物聯網為設備維護帶來的益處
將設備連接到網絡能夠享受高效、低成本的服務。
焊接設備的持有者、維護經理或者是技術工程師往往會負責管理許多復雜的設備。當設備需要進行維修保養時,你可以選擇內部解決,也可以委托給第三方進行維修服務。有時限于資源緊張,設備的維護和保養往往容易被忽略,直到出現問題以后才想到進行維護。所有的設備在運行和維護時都會生成大量數據,我們可以使用這些數據來更有效的運行設備,但可惜的是,目前大多數設備只使用了一小部分數據。
工業自動化從上世紀70年代開始出現,但那時的自動化還只是部分解決方案。此后,大型制造商將其機器連接到本地數據網絡和中央控制系統,大幅度的提升了效率。然而由于維護系統所需的巨額費用以及相關專業人員,這些技術在典型的焊接作業中還難以適用。
這就是為什么物聯網(IoT)是一項重大的突破。相對廉價的傳感器和物聯網技術可以將數據傳輸到工廠以外,并便轉換為可操作的智能信息-圖1。通過這種方式,物聯網實現了以前在生產機械和非生產設備(如除塵器)上不可能實現的維護工作。
物聯網與傳統工業網絡的對比
物聯網究竟是什么?實際上物聯網本身并不是解決方案,而是將信息從工廠傳遞給信息應用和處理人員的一個工具。
圖1-整合來自多臺機器和應用程序的操作數據,分析這些數據并轉換為可操作的信息。
在監控和數據采集(SCADA)網絡或分布式控制系統(DCS)等傳統的工業網絡中,數據是被發送到工廠的本地控制系統。而物聯網可以將數據發送到Internet上的安全遠程服務器進行處理,然后生成維護警報通過電子郵件、文本和基于web的儀表板,并傳遞給相應的負責人員-圖2。
圖2
圖2-維護警報可以提示進行及時的操作,例如圖中所示的灰塵過濾器的更換,并在問題升級之前解決問題,這有助于減少意外停機時間和支持效率。
物聯網技術還可以提供和傳統工業網絡一樣的功能:
- 從單一位置評價你的設備和工藝流程
- 自動警報
- 生產歷史報告
但除此以外,相比傳統的標準控制網絡,物聯網技術會帶來更大的益處。物聯網下的設備能夠以新的方式實現多方的協同工作。
物聯網的優勢
正如圖2的場景所示,物聯網技術相比標準的工業網絡具有兩大優勢:監控設備狀態,并向外部合作伙伴提供數據,這些合作伙伴可以進行設備的快速診斷、維修和預防。下面將詳細介紹這些功能:
(1) 監控程序
物聯網技術能夠良好的適用于那些不需要持續監控的設備,但需要在設備出現故障前提供維護預警。這些設備一般為企業的配套設備,比如空氣過濾器。設備上的傳感器能夠探測溫度、流體、壓力等關鍵過程參數,或者能夠更大范圍的監控數據并生成整體的設備狀態報告—圖3。
圖3-物聯網技術適用于那些過程參數超出設定范圍后需要發出警報的工業應用
(2) 數據共享
物聯網技術相比傳統工業網絡的另一大優勢在于它能夠實現合作伙伴的設備維護,如圖4傳統的控制網絡基于內部數據進行嚴格保密的原則進行設計,而物聯網技術允許與外部的關鍵人員共享安全數據。當維護團隊和外部的技術專家看到這些數據之后,他們能夠快速的發現問題并采取措施來減少設備的停機時間。
圖4
圖4-對于擁有多個分廠的大型公司,物聯網儀表板分布圖可以幫助維護人員和外部服務合作伙伴監視整個系統中連接的機器(在本例中是集塵器)狀態。
什么時候不使用物聯網
雖然在上文中詳述了物聯網的優勢,但是物聯網技術不能完全地替代工業自動化系統(監控和數據采集網絡或分布式控制系統)。物聯網技術是基于設備監控進行設計,而不是進行設備的控制。
需要注意的是物聯網技術是基于數據輸出較少的設備進行設計的,如果設備每天輸出的數據量較大(大約每天5兆字節),這時用物聯網技術進行分析和存儲的成本就會高昂。
物聯網技術的使用風險
雖然物聯網帶來了數據分享的益處,但是設備制造商在使用物聯網技術時還用兩個方面的問題需要考慮:便利性下的安全性與擴展使用的成本投入。下面將詳述兩個方面:
(1) 安全性和便利性:
企業最擔心的問題是信息安全,并且理由很充分。時下工業網絡不斷受到攻擊,每個接觸內部網絡的新設備都有潛在的漏洞,因此在公司防火墻外進行數據交換也存在一定的風險。
而物聯網真正的益處就在于并不會擴大數據泄露的風險,基于云設計的物聯網技術將獨立于你現有的工業網絡進行運作。
如果物聯網使用蜂窩網絡(或類似)網絡和第三方云平臺,那么這些數據永遠不會與您的工廠網絡有聯系。因此物聯網技術也不會為您的網絡創建任何的新漏洞,公司內部的IT專業人員也大可放心。
(2) 成本投入和可擴展性:
相比傳統的本地自動化系統,物聯網技術的使用更加經濟。傳統工業網絡基于關鍵控制應用進行設計,因此如前面所述,這些系統它們需要高速反應(低延遲)和多功能處理。
這使得它們的安裝成本更高,對于只需要定期監視的應用程序來說根本無需如此,因此物聯網是監視多臺計算機中特定數據點的一種相對低成本的方法。
總結
相比傳統工業網絡,工業物聯網技術將會使設備服務和解決方案達到一個新高度。在物聯網技術的使用下,設備廠家、制造商以及貿易商可以通過數據共享來實現最好的售后服務。
當你考慮使用工業物聯網技術作為工業化的解決方案時,你應該考慮以下幾個方面:
與傳統的手工檢查和操作相比,采用物聯網技術對設備進行監控能讓我獲得哪些益處?尤其是在開機時間、工作效率、減少勞動力方面有什么優勢?
對現有的設備或工藝方法進行監控是否需要低延遲和高數據輸出?與傳統的數據網絡相比,使用物聯網技術是否是更好的選擇?
在現有的工廠控制系統下,選用物聯網技術是否會帶來安全隱患?
我應該如何和我的外部伙伴(貿易商、服務公司和制造商)進行數據共享才能節省時間和成本?
這些問題可以幫助你決定是否在你的生產企業選用物聯網技術。雖然盲目跟從物聯網這一工業熱點很可能會讓你誤入歧途,但了解您要解決的業務問題并找到旨在解決這些問題的解決方案是非常重要的。與對您的運營進行任何投資一樣, 您需要合適的工具來完成合適的工作。