پذیرش استانداردهای باز، IIoT را در کارخانه‌های هوشمند با اتصال جهانی تقویت می‌کند

تولیدکنندگان با سرعت به سمت Industry 4.0 پیش می‌روند، اما سیستم‌های جدا از هم همچنان موانع ایجاد می‌کنند. دستگاه‌های تولیدکنندگان مختلف مانع اشتراک‌گذاری داده‌ها می‌شوند و این باعث می‌شود سرمایه‌گذاری‌های Industrial Internet of Things (IIoT) به طور کامل استفاده نشود و کارخانه‌ها نتوانند به بهره‌وری کامل برسند.

استانداردهای باز این چالش را حل می‌کنند و اتصال جهانی را ممکن می‌سازند. وقتی سیستم‌ها به یک «زبان» مشترک صحبت کنند، تولیدکنندگان به همکاری‌پذیری یکپارچه دسترسی پیدا می‌کنند. پذیرش استانداردهای باز یک گام عملی رو به جلو است — این کار یک اکوسیستم کاملاً یکپارچه و آماده برای آینده برای شرکت‌هایی که کارخانه‌های هوشمند می‌سازند، ایجاد می‌کند.

اهمیت استانداردهای باز در دستیابی به اتصال جهانی

استانداردهای باز کلید تبدیل سیستم‌های هوشمند جدا از هم به راه‌حل‌های تکرارپذیر هستند. وقتی دستگاه‌ها و دروازه‌های لبه (Edge Gateways) پروتکل‌ها و مدل‌های داده مشترک داشته باشند، تیم‌ها از یکپارچه‌سازی‌های نقطه‌به‌نقطه پرهزینه اجتناب می‌کنند و می‌توانند از آزمایش‌های یک‌باره به پیاده‌سازی‌های گسترده برسند.

این یکپارچه‌سازی یکپارچه حیاتی است چون ۹۲٪ تولیدکنندگان می‌گویند تولید هوشمند در سه سال آینده محرک اصلی رقابت‌پذیری خواهد بود. این مقیاس سرمایه‌گذاری، همکاری‌پذیری را در اولویت قرار می‌دهد و بازار جهانی تولید هوشمند در سال ۲۰۲۴ به ۳۴۹.۴۸ میلیارد دلار رسیده است.

این فوریت مهم است چون تجهیزات قدیمی و پشته‌های اختصاصی فروشندگان همچنان جریان روان داده را مختل می‌کنند. پر کردن این شکاف‌ها چالشی تکراری در صنعت است، بنابراین استانداردسازی نحوه مدل‌سازی و انتقال داده، تلاش یکپارچه‌سازی را کاهش می‌دهد.

بسیاری از استانداردهای باز هم‌اکنون فعال هستند و به بلوک‌های اصلی اکوسیستم‌های IoT تبدیل شده‌اند. برای مثال، OPC Unified Architecture (OPC UA) یک استاندارد صنعتی گسترده برای مدل‌سازی داده و پیام‌رسانی امن است. این استاندارد راهی برای نمایش داده‌های ماشین فراهم می‌کند تا سیستم‌های سطح بالاتر بتوانند آن را به طور مداوم مصرف کنند.

استفاده از این استانداردها آداپتورهای سفارشی را کاهش می‌دهد و کیفیت داده را بهبود می‌بخشد، که زمان رسیدن به ارزش در پروژه‌های کارخانه هوشمند را کوتاه می‌کند.

مزایای کلیدی پذیرش استانداردهای باز در IIoT

پذیرش استانداردهای باز آنچه کارخانه‌ها می‌توانند به دست آورند را تغییر می‌دهد. با دستیابی به جریان داده مداوم و همکاری‌پذیری مستقل از فروشنده، تولیدکنندگان چرخه‌های آزمایشی را کوتاه می‌کنند و پایه داده لازم برای اتوماسیون گسترده را ایجاد می‌کنند.

اضافه کردن دستگاه‌ها بدون شروع از صفر

استانداردهای باز نیاز به آداپتورهای نقطه‌به‌نقطه یک‌باره را حذف می‌کنند، بنابراین کارخانه‌ها می‌توانند ماشین‌های جدید را بدون بازسازی یکپارچه‌سازی‌ها هر بار آنلاین کنند. این تکرارپذیری، پیاده‌سازی‌های چندسایتی را واقعی می‌کند و تلاش لازم برای مقیاس‌پذیری به برنامه‌های آماده تولید را کاهش می‌دهد.

بینش‌های سریع‌تر، اصطکاک کمتر

وقتی خوانش‌های سنسور از مدل‌های مشترک پیروی کنند، سیستم‌های تحلیلی و کنترلی داده‌های مهم را بلافاصله دریافت می‌کنند. این قابلیت منجر به نظارت لحظه‌ای، عیب‌یابی سریع‌تر و حلقه‌های بازخورد سریع‌تر برای اپراتورها می‌شود.

برای مثال، برنامه‌های نگهداری پیش‌بینانه که توسط سنسورهای متصل و تحلیل‌ها پشتیبانی می‌شوند، می‌توانند هزینه‌های نگهداری سالانه را حدود ۱۰٪ کاهش دهند و زمان توقف را تقریباً ۲۰٪ کم کنند. این سود عملیاتی مستقیم به دلیل اشتراک‌گذاری داده قابل اعتماد بین دستگاه‌ها است که فناوری را قادر می‌سازد نتایج قابل اعتمادی را سریع تولید کند.

صرفه‌جویی در یکپارچه‌سازی و بازکاری

مدل‌های داده استانداردسازی‌شده کار مهندسی سفارشی را کاهش می‌دهند، هزینه‌های یکپارچه‌سازی را پایین می‌آورند و زمان‌بندی از آزمایشی به تولید را کوتاه می‌کنند. این صرفه‌جویی‌ها افزایش می‌یابد چون تصمیمات طراحی و یکپارچه‌سازی اولیه سهم بزرگی از هزینه‌های بلندمدت تولید را تعیین می‌کنند. چنین کاهش در بازکاری و بهبود در انتقال داده می‌تواند حاشیه سود را حفظ کند.

کارخانه‌های هوشمند به عنوان مورد استفاده برای استانداردهای باز

کارخانه‌های هوشمند به داده‌های ماشین‌خوان مداوم در سیستم‌های مهندسی، تولید و زنجیره تأمین وابسته هستند. وقتی دستگاه‌ها و نرم‌افزارها مدل‌های معنایی و APIهای یکسان را نمایش دهند، کارخانه‌ها می‌توانند جریان‌های کاری تکرارپذیر را فعال کنند.

یک مثال Asset Administration Shell (AAS) است، یک استاندارد باز و مدل ظرف داده برای دوقلوهای دیجیتال صنعتی. آزمایش‌های صنعتی با استفاده از AAS سودهای بزرگی نشان داده‌اند. شرکای IDTA گزارش می‌دهند صرفه‌جویی در هزینه و زمان تا ۶۷٪ در مهندسی و بهبود تا ۷۹٪ در فرآیندهای مدیریت چرخه حیات محصول (PLM) به دلیل جایگزینی انتقال دستی داده با زیرمدل‌های استاندارد.

این نتایج مهم هستند چون چرخه‌های طراحی سریع‌تر، تأخیرهای تولید کمتر و داده‌های تمیزتر برای تحلیل را تسهیل می‌کنند. فروشندگان بزرگ و تولیدکنندگان تجهیزات اصلی (OEMها) در حال انتشار نمونه‌های AAS و یکپارچه‌سازی رابط‌های خود در ابزارهای PLM و اتوماسیون هستند. بنابراین، استانداردهای باز به دلیل ارزشی که اتصال جهانی برای کارخانه‌های هوشمند ایجاد می‌کند، به پلتفرم‌های تولید منتقل می‌شوند.

استراتژی‌های پیاده‌سازی استانداردهای باز در IIoT برای کارخانه‌های هوشمند

انتقال به استانداردهای باز یک فرآیند مداوم است. این استراتژی‌ها بر انتخاب‌های سازمانی تمرکز دارند که پذیرش استانداردها را تکرارپذیر و مقاوم در سایت‌ها می‌سازند.

1. هماهنگی اجرایی حول نتایج
2. اولویت‌بندی موارد استفاده که ارزش را سریع اثبات می‌کنند
3. ایجاد لایه حاکمیت
4. هماهنگی زودهنگام فروشندگان و شرکا
5. استفاده مجدد از مدل‌ها و استانداردهای جامعه در صورت امکان
6. برنامه‌ریزی مهاجرت در فازها
7. ساخت اندازه‌گیری‌های سبک و حلقه‌های بازخورد
8. سرمایه‌گذاری در افراد و پذیرش

آینده استانداردهای باز و کارخانه‌های هوشمند

تولیدکنندگان از آزمایش به گسترش می‌روند. گزارش‌های اخیر صنعت نشان می‌دهد که ۵۱٪ شرکت‌ها قبلاً IoT را پذیرفته‌اند و بودجه‌های خود را در سال ۲۰۲۴ افزایش داده‌اند. این شتاب، استانداردها را در اولویت بالا قرار می‌دهد.

پیش‌بینی‌های بازار همچنین تخمین زده‌اند که در سال ۲۰۲۳ ۱۶.۶ میلیارد دستگاه متصل وجود داشته و تا پایان ۲۰۲۴ به حدود ۱۸.۸ میلیارد افزایش یابد. پذیرش در مقیاس بزرگ نیازمند مدیریت قابل اعتمادتر در کارخانه‌ها خواهد بود. در این مقیاس، همکاری‌پذیری و مدل‌های داده مشترک ضروری هستند چون تنها راه اطمینان از ورود برنامه مداوم و حاکمیت است.

وقتی این اتصالات بر پایه استانداردهای باز ساخته شوند، نتایج کسب‌وکار با پیاده‌سازی و نگهداری آسان‌تر دنبال می‌شوند. سپس، موارد استفاده مانند نگهداری پیش‌بینانه تأثیر واقعی دارند و سودهای زمان کار را افزایش می‌دهند.

دستیابی به پتانسیل کامل اتصال جهانی

استانداردهای باز IIoT را از یک گره پرهزینه یکپارچه‌سازی‌ها به یک موتور تکرارپذیر برای بهره‌وری تبدیل می‌کنند. شرکت‌هایی که آن را در تصمیم‌گیری‌های اولیه بگنجانند، هزینه‌ها و زمان توقف را کاهش می‌دهند و ارزش کامل عملیات مبتنی بر IoT را به دست می‌آورند.

منبع: iotforall