Nowe usługi możliwe dzięki technologiom 5G Low Power Wide Area (LPWA) NB-IoT i LTE-M dla sprzętu produkcyjnego | Wiadomości i raporty dotyczące IoT Now

Wyzwania i możliwości łączenia urządzeń produkcyjnych

Grupa ALMiG (lub Automatic Air Pumps, Automatische Luftpumpen), producent przemysłowych sprężarek powietrza z siedzibą w Niemczech, wykorzystuje technologie 5G Low Power Wide Area (LPWA) NB-IoT i LTE-M do łączenia zarówno nowych, jak i starszych maszyn przy minimalnych nakładach inwestycyjnych. Celem jest możliwie najprostsze połączenie maszyn z platformami analitycznymi w chmurze przy użyciu taniego rozwiązania w zakresie łączności, które może obsługiwać wszystkie urządzenia. Integrując Modbus Cloud Connect ze swoimi produktami, firma ALMiG była w stanie wzbogacić swoje usługi cyfrowe COMPASS (Compressed Air Service Solution) o rzeczywiste dane IoT.

Opis projektu 

Głównym wyzwaniem było opracowanie nowych możliwości i modeli biznesowych dla sprzętu, który był już w użyciu, i to w krótkim czasie, bez konieczności długotrwałego opracowywania sprzętu na zamówienie. Przyjęte rozwiązanie IoT musiało być na tyle elastyczne, aby można je było zamontować zarówno w istniejących maszynach, jak i w nowych. Tymczasem ALMiG musiało pracować z brakiem rzeczywistych danych na temat wykorzystania swoich maszyn w terenie. Dodatkowym wyzwaniem była złożoność ekosystemu IoT, w którym różni partnerzy i dostawcy potencjalnie dostarczali różne komponenty, a także potencjalna zależność w zakresie infrastruktury teleinformatycznej od klientów końcowych.

Rozwiązanie

Firma ALMiG wybrała produkt Modbus Cloud Connect oferowany przez grandcentrix (firmę Vodafone) do podłączenia zarówno nowych, jak i już wdrożonych („zdegradowanych”) sprężarek powietrza. Modbus Cloud Connect tworzy cyfrowy most i połączenie pomiędzy urządzeniami wykrywającymi i uruchamiającymi[1] Modbus RTU (zdalna jednostka terminalowa) wewnątrz sprężarek powietrza a infrastrukturą chmurową ALMiG.

Wpływ i statystyki

Nowe rozwiązanie umożliwia ALMiG oferowanie nowych modeli biznesowych, w tym propozycji „as a service” wykorzystujących dane IoT w czasie rzeczywistym. Klienci korzystają z codziennych aktualizacji, natychmiastowych powiadomień o krytycznych aktualizacjach statusu i wydłużonego czasu pracy dzięki konserwacji zapobiegawczej. Kolejną kluczową korzyścią jest potencjał ALMiG w zakresie wykorzystania danych IoT z rzeczywistych wdrożeń w celu usprawnienia przyszłego rozwoju produktów.

Szersze implikacje

Rozwiązania produkcyjne połączone z rozległymi sieciami 5G LPWA (NB-IoT i LTE-M) dobrze nadają się do wykorzystania Internetu Rzeczy, umożliwiając sprzęt przemysłowy w opłacalny sposób, a w szczególności mogą odegrać znaczącą rolę w kontekście urządzeń zdegradowanych. Takie rozwiązania mogą być łatwe do wdrożenia, wydajne, zrównoważone i niedrogie zarówno dla producenta, jak i jego klientów. Rozwiązania typu Retrofit IoT mogą umożliwić producentom oferowanie nowych usług związanych z istniejącymi maszynami, które są już wdrożone u klientów, a także znacznie zwiększyć wydajność tych maszyn. Podobnie jak w przypadku wielu rozwiązań IoT, modernizacja sprzętu pomaga zoptymalizować procesy operacyjne poprzez zdalne monitorowanie i zmniejsza ryzyko awarii sprzętu dzięki konserwacji predykcyjnej w celu odblokowania dalszych oszczędności.

Wyzwania i możliwości łączenia urządzeń produkcyjnych

W niezwykle konkurencyjnym środowisku dostawcy sprzętu muszą stosować najnowsze technologie, aby móc oferować najnowocześniejsze usługi i zachować konkurencyjność. W idealnym przypadku takie usługi obejmowałyby cały sprzęt używany przez klientów, w tym zarówno nowy sprzęt sprzedany, jak i sprzęt, który był używany u klientów potencjalnie przez wiele lat. Jednak użytkownicy takiego sprzętu na ogół nie mogą sobie pozwolić na przestoje, a wymiana starszych maszyn i sprzętu na nowe, inteligentne urządzenia i narzędzia jest kosztowna. W związku z tym dostawcy sprzętu produkcyjnego będą kładli nacisk na „inteligentne” rozwiązania, które można zintegrować zarówno z nowymi, jak i starszymi aktywami („terenami zdegradowanymi”).

Grupa ALMiG jest dostawcą sprężarek powietrza wykorzystywanych w wielu różnych procesach produkcyjnych. Firma znalazła innowacyjny sposób połączenia zarówno nowych sprężarek powietrza, jak i istniejących zestawów urządzeń w ramach jednego rozwiązania, wykorzystując technologie NB-IoT i LTE-M 5G Low Power Wide Area (LPWA) w celu połączenia istniejących możliwości sterowania i uruchamiania Modbus. We współpracy z grandcentrix (spółką Vodafone) ALMiG był w stanie szybko opracować połączone rozwiązanie, wykorzystując produkt Modbus Cloud Connect firmy grandcentrix.

Integrując Modbus Cloud Connect ze swoim sprzętem, ALMiG zdigitalizowało swoje produkty i lepiej umożliwiło korzystanie z nowej usługi COMPASS (rozwiązanie do usług sprężonego powietrza) z wykorzystaniem danych IoT w czasie rzeczywistym. Centralne oprogramowanie w chmurze powiązane z usługą COMPASS będzie utrzymywać cyfrowego bliźniaka dowolnej podłączonej maszyny i umożliwia przetwarzanie, ocenę i przechowywanie informacji. Dostępne dane można wykorzystać do usprawnienia istniejących procesów, a także do wsparcia nowych propozycji, takich jak na przykład ulepszone modele serwisowane. Korzystając ze sprzętu grandcentrix i działającego na platformie komunikacji komórkowej Vodafone, można podłączyć zarówno istniejące, jak i starsze urządzenia, korzystając ze standardowego sprzętu i wstępnie skonfigurowanych adapterów chmurowych.

Produkt Modbus Cloud Connect firmy grandcentrix ma cztery kluczowe aspekty:

• Sprzęt: Modbus Cloud Connect Gateway to sprzęt z certyfikatem CE z wbudowanym oprogramowaniem sprzętowym opracowanym przez grandcentrix, przeznaczony do montażu na szynie DIN i obejmujący połączenia terminalowe. Urządzenie jest wyposażone w metalowe i niemetalowe anteny powierzchniowe ułatwiające łączność.
• Łączność: Zawiera fabrycznie zainstalowany chipset SIM, który umożliwia połączenie z sieciami 5G LPWA (NB-IoT i LTE-M) obsługiwanymi w ramach prostej taryfy za łączność mobilną.
• Portal samoobsługowy: portal do zarządzania urządzeniami i wstępnie skonfigurowanej integracji danych poprzez adaptację do chmury.
• Wsparcie: wstępne wsparcie przy wdrażaniu urządzeń, a także ciągłe wsparcie dla bieżących operacji, w tym biuro obsługi i system zgłaszania problemów.

Korzyści z połączonego sprzętu produkcyjnego

W przypadku ALMiG szczególnie korzystny okazał się produkt Modbus Cloud Connect, ponieważ firma posiadała już platformę chmurową i mogła stosunkowo łatwo dodawać nowe usługi w oparciu o nowe dane IoT. Od czasu przyjęcia Modbus Cloud Connect firma ALMiG uruchomiła drugą platformę chmurową, aby umożliwić nową generację usług cyfrowych.

Nowe dane IoT wspierają kluczowe aspekty nowo wprowadzonej propozycji COMPASS firmy ALMiG, w tym wspieranie klientów poprzez codzienne aktualizacje, natychmiastowe powiadamianie o krytycznych aktualizacjach statusu oraz poprawę czasu pracy dzięki konserwacji zapobiegawczej. Ogólnie rzecz biorąc, włączenie danych IoT umożliwiło ALMiG przejście od zapewniania wsparcia reaktywnego do zapewniania wsparcia proaktywnego.

Podejście to obejmuje takie aspekty, jak zarządzanie danymi, w przypadku których klientom często brakuje możliwości analizy danych i mogą skorzystać ze wsparcia w zakresie definiowania wymaganych struktur danych, częstotliwości aktualizacji oraz tego, które źródła danych i korelacje należy śledzić, aby uzyskać jak największy wgląd. Dodatkowo ALMiG był w stanie uprościć działalność serwisową i zapewnić nowe usługi, które obejmują całą działalność związaną z zakładami.

Informacje na poziomie makro dostarczane klientom obejmują pulpit nawigacyjny zawierający zarówno dane dotyczące poszczególnych urządzeń, jak i dane dotyczące urządzeń ALMiG klientów na całym świecie.

Kolejną kluczową korzyścią jest potencjał ALMiG w zakresie wykorzystania danych IoT z rzeczywistych wdrożeń w celu usprawnienia przyszłego rozwoju produktów. Historycznie rzecz biorąc, firma ALMiG dostarczała sprężarki do wielu branż, ale dysponowała niewielką ilością danych i opinii dotyczących[1]dokładnego sposobu używania urządzeń przez różne segmenty klientów. W perspektywie średnioterminowej firma spodziewa się, że będzie w stanie zoptymalizować specyfikacje produktów dla różnych typów klientów, tak aby można było pominąć niepotrzebne funkcje i lepiej dopasować możliwości sprężarek do potrzeb klientów. Takie podejście umożliwi firmie ALMiG zwiększenie konkurencyjności całego asortymentu sprężarek na rozwijającym się rynku.

Z operacyjnego punktu widzenia ALMiG czerpie korzyści z możliwości przeprowadzania konserwacji zapobiegawczej i unowocześniania ogólnego podejścia do serwisowania w terenie. Obecnie w przypadku awarii dużych sprężarek inżynierowie terenowi często muszą latać do lokalizacji klienta, aby dokonać niezbędnych napraw. W związku z tym, jeśli naprawy można podjąć zapobiegawczo w ramach rutynowej konserwacji serwisowej, wiąże się to ze znacznymi korzyściami w postaci czasu i kosztów podróży. Ponadto ograniczenie podróży lotniczych wiąże się ze znacznymi korzyściami w zakresie zrównoważonego rozwoju.

Potencjał redukcji kosztów i zaangażowania wielu zasobów zewnętrznych

Jednym z wyzwań stojących przed ALMiG jest to, że jego klienci zazwyczaj nabywają maszyny dla dużych fabryk i zakładów przemysłowych, co wiąże się ze znacznymi inwestycjami i odpowiadającymi im wieloletnimi okresami amortyzacji.

W związku z tym ważne jest, aby ALMiG zaspokajało zapotrzebowanie klientów na przejrzysty i szybki dostęp do danych o użytkowaniu pochodzących z inteligentnych i połączonych maszyn, jednocześnie umożliwiając tym klientom maksymalizację zwrotu z poprzednich inwestycji poprzez umożliwienie podobnych usług na już wdrożonych maszynach.

Dla ALMiG wdrożenie Modbus Cloud Connect było skutecznym sposobem na połączenie zarówno nowych, jak i istniejących maszyn oraz optymalizację usług z nimi związanych. Dzięki Modbus Cloud Connect sprężarki można zdalnie monitorować i sterować, aby zmniejszyć wysiłek operacyjny na miejscu za pomocą istniejących czujników i siłowników. Rozwiązanie można łatwo zamontować w istniejących maszynach i starszych systemach, a także podłączyć za pomocą wstępnie skonfigurowanych adapterów w chmurze i skorzystać z komunikacji mobilnej 5G.

Technologie 5G LPWA NB-IoT i LTE-M w połączeniu z ustalonymi protokołami Modbus zapewniają elastyczność, prostotę i łatwość wdrożenia

Technologie 5G LPWA NB-IoT i LTE-M były szczególnie ważne dla ALMiG, ponieważ sprężarki są zazwyczaj umieszczane w pomieszczeniach zamkniętych i często w obszarach, do których trudno dotrzeć za pomocą technologii łączności komórkowej o dużym zasięgu, innych niż NB-IoT i LTE-M. Tymczasem korzyści wynikające z zapewnienia bezpośrednich połączeń ze sprężarkami są wielorakie, ponieważ takie połączenia nie opierają się na żadnej infrastrukturze strony trzeciej innej niż sieć komórkowa (która z kolei jest zakontraktowana i kontrolowana przez ALMiG). Z drugiej strony, gdyby firma ALMiG przyjęła rozwiązanie w zakresie łączności krótkiego zasięgu, łączność dla każdej sprężarki opierałaby się na lokalnej sieci klienta, a także na uzyskaniu przez ALMiG dostępu do tej sieci, co umożliwiłoby zdalne sterowanie sprężarkami. W związku z tym zastosowanie technologii 5G umożliwia ALMiG kontrolowanie bezpośrednich połączeń z urządzeniami końcowymi, podczas gdy rozwiązanie oparte na technologiach krótkiego zasięgu musiałoby opierać się na niezwykle rozdrobnionym zestawie lokalnych sieci klienckich. Z kolei wykorzystanie 5G pozwala ALMiG zobowiązać się do świadczenia określonych poziomów usług, ponieważ firma kompleksowo kontroluje całą odpowiednią infrastrukturę.

Korzyści z rozwiązania Modbus Cloud Connect przyjętego przez ALMiG obejmują:

• Elastyczność: Obejmuje potencjał wsparcia zarówno modernizacji istniejących jednostek w terenie, jak i wyposażenia nowych jednostek w istniejącą elektronikę, niezależnie od typu i serii jednostek. Dzięki temu ALMiG może przekształcić cały asortyment sprężarek klienta w inteligentne produkty.
• Prostota: Dzięki zastosowaniu technologii 5G LPWA NB-IoT i LTE-M transmisja danych staje się niezależna od infrastruktury stron trzecich i istnieją jasno określone interfejsy. Umożliwia to łatwe połączenie z istniejącymi możliwościami urządzeń obsługującymi Modbus i wspiera gromadzenie danych w czasie rzeczywistym, takich jak godziny pracy i warunki, a także umożliwia zdalne sterowanie urządzeniami (na przykład poprzez regulację ustawień ciśnienia powietrza). Połączenie z infrastrukturą chmurową pozwala na szybkie skalowanie projektów.
• Łatwość wdrażania: Inną kluczową cechą jest to, że skoro rozwiązanie Modbus Cloud Connect jest już gotowe, można je wdrożyć bez żadnych wymagań lub uzależnienia od jakiegokolwiek zewnętrznego dostawcy zewnętrznego poza grandcentrix. W ten sposób znacznie zmniejsza się wysiłek, ryzyko i koszty, które mogą wynikać z koordynacji i integracji stron zewnętrznych.

Przedłużenie rolloutu i umożliwienie wprowadzenia nowej propozycji handlowej

Partnerstwo pomiędzy ALMiG i grandcentrix będzie kontynuowane, a nawet rozszerzane. Obecnie toczą się dyskusje na temat opracowania dodatkowej platformy chmurowej, która uzupełni istniejącą platformę chmurową. Celem średnio- i długoterminowym jest rozwój nowych aplikacji i nowych usług dla klientów.

Partnerstwo pomiędzy ALMiG i grandcentrix będzie kontynuowane, a nawet rozszerzane. Obecnie toczą się dyskusje na temat opracowania dodatkowej platformy chmurowej, która uzupełni istniejącą platformę chmurową. Celem średnio- i długoterminowym jest rozwój nowych aplikacji i nowych usług dla klientów.

Wykorzystując dużą liczbę punktów danych pozyskiwanych obecnie ze sprężarek, ALMiG współpracuje z ekspertami w dziedzinie analityki danych z grandcentrix, aby uzyskać nowy wgląd w użytkowanie sprzętu przez klientów, co skutkuje opracowaniem nowych aplikacji i funkcji. Na przykład klientom można dostarczać powiadomienia dostosowane do indywidualnych potrzeb i oparte na użytkowaniu. Co więcej, spostrzeżenia te znajdą odzwierciedlenie w rozwoju portfolio produktów AMiG oraz badaniach i rozwoju.

Modbus Cloud Connect firmy Vodafone/grandcentrix sprawia, że ​​IoT jest po prostu łatwy.

Modbus Cloud Connect to kompleksowy produkt IoT umożliwiający bezpośrednie połączenie urządzeń Modbus RTU za pośrednictwem LPWA (Narrowband-IoT i LTE-M) z chmurą. Więcej informacji można znaleźć na stronie: https://grandcentrix.net/en/products/modbus/

grandcentrix jest spółką w 100% zależną od Vodafone Germany, wspierającą przedsiębiorstwa w skutecznej realizacji projektów IoT. Obejmuje to niestandardowe rozwiązania IoT (usługi profesjonalne), a także produkty IoT typu plug&play, takie jak Modbus Cloud Connect. W obu filarach biznesowych nacisk kładzie się na podłączanie urządzeń do Internetu rzeczy, dysponując specjalistyczną wiedzą we wszystkich dziedzinach IoT, od inżynierii wbudowanej, produkcji i certyfikacji, backendu i frontendu w chmurze, aplikacji, bezpieczeństwa i nauki o danych.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.iot-now.com/2024/01/12/141829-gsma-5g-transformation-hub/