IOT et industrie : Offre Usine connectée basée sur le succès d'AWS IoT for Industry 4.0: idk.dev

Les industries manufacturières ne réalisent que 20 à 30% de la valeur de leurs données. En exploitant systématiquement la valeur de leurs données, les entreprises manufacturières pourraient réduire les coûts de développement de produits jusqu'à 50% et les coûts d'exploitation jusqu'à 25%, tout en augmentant leurs marges brutes d'un tiers[1]. L'IoT industriel (IIoT) est un levier de données – il rapproche les machines, les actifs de terrain, l'informatique en nuage, l'analyse et les personnes pour améliorer les performances et la productivité des processus industriels. Avec l'IIoT, les entreprises industrielles peuvent numériser les processus, transformer les modèles commerciaux et améliorer les performances et la productivité, tout en réduisant les déchets. Actuellement, des entreprises d'un large éventail d'industries travaillent sur des projets IoT qui connectent des milliards d'appareils et offrent de la valeur dans une variété de cas d'utilisation, y compris l'analyse prédictive de la qualité et de la maintenance, la surveillance de l'état des actifs et l'optimisation des processus.Par exemple, le groupe Volkswagen est partenaire avec AWS pour améliorer la productivité de leurs usines et économiser des milliards d'euros lorsque les données des 124 usines du Groupe Volkswagen peuvent être évaluées de manière standardisée – «Le Cloud industriel sera un levier clé pour améliorer la productivité des usines de 30%» selon au chef de la production du groupe Volkswagen Gerd Walker.[2]Présentation de la solution AWS IoT Connected Factory La solution AWS IoT Connected Factory permet aux clients de moderniser facilement leurs opérations. Avec deux versions de la solution, AWS peut répondre aux besoins des clients industriels quels que soient leur taille ou leur niveau de maturité tout au long de leur parcours de transformation vers l'industrie 4.0. L'offre comprend un kit de connectivité de machine industrielle (IMC), un kit pour aider les clients à obtenir facilement les données de leurs actifs dans le cloud AWS, IIoT Consulting et l'expertise de déploiement d'AWS ProServe, d'intégrateurs de systèmes mondiaux et régionaux, et des solutions partenaires basées sur AWS IoT pour les cas d'utilisation de l'industrie 4.0. Déverrouillez les données pour moderniser la fabrication. Nous constatons qu'une grande majorité de clients industriels recherchent une solution capable de libérer des données opérationnelles à grande échelle avec une visibilité en temps quasi réel. Cette visibilité des données, via des tableaux de bord et des analyses plus approfondies comme ML / AI, aide les clients à comprendre les raisons des micro-arrêts de production, à améliorer le débit sans compromettre la qualité et à comprendre les tendances qui conduisent à la fabrication de pièces de qualité sous-optimale. De plus, les clients recherchent une visibilité des données au niveau de l'entreprise, de l'usine, de la ligne, de la machine, du processus et du produit, ce qui n'est pas possible aujourd'hui avec le verrouillage des données dans ces usines. Défis de fabrication Les plus grands défis de fabrication sont la visibilité des données de la technologie opérationnelle (OT) à partir de machines, telles que les contrôleurs logiques programmables (PLC) et les systèmes de contrôle de supervision et d'acquisition de données (SCADA), pour effectuer une analyse des causes profondes (RCA) lorsqu'une ligne ou une machine tombe en panne, améliorer le débit sans compromettre la qualité et comprendre les détails des micro- arrêts de machines en temps réel. Même les implémentations avancées comme les systèmes d'information d'usine (FIS) ne peuvent pas fournir de visibilité au niveau des composants (par exemple, un moteur dans une machine). La grande majorité des clients industriels ne peuvent faire aucune analyse en temps réel, même au niveau de la ligne ou de la machine, et encore moins au niveau des composants.Les défis de l'ITUn atelier de fabrication dispose d'un ensemble disparate d'automates programmables et de protocoles de dispositifs multiples (300+) qui en font Il est extrêmement difficile de parler de ces «choses» de l'usine et d'accéder aux données qui peuvent être utilisées pour les diagnostics et l'analyse prédictive. De plus, la plupart des clients et partenaires passent un temps excessif à créer une connectivité à ces systèmes de plancher de l'usine en reliant leurs applications informatiques aux systèmes OT, ce qui est très évolutif en raison de plusieurs points d'intégration sans approche basée sur le cadre informatique. De plus, ils doivent créer des composants technologiques pour faire évoluer les solutions à partir du déploiement multi-usines, de la sécurité et de plusieurs autres points de vue. Un obstacle majeur aux initiatives de l'industrie 4.0 est ce défi de connectivité et d'intégration des appareils qui limite l'évolutivité.La solution Connected Factory La solution Connected Factory aide les clients à obtenir des solutions de production et des déploiements de preuves de valeur (PoV) en cours d'exécution dans leurs usines aussi rapidement que possible. Premièrement, avec cette offre, les clients n'ont pas à investir de manière significative dans la collecte de données qui est considérée comme un levage de charges indifférencié. Deuxièmement, les clients sont en mesure de collecter, d'organiser et de stocker leurs données industrielles dans AWS dans un magasin de données opérationnelles pour les données chaudes, les données auxquelles on accède fréquemment et un lac de dates industriel pour les données chaudes / froides, données qui sont rarement consultées, comme ainsi que de définir des actifs virtuels et des hiérarchies d'actifs pour fournir une structure et un contexte aux données. Troisièmement, grâce à ce processus de collecte de données rationalisé, les clients sont en mesure de reconnaître la valeur commerciale immédiate grâce à la visualisation de leurs mesures opérationnelles à partir de toutes les sources de données. Quatrièmement, ils reçoivent un kit de déploiement pour pouvoir déployer l'offre sur l'ensemble de leurs lignes et usines. Enfin, avec ces données organisées dans AWS, les clients peuvent accélérer leur parcours vers l'industrie 4.0 et atteindre des résultats commerciaux tels que la maintenance prédictive, la qualité prédictive et la gestion à distance des actifs. La solution Connected Factory est disponible en deux versions. Les clients peuvent sélectionner l'offre Mobilize for Production ProServe ou l'offre PoV avec le kit IMC. L'architecture pour les deux versions est illustrée ci-dessous.Option d'usine connectée 1: Mobilisation pour l'offre ProServe de production Ci-dessous est l'architecture de solution d'usine connectée pour les données d'équipe réelle qui est livrée pendant l'offre Mobilize pour la production fournie par l'équipe AWS ProServe.Option d'usine connectée 2 : Offre PoV avec le kit IMC Le kit IMC est conçu pour permettre aux clients et partenaires d'obtenir les données de leurs actifs dans le cloud AWS dans un processus simple et structuré afin qu'ils puissent réaliser rapidement la valeur commerciale dérivée de ces données. Les clients peuvent convertir les définitions de hiérarchie d'actifs existantes (c.-à-d. L'usine, les lignes, les machines, les balises, etc.) définies dans les applications de périphérie partenaires telles que Ignition Server d'Inductive Automation ou KEPServerEX de PTC vers la hiérarchie d'actifs équivalente dans AWS IoT SiteWise. Avec les hiérarchies d'actifs définies dans AWS IoT SiteWise, les données client peuvent être ingérées en continu dans le cloud AWS et toutes les métadonnées pertinentes sont facilement accessibles pour les applications afin d'aider les clients à découvrir la valeur commerciale, par exemple en développant des programmes de maintenance plus efficaces à partir des tableaux de bord de surveillance de l'état des actifs. Vous trouverez ci-dessous l'architecture de référence du kit IMC, avec les applications de connectivité des partenaires de Ignition et Kepware présentées comme 2 options pour la traduction de protocole industriel à la périphérie. Avec plusieurs modèles d'ingestion de la périphérie vers le cloud, les clients et les partenaires peuvent choisir le chemin du kit IMC qui convient aux besoins de leur cas d'utilisation spécifique. Le premier chemin d'intégration est via le connecteur AWS IoT SiteWise exécuté dans un noyau AWS IoT Greengrass (via OPC-UA) vers AWS IoT SiteWise dans le cloud. Le deuxième chemin d'intégration consiste à envoyer des données directement depuis les applications de périphérie (par exemple Ignition Server) vers AWS IoT Core via MQTT. Le troisième chemin d'intégration consiste à envoyer des données de l'application Edge (c.-à-d. Ignition Server ou KEPServerEX) à AWS IoT Greengrass où elles peuvent ensuite être traitées et filtrées par les fonctions AWS Lambda définies par le client, utilisées pour l'inférence du modèle d'apprentissage automatique local ou consommées par un conteneurisé Application Docker. Les données brutes et traitées peuvent ensuite être transmises au cloud AWS via un certain nombre de chemins différents, notamment AWS IoT Core, Amazon Kinesis Data Streams ou AWS IoT Analytics. Quel que soit le chemin d'intégration des données de la périphérie au cloud, le kit IMC prend en charge le mappage de la hiérarchie des balises d'actif de l'application de périphérie dans AWS IoT SiteWise afin que les métadonnées de l'actif soient toujours disponibles dans le cloud pour les applications à utiliser. Processus de configuration et de déploiement Le kit comprendra le matériel et les logiciels nécessaires pour connecter l'équipement d'un client au cloud et visualiser ses données. Le kit est conçu pour permettre aux partenaires de voir la véritable valeur commerciale de la solution IIoT et de déployer une solution de production complète qui répond à tous leurs cas d'utilisation critiques. Un exemple de preuve de déploiement de valeur qu'un partenaire pourrait fournir serait d'aider un client à visualiser des mesures opérationnelles en temps quasi réel et à effectuer une analyse des causes profondes (RCA) de ses actifs lorsqu'une ligne tombe en panne. Le logiciel du kit sera intégré dans des modèles CloudFormation qui simplifient le processus de déploiement. Il existe deux modes de déploiement: virtuel (pour l'évaluation et la formation) et physique (pour les déploiements réels). Les modèles CloudFormation fourniront les ressources cloud et généreront les scripts requis pour amorcer les périphériques physiques de périphérie. Toute la documentation requise pour déployer ce kit sera incluse avec les modèles CloudFormation. Les piles CloudFormation qui lanceront des ressources dans AWS IoT SiteWise, AWS IoT Greengrass, AWS IoT Core, AWS Lambda, Amazon DynamoDB, AWS CloudFormation, Amazon EC2, Amazon S3 et Amazon QuickSight. Vous trouverez ci-dessous une carte de la relation entre les composants du kit IMC et les niveaux ISA 95 et les fonctionnalités activées à chaque niveau.Extension du kit IMC avec les intégrations de solutions partenaires Le kit IMC a été conçu pour permettre aux partenaires de s'intégrer à leurs propres produits et solutions. Par exemple, un fournisseur de logiciels indépendant (ISV) qui commercialise une application logicielle d'adaptateur de protocole industriel peut souhaiter s'intégrer au kit IMC pour simplifier le processus de création de solutions IIoT en plus des services AWS IoT. Le code source du kit IMC est public afin que les partenaires et les clients puissent avoir accès à l'ensemble du référentiel de code et de la documentation. Les partenaires SI et GSI sont formés pour intégrer leur portefeuille de solutions avec le kit IMC, afin que le composant de connectivité des machines industrielles de leur architecture soit simplifié.IIoT Consulting and Deployment Expertise with the AWS Partner EcosystemMore et de plus en plus d'entreprises modernisent leurs opérations de fabrication avec AWS . Alors que chaque entreprise est différente et que certaines se sentiront à l'aise pour relever ces défis par elles-mêmes, la plupart des entreprises avec lesquelles nous travaillons recherchent de l'aide. Certaines entreprises manquent de connaissances approfondies de la plate-forme AWS pour concevoir la bonne architecture, n'ont pas suffisamment de ressources pour la mettre en œuvre, manquent de l'étendue technologique pour s'intégrer à tous leurs systèmes d'entreprise, ont besoin d'aide pour créer des interfaces utilisateur et une expérience attrayantes, ou ne le sont pas. La solution Connected Factory apporte un écosystème de partenaires à travers le matériel, les logiciels de pointe, le conseil IIoT, le déploiement et les solutions industrielles qui peuvent aider les clients à créer et à mettre en œuvre des applications. Les partenaires sont importants dans cette transformation – AWS continue de créer un écosystème de capacités complémentaires pour accélérer les résultats commerciaux des clients. L'écosystème de partenaires illustré dans l'image ci-dessous possède l'expertise et les offres pour offrir une offre de bout en bout aux clients afin de réduire la complexité de l'IIoT. Ces partenaires tirent parti du kit IMC pour se concentrer sur la différenciation plutôt que sur l'infrastructure nécessaire à leurs solutions IIoT. Cela minimise les risques, réduit les coûts de développement et génère une différenciation de valeur unique.Résumé La solution Connected Factory accélère le parcours de nos clients pour optimiser les opérations, réduire l'infrastructure lourde et libérer la valeur piégée dans leurs données. Avec cette offre, les clients bénéficient d'une expérience AWS IoT cohérente et peuvent débloquer des données pour moderniser leurs opérations de fabrication et accélérer le succès de l'industrie 4.0.Vous pouvez commencer à utiliser la solution Connected Factory immédiatement en utilisant le code source dans le référentiel Github, ou contacter le L'équipe AWS IoT pour en savoir plus sur cette solution et comment vous pouvez l'utiliser pour transformer vos opérations de fabrication. [1] https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/manufacturing-analytics-unleashes-productivity-and-profitability [2] https://media.vw.com/releases/1303

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