Industri 4.0 di Alam Semesta Multi-Protokol
Ini mungkin bagian tersulit dari penerapan manufaktur cerdas dan Industri 4.0:Bagaimana cara membawa sistem yang ada ke dunia produksi, pengumpulan, dan analisis data mesin?
Dengan kurangnya standarisasi dalam protokol perangkat lunak untuk teknologi operasional dan informasi, tampaknya mustahil untuk membuat peralatan pabrik lama dan baru bekerja sama dengan mulus, menghasilkan aliran data standar yang dapat ditindaklanjuti.
“Kenyataannya adalah kita akan memiliki semua protokol ini, baik yang baru, yang hebat maupun yang lebih tua, yang primitif, untuk waktu yang lama,” kata Jonathan Wise, wakil presiden teknologi di CESMII, Smart Manufacturing Institute.
Komentar Wise muncul saat dia menjadi moderator sekelompok pakar selama Smart Manufacturing Interoperability and Harmonization Panel baru-baru ini, bagian dari CESMII Smart Manufacturing Summit online yang diadakan untuk menunjukkan apa artinya mendemokratisasi manufaktur cerdas.
Panelis Russell Waddell, direktur pelaksana MTConnect Institute, telah mendefinisikan istilah sebelumnya dalam diskusi:“Protokol adalah bagaimana Anda meneruskan data dari satu tempat ke tempat lain, sistem ke sistem, sedangkan model [informasi] adalah apa yang sebenarnya ada dalam data itu, ” katanya, menunjukkan bahwa standar MTConnect menawarkan kosakata semantik untuk peralatan manufaktur untuk menyediakan data terstruktur dan kontekstual tanpa bentuk kepemilikan.
“Bagaimana Anda memandu produsen yang mungkin ingin memperbaiki sistem brownfield [yang sudah ada] sehingga mereka dapat memanfaatkan beberapa manufaktur cerdas atau, dalam kasus lain, mungkin ingin membeli mesin baru?” Bijaksana bertanya kepada para ahli. “Apa yang harus mereka cari di lapangan hijau dan untuk memastikan bahwa mereka berada di posisi yang baik untuk maju ke Industri 4.0? Lalu bagaimana kita—orang-orang yang mencoba menciptakan nilai informasi dari sumber data ini—mengelola semesta multi-protokol?”
Presiden dan Direktur Eksekutif OPC Foundation Stefan Hoppe mengatakan, “Untuk skenario brownfield, tentu saja,” ada “ekosistem yang sangat besar, dengan gateway yang berbicara dengan OPC UA [protokol komunikasi mesin] lapisan atas, termasuk transport MQTT [protokol yang mengangkut pesan antar perangkat] dan seterusnya, dan di tingkat yang lebih rendah, menggunakan apa yang mereka miliki sebelumnya.” Untuk skenario greenfield baru, hampir semua vendor mesin telah mengintegrasikan OPC UA ke dalam desain dan perangkat. “Kemudian Anda memiliki pemodelan informasi dari sumber langsung di luar kotak,” kata Hoppe.
Erich Barnstedt, kepala arsitek, standar dan konsorsium, Azure IoT di Microsoft, mempertimbangkan:“Sejujurnya, peralatan warisan akan bersama kami selamanya. Kita perlu membuatnya mudah dengan alat yang tepat untuk memetakan peralatan warisan itu ke model informasi terbuka berbasis standar. Lakukan proses itu sekali, dan sejak saat itu gunakan model informasi standar dan temukan mekanisme otomatis untuk juga mengirim model informasi tersebut ke sistem analitik cloud atau sistem analitik lokal.
“Tidak harus berbasis cloud, tetapi perangkat lunak analitik adalah nilai tambah dan Industri 4.0, dalam hal mendapatkan wawasan baru yang tidak dapat Anda lakukan sebelumnya. Jadi, membuat fase pemetaan konektivitas dan pemodelan data semudah mungkin—itulah kewajiban kami kepada pelanggan kami.”
Tidak ada protokol tunggal yang perlu menang, Barnstedt menambahkan. Produsen perlu mengetahui cara memasukkan data mereka ke dalam format yang dapat mereka gunakan di masa mendatang, vendor-independen, dan kemudian membuat alat yang tepat untuk pekerjaan itu untuk menjadikannya pengalaman yang mulus, katanya.
Poin kunci dari interoperabilitas adalah model informasi, kata Wise.
“Jika Anda adalah produsen dengan peralatan yang lebih tua, Anda tidak terhalang oleh itu. Kita dapat mengadaptasi dan mengimplementasikan jenis bit yang diperlukan untuk terhubung ke sistem informasi modern. Namun dalam prosesnya, kita perlu menormalkan atau menstandardisasi data tersebut.
“Dan jika Anda menemukan diri Anda membuat model informasi Anda sendiri, jika Anda berpikir bahwa Anda memiliki cara terbaik untuk menggambarkan mesin tertentu, berhentilah. Para ahli telah menangani masalah khusus itu selama satu dekade atau lebih. Di situlah kita membutuhkan kesamaan. Di situlah kita perlu mengadopsi beberapa pendekatan umum, beberapa bahasa yang sama.”
Untuk membantu mendapatkan bahasa yang sama, model informasi UA OPC akan dipublikasikan di UA Cloud Library, yang juga akan menyertakan model informasi yang ada dari VDMA Verlag, asosiasi teknik yang berbasis di Jerman, menurut panelis Andreas Faath, direktur pelaksana European grup.
Bergabung dengan alat-alat ini di perpustakaan di masa depan mungkin merupakan bahasa produksi global berdasarkan OPC UA yang sedang dikerjakan VDMA.
Alat perangkat lunak sumber terbuka untuk interoperabilitas yang dirujuk oleh panel—OPC UA, MQTT, spesifikasi pendamping MTConnect—sudah dipublikasikan di GitHub. “Semua yang Anda butuhkan ada di sana, dan jika Anda membutuhkan bantuan untuk menemukan langkah-langkah itu, untuk itulah CESMII hadir; bukan untuk memihak dalam perang protokol, tetapi untuk membantu Anda menemukan langkah-langkah dari tempat Anda berada ke tempat yang ingin Anda tuju,” kata Faat.
