Способность компаний и промышленных предприятий выигрывать конкурентную борьбу уже в ближайшем будущем, несомненно, будет зависеть от того, смогут ли они успешно провести цифровую трансформацию (широко называемую также «цифровизацией» или «дигитализацией»). Технологии интернета вещей (Internet-of-Things — IoT) будут играть ключевую роль в этих изменениях, особенно в производственном секторе. Но не все компании имеют в своем распоряжении опыт и ресурсы для успешного внедрения сложных проектов IoT. Открытая облачная платформа MindSphere от Siemens предназначена для упрощения запуска и интеграции решений IoT в производственные и бизнес-процессы компаний.
Скорость цифровизации – ключевой фактор для внедрения технологий IoT
Полномасштабное внедрение технологий IoT само по себе, как правило, является сложным интеграционным проектом, который подразумевает объединение больших объемов разнородных данных. Эти данные нужно непрерывно получать от географически распределенного парка датчиков, контроллеров, приборов контроля и учета, интеллектуальных устройств и другого оборудования, эффективно хранить и обрабатывать, и самое главное — извлекать технологическую и экономическую выгоду из этих данных. Основная сложность здеcь состоит в обеспечении интеграции и связывании в одну систему облачных технологий, баз данных, аналитических алгоритмов, различных типов датчиков, интерфейсов и форматов данных, мобильных устройств и сетей связи. Конечно, немногие предприятия имеют опыт, знания и специалистов для реализации таких проектов с нуля и в обозримые сроки.
Однако время является решающим фактором: учитывая скорость, с которой цифровая трансформация в настоящее время разворачивается во всем мире, любая задержка в «дигитализации» может быстро привести к ухудшению конкурентной позиции компании. Неудивительно, что, согласно результатам опроса, проведенного аналитиками PAC (https://www.pac-online.com/), около 72% промышленных компаний планируют инвестиции в проекты IoT в течение следующих трех лет и более половины из них готовы начинать IoT-проекты прямо сейчас. Большинство этих компаний вынуждены будут обратиться за поддержкой к поставщикам аппаратного и программного обеспечения, консалтинговым фирмам, поставщикам платформ и ИТ-услуг для реализации IoT-решений.
Компании, которые первыми приобрели опыт в таких областях, как предиктивная (предсказательная) аналитика, оптимизация оборудования и производственных процессов на основе IoT, могут принести свои знания на рынок и также выступить в качестве поставщиков отраслевых решений. Крупные игроки промышленности, такие как Siemens, имеют многолетний опыт в машиностроении, энергетике, медицинской технике, транспортной инфраструктуре, технологиях автоматизации и оперативного сбора данных, а также обширный портфель и парк установленного оборудования. Концерн Siemens разработал и установил для своих заказчиков более 30 млн систем автоматизации, более 70 млн «умных» датчиков и около 800 тыс. устройств, подключенных к сети во всем мире.
Опыт цифрового производства Siemens – основа для создания MindSphere
В производственных и сервисных подразделениях Siemens на протяжении многих лет разрабатывались технологии, методы сбора и анализа производственных данных в целях оптимизации затрат, повышения гибкости и автоматизации производства, улучшения проектирования и обслуживания изделий. Были созданы математические модели предиктивной аналитики работы оборудования, базы промышленных знаний, алгоритмы анализа процессов поставок и сбыта, управления и оптимизации производственными цепочками, которые применялись на таких «цифровых» предприятиях, как завод по производству ПЛК в г. Амберге (Германия), завод по производству электродвигателей в г. Бад-Нойштадте (Германия). В результате развития этих технологий компанией Siemens была создана облачная платформа и операционная система интернета вещей MindSphere, которая с этого года доступна и в России.
В этой платформе аккумулирован многолетний опыт Siemens в области IoT и обработки промышленных данных, в результате чего пользователи MindSphere сразу получают выгоду от использования полного объема всех функций и модулей системы.
MindSphere – операционная система IoT, построенная на открытых стандартах
MindSphere — это больше чем просто платформа. Подобно операционной системе, она предоставляет все инструменты, функции, модули и услуги, необходимые для быстрого создания и эксплуатации приложений IoT. Платформа позволяет компаниям внедрять комплексные решения IoT, не имея специальных знаний и навыков. Благодаря технологии plug-and-play можно сразу подключить оборудование к платформе без каких-либо знаний или опыта в IoT. Для получения аналитической информации о работе оборудования достаточно настроить источники и собираемые параметры, включить визуализацию собранных данных и обработку событий в готовом приложении Fleet Manager.
Основные шаги запуска аналитики в MindSphere
Основные шаги запуска аналитики в MindSphere
Концептуально дизайн MindSphere основывается на открытых стандартах и технологиях, таких как OPC UA, S7, MQTT, NodeRed, Cloud Foundry и др. Это дает возможность быстрого подключения парка устройств не только от Siemens, а также независимость от облачного стека «под платформой». Сейчас платформа MindSphere доступна из облака Amazon Web Services, в самых ближайших планах — обеспечить работу MindSphere в Microsoft Azure и в других облачных средах.
MindSphere – открытая экосистема
Открытость стандартов и интерфейсов MindSphere позволяет партнерам и разработчикам приложений привнести свои знания и опыт из различных отраслей в платформу. Вокруг платформы уже создана «цифровая экосистема» партнеров—разработчиков приложений, интеграторов, консультантов и экспертов из разных индустрий. В магазине приложений MindSphere Store доступны приложения для химической, пищевой, фармацевтической, транспортной индустрий.
Примеры приложений MindApps
Примеры приложений MindApps
Предиктивная диагностика с MindSphere
Одним из практических направлений использования платформы MindSphere, уже получивших активное развитие, стала предиктивная (предсказательная) диагностика оборудования и изделий, позволяющая заранее предсказать наступление аварийной ситуации на основе анализа и мониторинга его текущего состояния и предсказания сбоев. В результате компания может заблаговременно предпринять действия для устранения проблемы или смягчения неблагоприятного эффекта.
Платформа Siemens MindSphere обладает всеми небходимыми инструментами для построения систем предиктивной диагностики. В пакет услуг MindSphere входит набор алгоритмов и библиотек для создания предсказательных моделей с помощью методов глубокого машинного обучения, нейронных сетей и на основе математических моделей. Готовые аналитические модули могут быть быстро сконфигурированы и подключены к источникам промышленных данных, отображающим работу промышленных систем.
Интеграция MindSphere в ИТ-ландшафт цифрового предприятия
Задачи оптимизации производства, конечно, не ограничиваются только мониторингом и диагностикой промышленного оборудования. Нужно оперативно учитывать состояние склада, информацию от поставщиков и заказчиков, параметры качества сырья и продукции и т. п. Приложение MindSphere Product Intelligence включает все необходимые интерфейсы и инструменты для сбора и анализа данных из различных источников (поставщиков, производителей и клиентов) в комбинации с промышленными данными. Решение позволяет осуществлять унификацию, поиск, фильтрацию и анализ данных с учетом контекста (например, партии продукта, поставки комплектующих, условий производства, условий эксплуатации). Это обеспечивает возможность интеллектуального принятия решений, снижения затрат и времени на поиск источников проблем.
Анализ цепочек поставщиков в приложении Product Intelligence
Анализ цепочек поставщиков в приложении Product Intelligence
Многие предприятия концерна Siemens уже провели глубокую интеграцию аналитики MindSphere в сквозные процессы производства и проектирования изделий. Завод промышленных контроллеров семейства Simatic с помощью аналитики и обмена данными между облачной платформой MindSphere, MES-системой Simatic IT, PLM-системой Teamcenter и ERP-системой SAP смог достичь 75-процентной автоматизации процессов производства для более чем 1 тыс. вариантов изделий. В зависимости от размещенных клиентами заказов завод перестраивает производственные линии в автоматическом режиме до 350 раз в день. Оптимизация загрузки оборудования и процессов позволила увеличить объем продукции в девять раз с начала производства (1990) на тех же площадях и при том же количестве персонала. Благодаря адаптивному контролю качества технологических процессов и комплектующих выход годных изделий достигает 99,9985%.
Крупнейший производитель безалкогольных напитков в Европе использует MindSphere для мониторинга и предиктивного анализа работы производственных линий. Ключевым элементом линий являются двигатели, число которых достигает 150. Отказ одного двигателя ведет к незапланированной остановке всей линии и, следовательно, к большим финансовым потерям. Для организации превентивного обслуживания и своевременной замены двигателей были применены методы вибрационного анализа их работы. Результаты вибрационной аналитики передаются на платформу MindSphere, которая в режиме реального времени контролирует состояние всех двигателей в производственной системе, предсказывет их возможные сбои на основе математических моделей, заблаговременно оповещает персонал о необходимости ремонтных работ. В результате удалось повысить выход готовой продукции на 15% за счет снижения времени простоев и улучшения производственных процессов.
Заключение: цифровой эре нужны цифровые платформы. MindSphere уже в России!
Благодаря быстрому развитию информационных и коммуникационных технологий, а также устойчиво формирующемуся спросу на IoT-решения на рынок ежегодно выходят десятки IoT-платформ. При этом предыдущий опыт развития платформ в таких областях, как социальные сети, транспорт, гостиничный бизнес, и других сегментах показывает, что в результате конкурентного отбора и последующей консолидации на финишную прямую доминирования в своей области выходят три—пять платформ, как обладающих техническими преимуществами, так и предлагающих выгодные и эффективные бизнес-модели. Концерн Siemens уверен, что платформа MindSphere имеет все необходимые качества, чтобы быть в числе лидеров индустриального интернета вещей (IIoT), обеспечивающих возможность заказчикам трансформировать IoT-данные в полезные бизнес-результаты. При этом платформа стимулирует развитие широкой экосистемы партнеров, строящих бизнес на инновационных цифровых сервисах. Доступная в России, платформа MindSphere теперь открывает новые возможности цифровой эры также и для российских заказчиков и партнеров.