面向制造设备的 5G 低功耗广域 (LPWA) 技术 NB-IoT 和 LTE-M 支持的新服务 | IoT Now 新闻与报告

连接制造设备的挑战和机遇

ALMiG（或自动空气泵、Automatische Luftpumpen）集团是一家位于德国的工业空气压缩机制造商，正在使用 5G 低功耗广域 (LPWA) 技术 NB-IoT 和 LTE-M，以最少的投资连接新旧机器。目的是使用可支持所有设备的低成本连接解决方​​案，以最简单的方式将机器连接到云分析平台。通过将 Modbus Cloud Connect 集成到其产品中，ALMiG 能够利用真实的物联网数据丰富其 COMPASS（压缩空气服务解决方案）数字服务。

挑战 

主要挑战是在短时间内为已投入使用的设备开发新的功能和业务模式，而无需进行冗长的定制硬件开发。采用的物联网解决方案需要足够灵活，既可以改造现有机器，也可以安装到新机器上。与此同时，ALMiG 不得不面对缺乏有关其机器在现场使用情况的真实数据的情况。另一个挑战是物联网生态系统的复杂性，不同的合作伙伴和供应商可能提供不同的组件，并且数据通信基础设施可能依赖最终用户客户。

解决方案

ALMiG 选择 grandcentrix（沃达丰旗下公司）提供的 Modbus Cloud Connect 产品来连接新的和已部署的（“棕地”）空气压缩机。 Modbus Cloud Connect 在空气压缩机内的传感和执行[1]Modbus RTU（远程终端单元）设备与 ALMiG 云基础设施之间建立数字桥梁和连接。

影响和统计

新的解决方案使 ALMiG 能够提供新的业务模式，包括使用实时物联网数据的“即服务”主张。客户受益于每日更新、关键状态更新的即时通知以及通过预防性维护延长正常运行时间。另一个主要优势在于 ALMiG 能够利用现实世界部署的物联网数据来增强未来的产品开发。

更广泛的含义

广域 5G LPWA（NB-IoT 和 LTE-M）连接产品化解决方案非常适合以经济高效的方式支持物联网工业设备，尤其可以在棕地设备中发挥重要作用。对于制造商及其客户来说，此类解决方案易于实施、高效、可持续且经济实惠。改造物联网解决方案可以使制造商提供与已部署在客户端的现有机器相关的新服务，并使这些机器更加高效。与许多物联网解决方案一样，改造设备有助于通过远程监控优化操作流程，并使用预测性维护降低设备故障的风险，从而进一步节省成本。

连接制造设备的挑战和机遇

在激烈的竞争环境中，设备供应商必须采用最新技术来实现领先的服务并保持竞争力。理想情况下，此类服务应涵盖客户使用的所有设备，包括销售的新设备以及可能已在客户地点使用多年的设备。但此类设备的用户通常无法承受任何停机时间，并且用新的智能设备和工具更换旧机器和设备的成本很高。因此，制造设备供应商将重视可集成到新资产和旧资产（“棕地”）资产中的“智能”解决方案。

ALMiG 集团是空气压缩机供应商，其产品被用于许多不同的制造工艺。该公司找到了一种创新方法，通过使用 5G 低功耗广域 (LPWA) 技术 NB-IoT 和 LTE-M 连接现有的 Modbus 控制和驱动功能，通过单一解决方案连接新空气压缩机及其现有设备。 ALMiG 与 grandcentrix（沃达丰旗下公司）合作，利用 grandcentrix 的 Modbus Cloud Connect 产品快速开发互联解决方案。

通过将 Modbus Cloud Connect 集成到其设备中，ALMiG 将其产品数字化，并使用实时物联网数据更好地启用了新的 COMPASS（压缩空气服务解决方案）服务。与 COMPASS 服务相关的中央云软件将维护任何联网机器的数字孪生，并实现信息的处理、评估和存储。可用数据可用于增强现有流程，也可用于支持新的主张，例如增强的服务化模型。使用 grandcentrix 硬件并在沃达丰的蜂窝通信平台上运行，现有设备和传统设备都可以使用标准化硬件和预配置的云适配器进行连接。

grandcentrix的Modbus Cloud Connect产品有四个关键方面：

• 硬件：Modbus Cloud Connect Gateway 是经过 CE 认证的硬件，具有由 grandcenttrix 开发的板载固件，这是一种用于 DIN 导轨安装并包括端子连接的外形尺寸。该设备具有金属和非金属表面天线以帮助连接。
• 连接性：包括预装的 SIM 芯片组，可通过简单的移动连接资费连接到 5G LPWA（NB-IoT 和 LTE-M）网络。
• 自助服务门户：通过 cloud-adap 进行设备管理和预配置数据集成的门户。
• 支持：对设备上线的初始支持，以及对持续运营的持续支持，包括服务台和故障单系统。

互联制造设备的好处

就 ALMiG 而言，Modbus Cloud Connect 产品特别有用，因为该公司已经运营了一个云平台，并且能够相对轻松地基于新的物联网数据添加新服务。自采用 Modbus Cloud Connect 以来，ALMiG 推出了第二个云平台来支持下一代数字服务。

新的物联网数据支持 ALMiG 新推出的 COMPASS 主张的关键方面，包括为客户提供每日更新支持、关键状态更新的即时通知以及通过预防性维护延长正常运行时间。总体而言，物联网数据的纳入使 ALMiG 能够从提供被动支持转变为提供主动支持。

这种方法包括数据管理等方面，客户通常缺乏数据科学能力，但可以从支持定义所需的数据结构、更新频率以及应跟踪哪些数据源和相关性以获得最深入的了解中受益。此外，ALMiG 还能够简化服务活动并提供涵盖所有工厂相关活动的新服务。

向客户提供的宏观信息包括一个仪表板，其中包括单个设备数据以及有关客户全球 ALMiG 设备资产的数据。

另一个主要优势在于 ALMiG 能够利用现实世界部署的物联网数据来增强未来的产品开发。从历史上看，ALMiG 已向多个行业提供压缩机，但几乎没有数据或反馈[1]来了解不同客户群体如何使用这些设备。从中期来看，该公司预计能够针对不同客户类型优化产品规格，从而省略不需要的功能，并使压缩机功能更好地匹配客户需求。这种方法将使 ALMiG 能够使其整体压缩机产品组合在不断发展的市场中更具竞争力。

从运营角度来看，ALMiG 受益于进行先发制人的维护和升级其整体现场服务方法的能力。目前，当大型压缩机发生故障时，现场工程师通常必须飞往客户所在地进行必要的维修。因此，如果可以预先进行维修作为日常服务维护的一部分，那么在旅行时间和费用方面会带来显着的好处。此外，减少航空旅行还可以带来显着的可持续发展效益。

有可能降低成本并减少多个第三方资源的参与

ALMiG 面临的挑战之一是，其客户通常为大型工厂和工业厂房购买机器，涉及大量投资和相应的多年折旧期。

因此，对于 ALMiG 来说，满足客户对来自智能互联机器的使用数据的透明和及时访问的需求非常重要，同时还使这些客户能够通过在已部署的机器上启用类似的服务来最大限度地提高之前的投资回报。

对于 ALMiG 来说，部署 Modbus Cloud Connect 是连接新机器和现有机器并优化与两者相关的服务的有效方法。使用 Modbus Cloud Connect，可以远程监控和控制压缩机，以减少使用现有传感器和执行器的现场操作工作。该解决方案可以轻松改装到现有机器和遗留系统中，并可以通过预先配置的云适配器和使用 5G 移动通信进行连接。

5G LPWA 技术 NB-IoT 和 LTE-M 与现有的 Modbus 协议相结合，可实现灵活、简单且易于部署

5G LPWA 技术 NB-IoT 和 LTE-M 对于 ALMiG 尤其重要，因为压缩机通常位于室内，并且通常位于除 NB-IoT 和 LTE-M 之外的广域蜂窝连接技术难以到达的区域。同时，提供与压缩机的直接连接的好处是多方面的，因为这种连接不依赖于除蜂窝网络之外的任何第三方基础设施（而蜂窝网络又与 ALMiG 签约并受其控制）。相比之下，如果 ALMiG 采用短程连接解决方​​案，那么每台压缩机的连接将依赖于客户的本地网络，并且 ALMiG 还可以访问该网络，以便可以远程控制压缩机。因此，5G 技术的使用使 ALMiG 能够控制与终端设备的直接连接，而基于短程技术的解决方案将不得不依赖极其分散的本地客户端网络。反过来，5G​​ 的使用使 ALMiG 能够承诺提供一定的服务水平，因为该公司端到端地控制所有相关基础设施。

ALMiG 采用的 Modbus Cloud Connect 解决方案的优势包括：

• 高度灵活：包括支持现场现有设备改造以及为新设备配备现有电子设备的潜力，无论设备类型或系列如何。这使得 ALMiG 能够将客户的整个压缩机转变成智能产品。
• 简单：通过使用5G LPWA技术NB-IoT和LTE-M，数据通信变得独立于第三方基础设施，并且有明确定义的接口。这样可以轻松连接到现有支持 Modbus 的设备功能，并支持收集实时数据（例如运行时间和条件），并支持远程控制设备（例如通过调整气压设置）。连接到云基础设施可以快速扩展项目。
• 易于部署：另一个关键功能是，由于 Modbus Cloud Connect 解决方案已产品化，因此可以在不需要或依赖除 grandcentrix 之外的任何外部第三方供应商的情况下进行部署。外部各方协调和整合可能产生的工作量、风险和成本因此而显着减少。

扩大推广范围并实现新的商业主张

ALMiG 与 grandcentrix 之间的合作关系将继续下去，甚至扩大。目前正在讨论开发一个额外的云平台来补充现有的云平台。中长期目标是为客户开发新应用和新服务。

ALMiG 与 grandcentrix 之间的合作关系将继续下去，甚至扩大。目前正在讨论开发一个额外的云平台来补充现有的云平台。中长期目标是为客户开发新应用和新服务。

ALMiG 正在利用来自压缩机的大量数据点，与 grandcentrix 的数据科学专家合作，深入了解客户对设备的使用情况，从而开发新的应用程序或功能。例如，可以向客户提供定制的和基于使用情况的通知。此外，这些见解将反映在 AMiG 的产品组合开发和研发中。

Vodafone/grandcenttrix 的 Modbus Cloud Connect 让物联网变得简单。

Modbus Cloud Connect 是一款“一体式”物联网产品，可通过 LPWA（窄带物联网和 LTE-M）将 Modbus RTU 设备直接连接到云端。欲了解更多信息，请访问：https://grandcentrix.net/en/products/modbus/

grandcentrix是德国沃达丰100%控股的子公司，支持企业成功实施物联网项目。这包括定制物联网解决方案（专业服务）以及物联网即插即用产品，例如 Modbus Cloud Connect。在这两个业务支柱中，重点是将设备连接到物联网，并拥有所有物联网学科的专业知识，包括嵌入式工程、生产和认证、云后端和前端、应用程序、安全和数据科学。

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• Sumber: https://www.iot-now.com/2024/01/12/141829-gsma-5g-transformation-hub/