Komputasi Edge dalam Manufaktur: Panduan Lengkap untuk Produsen

Berikut adalah topik yang akan kita bahas dalam artikel mendalam ini tentang komputasi edge dalam manufaktur. Pilih tautan jika Anda ingin melompat ke bagian tertentu:

• Pengenalan Komputasi Edge dalam Manufaktur
• Apa Itu Komputasi Edge?
• Apa Itu Platform Komputasi Edge?
• Apa Itu Perangkat Edge?
• Hubungan Antara Edge dan Cloud
• Kasus Penggunaan Komputasi Edge dalam Manufaktur
• Bagaimana Lanskap Konektivitas dalam Manufaktur Sedang Berubah

Pengenalan Komputasi Edge dalam Manufaktur

Kerangka komputasi edge semakin banyak digunakan di berbagai industri seiring bertambahnya perangkat Internet of Things (IoT). Salah satu kasus penggunaan komputasi edge yang paling menjanjikan adalah di sektor manufaktur, di mana teknologi baru ini berpotensi menghasilkan peningkatan produktivitas yang besar.

Meskipun IoT telah terbukti menjadi pengait krusial di lantai pabrik, organisasi kini mencoba meningkatkan responsivitas sistem manufaktur mereka lebih jauh. Untuk mencapai hal ini, organisasi-organisasi ini mengadopsi manufaktur cerdas dengan komputasi edge sebagai pengait utamanya.

Manufaktur cerdas membayangkan masa depan di mana peralatan pabrik dapat membuat keputusan otonom berdasarkan apa yang terjadi di lantai pabrik. Bisnis dapat dengan mudah mengintegrasikan semua tahap proses manufaktur, termasuk desain, manufaktur, rantai pasok, dan operasi. Hal ini memfasilitasi fleksibilitas dan responsivitas yang lebih besar saat berkompetensi di pasar. Mengaktifkan visi ini membutuhkan kombinasi teknologi terkait seperti IoT, AI/machine learning, dan Komputasi Edge.

Keuntungan utama pengumpulan analitik di tepi jaringan adalah kemampuan untuk menganalisis dan mengeksekusi data real-time tanpa biaya bandwidth yang datang dari mengirim data tersebut ke luar lokasi (ke cloud atau data center) untuk dianalisis. Manufaktur bersifat sensitif terhadap waktu dalam hal menghindari produksi komponen yang tidak sesuai spesifikasi, downtime peralatan, cedera pekerja, atau kematian. Untuk tugas yang lebih kompleks dan jangka panjang, data dapat dikirim ke cloud dan digabungkan dengan bentuk data terstruktur dan tidak terstruktur lainnya. Akibatnya, penggunaan dua kerangka komputasi terpisah ini bukan bersifat eksklusif, melainkan hubungan simbiotik yang memanfaatkan manfaat yang diberikan masing-masing. Di bawah ini, kita akan membahas lebih dalam tentang kasus penggunaan dan hubungan antara cloud dan edge dalam manufaktur.

Pertama, kita akan mendefinisikan komponen dari kerangka komputasi edge.

Apa Itu Komputasi Edge?

Komputasi edge adalah kerangka komputasi terdistribusi yang mendorong komputasi dan penyimpanan data lebih dekat ke sumber data, sehingga meningkatkan waktu respons dan menghemat bandwidth.

Sederhananya, komputasi edge adalah tentang mengambil kode yang berjalan di cloud dan menjalankannya di dekat atau pada perangkat lokal. Contohnya termasuk perangkat gateway (seperti MachineMetrics Edge) atau bahkan PC yang berada di samping peralatan yang diaktifkan IIoT.

Dengan komputasi edge, lebih sedikit data yang perlu ditransmisikan ke cloud. Ini sangat berguna untuk mengumpulkan data frekuensi tinggi yang digunakan untuk menjalankan algoritma machine learning. Karena data ini dapat diproses di tepi, data dapat ditindaklanjuti segera. Sebaliknya, jika data frekuensi tinggi ini ditransmisikan ke cloud, diproses, dan kemudian ditindaklanjuti, akan terjadi efek latensi. Komputasi edge memecahkan masalah ini.

Untuk memahami komputasi edge, itupun membantu untuk memikirkan solusi IoT sebagai memiliki tiga komponen secara umum:

• Things seperti perangkat IoT, yang menghasilkan data sensor.
• Insights yang Anda ekstraksi dari data ini.
• Actions yang Anda lakukan berdasarkan insight ini untuk menyampaikan sejumlah nilai.

Dengan komputasi edge, Anda memindahkan komponen insights dan actions dari cloud ke perangkat. Dengan kata lain, Anda membawa beberapa kode langsung ke dalam perangkat, yang digunakan untuk memproses dan mengekstrak insight dari data serta melakukan tindak lanjut sebagai respons terhadapnya.

Dalam manufaktur, things mungkin berupa mesin atau peralatan di bengkel Anda. Insights oleh karena itu bisa berupa data mesin real-time. Dan contoh dari action mungkin berupa mesin yang menjeda operasi karena dugaan kerusakan alat potong.

Apa Itu Platform Komputasi Edge?

Platform edge yang dibangun untuk manufaktur memungkinkan Anda mengumpulkan data dari sistem industri seperti PLC, Sistem Kontrol Digital, sensor, atau historian dan menjalankan aplikasi secara lokal di atas data tersebut, seperti pemrosesan peristiwa, analitik prediktif, model machine learning, dan banyak lagi – semuanya dalam penerapan offline first.

Platform komputasi edge mengelola aplikasi, perangkat, dan koneksi yang beroperasi di tepi jaringan. Di sini, perangkat edge dan peralatan yang terhubung ("things") dapat berkomunikasi dan melakukan tugas dengan laju yang lebih cepat daripada yang dicapai dengan komputasi cloud murni.

Menangani banyak perangkat edge dapat menjadi tugas yang menantang. Platform manajemen edge terpusat mengatasi masalah ini dengan menghubungkan banyak perangkat edge yang berbeda untuk memastikan pengelolaan yang tepat seluruh jaringan. Misalnya, dengan platform komputasi edge, produsen dapat mendorong pembaruan keamanan ke semua perangkat edge dan memecahkan masalah jika diperlukan.

Dalam satu arti, platform komputasi edge hanya membawa sumber daya komputasi cloud lebih dekat ke sumber data. Dengan demikian, platform edge secara sederhana melakukan pekerjaan platform komputasi cloud, tetapi di tepi. Hal ini mengurangi beban pada sumber daya komputasi cloud dan mengurangi latensi data antara perangkat edge dan peralatan. Jika machine learning dan AI adalah jalan masa depan, kecepatan dengan mana data dapat disimpan dan dianalisis sangat penting.

Apa Itu Perangkat Edge?

Perangkat edge adalah peralatan yang mengelola aliran data antara jaringan lokal dan cloud. Mereka bertindak sebagai gateway antara peralatan yang terhubung di jaringan lokal dan platform perangkat lunak yang digunakan untuk menganalisis data.

Dalam konteks manufaktur cerdas, perangkat edge menyediakan lebih dari sekadar tautan antara jaringan terpisah. Mereka juga mencakup fungsionalitas untuk meningkatkan keamanan IoT dan konversi analitik. Untuk memperluas hal ini, perangkat edge menterjemahkan data yang tidak kompatibel (misalnya jika Anda memiliki protokol yang berbeda) sehingga data dari berbagai sumber dapat diagregasi dan dipahami di cloud.

MachineMetrics Edge dengan mudah menghubungkan mesin ke layanan cloud MachineMetrics menggunakan Wifi, konektivitas seluler, atau koneksi ethernet.

Jarak fisik dengan jaringan tradisional berarti waktu transmisi yang lebih lama untuk paket data besar. Perangkat edge memungkinkan jaringan data yang datang dari mesin untuk berada lebih dekat ke tempat data disimpan dan dianalisis. Hal ini memungkinkan pengembalian informasi yang jauh lebih cepat kepada pengguna, yang penting ketika berkaitan dengan kasus penggunaan seperti analitik prediktif real-time. Perangkat edge dan komputasi edge menempatkan lebih banyak kapasitas penyimpanan dan analitik untuk mengonsumsi dan bertindak terhadap data, langsung di lokasi mesin.

Seiring bertambahnya kompleksitas infrastruktur IoT (misalnya, lebih banyak lokasi pabrik, perangkat, dan jaringan), kebutuhan untuk agregasi dan pemrosesan data tetap penting. Namun, tantangannya adalah perangkat di tepi akan menderita komunikasi berlatensi tinggi dengan platform komputasi cloud.

Inilah yang dipecahkan oleh perangkat edge dan platform komputasi edge.

Hubungan Antara Edge dan Cloud

Kami memiliki artikel lengkap tentang perbedaan antara komputasi edge dan komputasi cloud dalam manufaktur, jadi kami akan menjaga ini singkat.

Edge dan cloud adalah dua teknologi yang berbeda, tetapi mereka sering digunakan bersama-sama karena kelebihan yang saling melengkapi. Pada inti hubungannya, komputasi edge memproses dan bertindak terhadap data yang sensitif waktu, sedangkan komputasi cloud mengagregasi data di lokasi terpusat yang tidak perlu ditindaklanjuti secara tepat waktu.

Dalam infrastruktur IIoT yang lengkap, produsen dapat menggunakan edge untuk pengumpulan data real-time, analitik prediktif, dan pengambilan keputusan otonom, serta cloud untuk analisis data agregat, benchmarking, dan analisis tren.

Manfaat dan kerugiannya berlanjut:

Kasus Penggunaan Komputasi Edge dalam Manufaktur

Mari kita sekarang membahas alasan praktis untuk penggunaan komputasi edge dalam manufaktur. Ada berbagai manfaat bisnis untuk memastikan semua jaringan terhubung dengan cloud sambil juga dapat menyediakan sumber daya komputasi yang kuat di tepi.

• Waktu operasional peralatan yang ditingkatkan: Kegagalan dalam subsistem, komponen, atau dampak dari menjalankan komponen dalam keadaan degradasi, misalnya, dapat diprediksi secara real-time, terus disempurnakan seiring bertambahnya data yang dianalisis, dan digunakan untuk meningkatkan penggunaan operasional dan jadwal pemeliharaan.
• Biaya pemeliharaan yang dikurangi: Analisis yang ditingkatkan dari pemeliharaan yang dibutuhkan juga berarti lebih banyak perbaikan dapat diselesaikan pada kunjungan pertama dengan memberikan mekanik instruksi rinci tentang penyebab masalah, tindakan apa yang diperlukan, dan bagian apa yang diperlukan—mengurangi biaya perbaikan.
• Inventori cadangan yang lebih rendah: Model analitik edge dapat disesuaikan dengan kebutuhan dari perangkat atau sistem individual. Ini mungkin berarti membaca sensor yang langsung terkait dengan komponen dan/atau subsistem tertentu. Diharap oleh nilai bisnis yang diinginkan organisasi, model edge kemudian dapat menentukan bagaimana perangkat atau sistem harus dikonfigurasi secara optimal untuk mencapai tujuan bisnis, membuat inventori cadangan jauh lebih efisien dengan biaya minimal.
• Pencegahan kegagalan kritis: Dengan memperoleh, memantau, dan menganalisis data mengenai komponen, analitik edge dapat mengidentifikasi penyebab sebelum efeknya terwujud, memungkinkan deteksi masalah yang lebih awal dan pencegahan.
• Pemantauan berbasis kondisi: Dengan konvergensi IT dan OT, produsen dapat mengakses data mesin, memungkinkan mereka memantau kondisi peralatan mereka di lantai pabrik bahkan jika mereka menggunakan peralatan lama.
• Model bisnis baru: Paling penting, analitik edge dapat membantu membentuk model bisnis baru untuk menangkap peluang baru. Misalnya, ia dapat meningkatkan sistem manajemen bagian just-in-time dengan analisis pemantauan diri yang memprediksi komponen mana yang akan gagal dan kapan—memicu pemberitahuan penggantian bagian melalui seluruh rantai nilai. Hal ini memungkinkan penciptaan jadwal pemeliharaan "sesuai kebutuhan", mengurangi downtime dan inventori bagian, dan menghasilkan model yang lebih efisien.

Bagaimana Lanskap Konektivitas dalam Manufaktur Sedang Berubah

Kami tahu tujuan dari industrial IoT adalah menerapkan analitik lanjutan pada kuantitas besar data mesin, semuanya dengan tujuan mengurangi downtime yang tidak terduga, mengurangi biaya keseluruhan pemeliharaan mesin, dan memanfaatkan kemampuan machine learning. Cloud telah berperan penting dalam membuat pengumpulan, transfer, dan analisis data massal ini mungkin.

Komputasi edge dan analitik secara sederhana membawa konsep ini ke tingkat baru dengan mengurangi jarak fisik antara mesin dan pemrosesan data itu sendiri. Untuk perusahaan yang tersebar di jarak jauh dan mengumpulkan data dari banyak sumber, kekerabatan ini membantu menangani beberapa kenyataan:

• Masalah konektivitas terkait jarak serta biaya transfer data massal yang berkelanjutan ke lokasi terpusat.
• Ketersediaan analitik pada tingkat operasional, memungkinkan pengguna di berbagai tingkat untuk membuat keputusan dengan cepat.
• Ketersediaan data secara real-time, untuk pengambilan keputusan yang lebih cepat (dan bahkan otonom).
• Memastikan keamanan data dan integritas jaringan.

Semua kenyataan ini, ketika ditangani oleh komputasi edge, memungkinkan produsen untuk mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi. Selain itu, produsen kini dapat memiliki transfer data yang andal dengan sedikit kesalahan dan risiko keamanan. Tidak kalah pentingnya, hal ini juga memungkinkan kustomisasi dan manufaktur run kecil dengan nilai yang sama seperti yang dialami produksi skala besar. Dengan komputasi edge, semua ini tersedia dengan pemeliharaan semua perangkat yang fleksibel dan disederhanakan.

Ketika kecepatan data adalah urutan hari dan konektivitas perlu solid, edge akan menjadi solusi yang harus dicari produsen. Menerapkan algoritma AI dan machine learning untuk memvisualisasikan, mendiagnosis, dan memprediksi masalah secara real-time adalah tujuan yang dapat lebih mudah tercapai dengan kekerabatan, kecepatan, dan jaringan yang solid. Visualisasi real-time dan pemberitahuan prediktif memungkinkan tim Anda untuk melakukan tindakan korektif segera dan menjaga mesin Anda tetap berjalan tanpa takut melewatkan data yang krusial.

Manufaktur industri berada di ambang revolusi berkat potensi komputasi edge. Digabungkan dengan generasi baru perangkat edge IoT cerdas, aplikasi komputasi edge akan sepenuhnya mengubah manufaktur dalam dekade mendatang untuk mendorong efisiensi dan produktivitas yang lebih baik sambil juga mengontrol biaya.