniejsza jest sieć
Rozwiązania IIoT to nie tylko pojedyncza technologia, ale cały zestaw technologii nowej generacji — czujniki, nowe aplikacje, interfejsy do komunikacji między maszynami (M2M), uczenie maszyn, analiza predykcyjna, usługi geolokalizacyjne, galanteria elektroniczna oraz rzeczywistość rozszerzona. Infrastruktura sieci łączy te wszystkie technologie i rozwiązania — bez niej mamy do czynienia z kolekcją osobnych, inteligentnych technologii bez możliwości wykorzystania ich możliwości w pełni.
http://branden.biz/index.php/2017/05/22/wirtualizacja-w-niemczech-przemysl-4-0/
Branża produkcyjna i przemysłowa ma specjalne wymagania w zakresie sieci, które nie są potrzebne w biurze i środowiskach sprzedaży detalicznej — czy więc sieci te powinny być takie same? Odpowiedź brzmi: nie.
Wzmocniona sieć
Zawodna łączność w sieci LAN lub WLAN może doprowadzić do katastrofy w zautomatyzowanych procesach mających miejsce w obrębie dzisiejszych linii produkcyjnych. Nawet minimalne zakłócenia w łączności sieciowej spowodowane przez mało wydajny transfer danych, wystąpienie wąskiego gardła lub utratę danych mogą mieć negatywne konsekwencje w obrębie całego łańcucha produkcyjnego. Łączność bezprzewodowa o niejednolitej przepływności nie tylko osłabia wydajność pracowników zdalnych i obsługę mobilnych zasobów, ale też może stanowić poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa.
Połączenie ze sobą kontrolerów, czujników, zasobów wideo dostępnych za pośrednictwem IP oraz zasobów dostępnych z wykorzystaniem łączności bezprzewodowej w obciążonym środowisku hali produkcyjnej lub zakładu przemysłowego wymaga sieci szkieletowej, która zachowa swoją niezawodność i jakość usług w otoczeniu cechującym się wysoką temperaturą, dużym zapyleniem, zakłóceniami elektromagnetycznymi oraz wibracjami spowodowanymi przez maszyny i ciężkie pojazdy. Dlatego właśnie wzmocniona sieć składająca się z odpornych elementów jest tak ważna dla zapewnienia niezawodnej i bezpiecznej łączności w zakładzie produkcyjnym. Ponadto sieć taka powinna być łatwa do rozbudowy, aby można było łatwo włączać do niej nowe zasoby i technologie, kiedy tylko staną się dostępne.
Długotrwała eksploatacja — wymagania, które sieć musi spełniać
Jak więc zbudować wzmocnioną sieć do obsługi podłączonych do niej zakładów produkcyjnych i fabryk? Po pierwsze — przełączniki, punkty dostępowe i routery powinny obsługiwać te same funkcje co inne zaawansowane sieci: zintegrowane zabezpieczenia, dynamiczne dostosowywanie wydajności sieci w celu wdrażania aplikacji w czasie rzeczywistym oraz niezawodna komunikacja szerokopasmowa IP. Jednak należy to osiągnąć z wykorzystaniem sprzętu sieciowego w obudowach klasy korporacyjnej, które zostały wzmocnione do działania w bardziej uciążliwych środowiskach pracy.
Zwykłe przełączniki nie wystarczą
Poza zabezpieczonymi centrami przetwarzania danych, gdzie warunki pracy są pod stałą kontrolą, sieć kampusowa powinna być odporna na wiele różnych warunków pogodowych. Wzmocnione przełączniki klasy korporacyjnej, pracujące w przedziale temperatur otoczenia od −40°C do 74°C, to najważniejszy element sieci wystawiony na działanie ekstremalnych temperatur, stałych lub zmiennych. Niewzmacniane przełączniki w zakładzie produkcyjnym lub ośrodku zdalnym mogą poważnie zmniejszyć poziom niezawodności oraz skrócić cykl eksploatacji urządzeń, narażając codzienne operacje na duże ryzyko.
Temperatura środowiska pracy to niejedyny czynnik mający negatywny wpływ na sprzęt sieciowy. Sprzęt powinien być również zabezpieczony przeciwko wysokim poziomom wilgotności lub zanieczyszczenia powietrza spowodowanym zapyleniem. W tym przypadku nieocenione będą modele przełączników o chłodzonej konwekcyjnie konstrukcji bez wentylatorów — zwiększają one niezawodność i wydłużają cykl eksploatacji sieci. Przełączniki o wzmocnionej konstrukcji zaprojektowano tak, aby były odporne na wstrząsy i wibracje spowodowane ciężkimi maszynami i pojazdami. Są one ponadto zgodne z wymaganiami w zakresie zgodności elektromagnetycznej EMI/EMC.
Bezpieczeństwo przez cały czas — jest to możliwe dzięki aplikacji
Bezpieczeństwo jest istotną kwestią w środowiskach przemysłowych, trzeba więc o nim pomyśleć, zanim zajmiemy się kładzeniem fundamentów pod sieci do obsługi łączności z zakładami produkcyjnymi. Czasy, gdy jedynym alarmem był dźwięk syreny fabrycznej, na dźwięk której wszyscy pracownicy w hali produkcyjnej odkładali narzędzia i kierowali się do wyjścia, odeszły w niepamięć. Nowoczesne zakłady produkcyjne z możliwością przesyłania danych w czasie rzeczywistym potrzebują (i mogą mieć) zcentralizowaną platformę do obsługi alarmów i powiadomień, która rozsyła powiadomienia dostępne za pośrednictwem aplikacji zainstalowany na inteligentnych urządzeniach, a także telefonach stacjonarnych i komputerach.
Bezpieczeństwo jest kwestią najwyższej wagi. Alarmy automatyczne i powiadomienia w przypadku awarii, takie jak usługa powiadamiania OpenTouch Notification Service (ONTS), które mogą zostać zintegrowane z siecią, mają niezmiernie istotne znaczenie w kwestii zawiadamiania osób nadzorujących o pożarach lub uszkodzeniach ciała pracowników. Sieć, która zbiera i agreguje alarmy pochodzące z różnych podsystemów w jednej centralnej platformie, spełnia wymagania stawiane „inteligentnej fabryce”.
Usługa powszechnego powiadamiania prześle odpowiednie alarmy odpowiednim osobom we właściwym czasie, umożliwiając im szybką i prawidłową reakcję na nie. Z usługą tą można zintegrować również inne systemy zabezpieczeń, takie jak monitoring i systemy zarządzania budynkami do wykrywania pożarów, system nadzoru wizyjnego oraz powiadamiania o wykrytych włamaniach. Można nimi łatwo zarządzać jednym, niezawodnym rozwiązaniem.
Alerty związane z kwestami inżynieryjnymi również można kierować bezpośrednio do właściwych osób — podobnie jak powiadomienia o awariach i naruszeniu bezpieczeństwa. Powiadomienia te, głosowe bądź tekstowe, są kierowane na telefony stacjonarne lub bezprzewodowe lub też bezpośrednio do aplikacji na inteligentnych urządzeniach, do skrzynki e-mail lub w postaci wiadomości SMS — zapewniając niezbędną elastyczność w obrębie wielu ustawień produkcyjnych i przemysłowych.
Szyta na miarę — wybór właściwej sieci do komunikacji z fabryką
Internet przedmiotów w przedsiębiorstwach produkcyjnych stale się rozwija. Lecz zanim pomyślimy o tym, jakie nowe technologie i usługi wprowadzić, powinniśmy mieć pewność, że nasza sieć nadaje się do pracy w obciążonym środowisku produkcyjnym — oznacza to zbudowanie wzmocnionej sieci Ethernet klasy korporacyjnej ze zintegrowanymi zabezpieczeniami działającymi w czasie rzeczywistym.
Autor: Ingo Schneider, dyrektor ds. rozwoju w dziale infrastruktur sieci transmisji danych Alcatel-Lucent Enterprise
