SMIP CESMII Membawa Sukses Analitik Prediktif di NC State

MANAJEMEN DATA: Perangkat lunak agnostik vendor hadirkan analitik prediktif di NC State

Dalam demonstrasi terbaru dari Smart Manufacturing Innovation Platform (SMIP) agnostik vendor dari CESMII, mitra proyek pertama membantu manajer pabrik pengolahan air North Carolina State University untuk mulai bergerak dan menganalisis data yang mereka kumpulkan dengan instrumen pintar.

"Otomatisasi telah berlangsung selama lebih dari 100 tahun," kata Niels Andersen, pendiri bersama mitra proyek ThinkIQ. "Kami memiliki banyak data yang dikumpulkan, tetapi sangat sedikit data yang digunakan. Data tidak memiliki arti, tidak memiliki konteks, dan tidak disatukan dengan cara yang memungkinkan analisis."

Bagian kunci lainnya dari proyek ini termasuk memastikan semua peralatan pengumpulan data memiliki nama yang memenuhi syarat, menggunakan basis data graf untuk memetakan hubungan yang beragam, fokus pada satu standar (idealnya OPC UA), memastikan sistem dan protokol yang berbeda dapat berkomunikasi satu sama lain, dan mengembangkan model virtual peralatan yang lebih baik.

Hasil akhirnya akan menjadi SMIP yang menyelaraskan penerapan manufaktur pintar dan mengganti pekerjaan khusus dengan platform yang dapat diulang, agnostik produsen, dan mudah digunakan yang akan memungkinkan pabrik manufaktur ukuran apa pun untuk memanfaatkan semua data mereka.

CESMII (the Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute) bertarget untuk memiliki versi 1.0 SMIP yang kuat pada akhir tahun ini, kata Jonathan Wise, VP teknologi di CESMII.

Untuk mencapai analitik prediktif di pabrik NC State—yang dianggap sebagai lingkungan seperti manufaktur—mitra proyek ThinkIQ, Savigent, Seeq, Syspro, Semiotic Labs, dan Microsoft berfokus pada integrasi beberapa teknologi dari silo terpisah dan pengupgradean PC yang memantau kualitas air, kata Tim Shope, direktur transformasi digital di integrator sistem Avid.

Sebelum pengupgradean, tugas dasar seperti menarik data historis seminggu terlalu lama.

Selanjutnya, tim ThinkIQ dan lainnya menerapkan mesin analitik dari Seeq untuk menarik data waktu nyata dari lingkungan infrastruktur terprogram di OSISoft, menganalisis membran pada filter osmoris terbalik, menggabungkan semua data menggunakan SMIP CESMII, dan menetapkan tingkat kondisi kapan membran perlu diganti—tindakan yang akan secara otomatis memicu pesan kerja melalui perangkat lunak Savigent, kata Shope.

Langkah berikutnya adalah mengembangkan model untuk pompa air tingkat kemurnian tinggi, pompa yang sangat krusial sehingga pompa cadangan berada di sisinya untuk pergantian gaya NASCAR dengan cepat jika alarm menunjukkan masalah tekanan atau masalah lain, katanya.

Sensor IoT memantau pompa dari jarak jauh dalam sistem pembelajaran mesin. Setelah beberapa minggu, ia mempelajari bentuk gelombang tanda tangan pompa sehingga dapat mendeteksi apakah pompa berfungsi sesuai desain atau apakah mulai mengalami masalah mekanis atau listrik.

Platform baru dapat memprediksi kegagalan motor hampir empat bulan sebelumnya, katanya.

Mitra juga memberi setiap pompa nama terpisah. "Jika semua pompa diberi label Pump_01, kami tidak memiliki konteks," kata Andersen. "Penting untuk memberi nama lengkap dan memiliki berbagai alat untuk memberikan arti."

Idealmente, setiap pompa akan diberi cara yang mengidentifikasi nama mesin, nama garis tempat pompa berada, nama pabrik, serta produsen yang membuat pompa, kata Wise. Beberapa produsen menawarkan sistem penamaan yang memenuhi syarat tetapi banyak yang tidak.

Dalam fase lebih lanjut proyek CESMII, pemetaan ini akan otomatis, katanya.

NC State pertama mendapatkan SMIP

CESMII pada April meluncurkan Smart Manufacturing Innovation Center (SMIC) baru di NC State. Ini adalah satu dari empat SMIC CESMII yang telah memiliki SMIP di lapisannya. Tiga pusat lainnya berada di UCLA, Texas A&M, dan Rensselaer Polytechnic Institute.

Pada rapat tahunan virtual CESMII terbaru, CEO John Dyck mengatakan dia mencari lebih banyak SMIC di, misalnya, bidang robotika, otomotif, kimia, baja, dan AI/pembelajaran mesin.

Tujuan SMIC adalah menghubungkan produsen, vendor teknologi, integrator sistem, dan penyedia peralatan dengan akademia, "memonstrasikan dan mendorong penelitian dan inovasi yang dapat diskalakan ke seluruh manufaktur AS," kata organisasi publik-swasta.

SMIP akan menjadi spesifikasi terbuka

CESMII akan menerbitkan SMIP sebagai spesifikasi terbuka—sehingga setiap vendor dapat menggunakannya, kata Wise.

"Kami menang jika ide-ide ini diadopsi di tempat lain dalam industri. Ini memerlukan tingkat altruisme yang beberapa produsen ragu-ragu karena mereka tidak yakin apakah itu akan berhasil," katanya.

"Saatnya telah tiba untuk satu tingkat solusi yang terbuka untuk generasi mendatang sehingga kami dapat fokus pada masalah lain," tambah Wise.

'Ruang putih' yang bermasalah

Salah satu tantangan terbesar adalah "setiap fasilitas telah melakukan gabungan infrastruktur, sistem, peralatan, dan alat seiring waktu," kata Mark Besser, senior VP untuk keberhasilan pelanggan di Savigent. "Semua investasi itu dibuat sangat spesifik karena mereka memecahkan masalah atau tantangan pada satu titik waktu. Banyak teknologi tersebut dibuat khusus untuk memecahkan masalah-masalah tersebut. Namun ketika Anda melihat lebih luas di seluruh lanskap, Anda mulai memperhatikan semua ruang putih yang ada di antara teknologi-teknologi tersebut."

Dalam kasus lain, produsen mungkin ingin mengintegrasikan teknologi dari vendor berbeda tetapi tidak dapat karena sistem ini tidak dirancang untuk bersatu dengan platform proprietary lainnya.

Tujuannya adalah untuk membawa semua data yang tersedia ke dalam permainan untuk meningkatkan efisiensi dan keandalan tanpa melanggar anggaran atau memaksa produsen untuk berganti vendor, kata Wise.

Misalnya, jika produsen menjalankan perangkat lunak dari Perusahaan A dan ingin solusi pemantauan energi dari Perusahaan B, sering kali satu-satunya jalan keluar adalah mencabut sistem Perusahaan A dan memasang sistem Perusahaan B.

Tambah Shope: "Kami tidak dapat mencabut semua platform vendor dari fasilitas kami hari ini. Kami perlu sampai ke tempat yang agnostik vendor."

Tujuan menurunkan biaya penyiapan infrastruktur

Kira-kira 70 persen biaya proyek pabrik digital adalah pemasangan kabel struktur otomatisasi, menghubungkan data, dan menciptakan infrastruktur, kata Wise. Sisa 30 persen adalah menciptakan nilai baru dari data tersebut, sering kali dengan mengembangkan aplikasi.

Namun banyak kali, seluruh anggaran pabrik dihabiskan untuk menyiapkan infrastruktur sebelum proyek untuk mengembangkan aplikasi menganalisis data dapat dimulai.

Dengan SMIP, CESMII bertujuan untuk menurunkan biaya 70 persen tersebut sehingga produsen dapat fokus anggaran pada aplikasi untuk menganalisis data, kata Wise.

Transformasi ini tidak akan terjadi sekaligus. "Ini tidak akan seperti tombol lampu," kata Shope. "Kami memiliki basis manufaktur yang besar di AS. Sistem ini perlu bermigrasi dan diadopsi selama beberapa waktu."