Buku Masak untuk Membangun Lingkungan IoT Manufaktur
Sektor industri telah, selama satu abad, bekerja untuk melakukan konversi bahan atau suku cadang menjadi produk yang lebih efisien.
Tidak mengherankan bahwa sektor manufaktur adalah pemimpin dalam adopsi IoT, tetapi banyak produsen masih kesulitan untuk memperkenalkan dan menggunakan IoT dalam operasi.
Bagi mereka yang melakukannya, berikut adalah resep sederhana untuk membangun lingkungan manufaktur IoT dan membantu Anda di sepanjang jalan. Dalam pembahasan ini, kita akan menggunakan istilah “sensor” untuk perangkat IoT yang melaporkan suatu kondisi, “effector” untuk kelas perangkat IoT yang dimaksudkan untuk memindahkan atau membuka sesuatu, dan “controller” untuk perangkat IoT yang terhubung dan berinteraksi dengan sensor dan efektor.
Tampilan Tingkat Tinggi tentang Lingkungan IoT
Perusahaan telah berjuang untuk IoT dan otomatisasi lantai pabrik, dan beberapa telah membuat kemajuan yang signifikan. Pendekatan terbaik di IIoT adalah yang membagi proyek IoT Anda menjadi tiga lapisan berbeda, seperti kue.
Struktur ini memungkinkan produsen untuk mencocokkan perangkat IoT dengan proses manufaktur, untuk merajut proses tersebut ke dalam alur kerja pabrik, dan untuk mengintegrasikan alur kerja tersebut dengan aplikasi bisnis yang memperoleh suku cadang dan bahan mentah serta menjual barang jadi.
Pendekatan tiga lapis ini memungkinkan pembuat lingkungan IoT untuk menerapkan proses IoT yang mencerminkan tujuan bisnis.
Bahan-Bahan Proyek IIoT
Lapisan proses. Tidak seperti banyak aplikasi IoT yang dibangun dari sensor yang membaca kondisi dan "efektor" yang menggerakkan atau mengubah banyak hal di dunia nyata, IoT manufaktur biasanya dibangun dari proses tertentu, masing-masing terdiri dari perkakas yang diperlukan untuk melakukan langkah manufaktur, pekerja yang dibutuhkan untuk menjalankannya, dan perangkat IoT perlu membungkus proses dalam amplop kontrol otomatis. Perangkat ini termasuk pengontrol lokal, dengan protokol perangkat dan bahasa pemrogramannya sendiri, yang mengubah perangkat IoT menjadi komponen aktif dari proses itu sendiri. lapisan proses ini adalah dasar untuk membuat desain IoT.
Lapisan tepi pabrik. Manufaktur dimulai dengan proses, tetapi semua proses harus dikumpulkan menjadi visi pabrik yang kohesif. Itulah tugas lapisan kue kedua, lapisan tepi pabrik . Sementara lapisan proses biasanya dibangun dari perangkat dan pengontrol khusus, lapisan tepi pabrik dibangun dari perangkat "kontrol tertanam" atau "komputasi tepi" yang semakin cenderung menjadi semacam perangkat komputasi tujuan umum. Lapisan ini mengelola proses sehingga pekerjaan pabrik diteruskan dengan tertib, dan keselamatan pekerja dan mesin di lantai pabrik terjamin.
Lapisan bisnis. Barang tidak muncul atau menghilang secara ajaib dari pabrik. Pabrikan memiliki sistem perangkat lunak yang mendukung pengiriman suku cadang/bahan mentah, sering kali didasarkan pada prinsip-prinsip seperti manufaktur just-in-time (JIT) atau penjadwalan pengiriman JIT untuk meminimalkan persediaan. Ada juga sistem yang mengelola persediaan barang jadi dan memindahkannya ke saluran penjualan. Sistem ini membentuk lapisan bisnis kue, tempat aplikasi lama bertemu IoT dan otomatisasi proses.
Resep Lingkungan IIoT
Karena lapisan proses adalah dasar dari IIoT, strategi optimal dimulai dari sana:
- Menginventarisir antarmuka pemrograman aplikasi (API) keluaran dari setiap elemen proses di lantai pabrik. Perhatikan API, persyaratan jaringan, format data, dan jenis informasi yang tersedia melalui masing-masing. Jika beberapa opsi didukung, bukan kemampuan masing-masing.
- Pastikan bahwa setiap antarmuka proses memperlihatkan cara mengoordinasikan langkah awal dan penyelesaian proses dengan aplikasi tingkat yang lebih tinggi. Juga, identifikasi cara
“penghentian darurat” proses jika perlu.
Sekarang perhatikan hubungan antara lapisan proses dan lapisan tepi pabrik. Anda perlu membuat koneksi antara setiap proses pabrik di lapisan proses dan komputer edge di lapisan tepi pabrik, jadi harus ada antarmuka yang didukung secara umum untuk koneksi ini.
- Untuk setiap kandidat sistem factory edge, lakukan inventarisasi semua API dan antarmuka jaringan yang didukung. Mungkin ada beberapa sistem operasi, middleware, atau paket aplikasi untuk perangkat edge, jadi jelajahi semuanya.
- Temukan kecocokan antara antarmuka lapisan proses yang tersedia dan sistem tepi pabrik. Kecocokan yang cocok akan mendukung semua pertukaran pesan yang Anda butuhkan. Jika ada beberapa kecocokan yang cocok, temukan kombinasi jaringan/antarmuka yang sesuai dengan jumlah elemen lapisan proses terbesar, untuk mengurangi kerumitan pemrosesan tepi pabrik.
- Praktik terbaik adalah menyertakan tugas untuk mengubah semua aliran data lapisan proses dalam aplikasi tepi pabrik menjadi struktur pesan data umum sebelum melakukan pemrosesan apa pun. Ini akan secara signifikan mengurangi upaya pengembangan dan pemeliharaan perangkat lunak, waktu, tingkat kesalahan.
Sekarang untuk membuat es kue. Lapisan bisnis kue IoT manufaktur bertanggung jawab untuk integrasi dengan aplikasi yang menangani suku cadang, material, dan produk jadi. Ini juga merupakan tempat di mana manufaktur IoT meninggalkan lingkungan pabrik lokal, baik untuk terhubung ke pusat data perusahaan atau ke aplikasi cloud publik.
- Dalam kebanyakan kasus, antarmuka yang tersedia dari sisi bisnis, tersedia untuk menghubungkan lapisan tepi pabrik, cukup statis. Inventarisasi antarmuka ini dan dokumentasikan persyaratan dan kemampuannya.
- Inventarisasi antarmuka yang dapat didukung oleh sistem tepi pabrik, dan identifikasi jumlah terkecil antarmuka ini yang cocok untuk koneksi ke lapisan bisnis.
- Berhati-hatilah dengan keamanan koneksi ini, karena mereka mengekspos antarmuka ke aplikasi dan database bisnis inti.
Membangun Lingkungan IoT Membutuhkan Beberapa Sentuhan Akhir
Ada beberapa aturan umum di IIoT IoT yang harus diingat saat menjelajahi opsi untuk ketiga lapisan kue IoT kami:
- Banyak pengguna lebih memilih koneksi wireline, seperti Ethernet, baik untuk koneksi lapisan proses-ke-pabrik-tepi dan koneksi lapisan pabrik-tepi-ke-bisnis. Ini meningkatkan keamanan dan keandalan. Penggunaan kabel Ethernet berpelindung dapat mengurangi risiko gangguan listrik dari mesin.
- Jika jaringan nirkabel digunakan di lantai produksi, pertimbangkan untuk menggunakan hub terpisah, pisahkan jaringan pabrik dari penggunaan Wi-Fi lainnya. Pertimbangkan Wi-Fi 6 wajib untuk penerapan skala besar atau di mana pengguna lain akan berbagi jaringan Wi-Fi yang sama, dan gunakan fitur "warna" Wi-Fi 6 untuk memediasi kapasitas jaringan untuk aliran IoT penting. Ketahuilah bahwa untuk mendapatkan hasil maksimal dari Wi-Fi 6, Anda memerlukan kompatibilitas WiFi-6 di perangkat dan juga LAN.
- Keselamatan adalah perhatian yang paling penting. Pastikan penerapannya menyertakan tombol darurat untuk menghentikan pergerakan dan melindungi pekerja dan peralatan.
Mendokumentasikan Lingkungan IoT Anda
Aturan praktis utama adalah mendokumentasikan semuanya. Setiap keputusan yang dibuat, setiap parameter konfigurasi, setiap elemen perangkat lunak atau perangkat harus didokumentasikan sepenuhnya, dengan pembaruan yang dibuat dengan perubahan, dan ditinjau secara berkala untuk memastikan tidak ada yang terlewatkan. Jika Anda gagal mendokumentasikan perangkat, koneksi, aplikasi dengan jelas, hal itu dapat menjadi sumber masalah di masa mendatang, beberapa di antaranya dapat menjadi serius.
