Digital twin procesa datos en la nube

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Detalles: Publicado: 24.09.2018; Última actualización: 13.11.2023; Golpea: 6891

Hasta qué punto se puede lograr la coordinación de la producción y el mundo MES / ERP en el camino hacia la Industria 4.0 se muestra en la solución conjunta de IoT de SAP y Mitsubishi Electric, Los clientes del especialista en automatización pueden contactar directamente a la plataforma en la nube del Los socios conectan SAP.

Las herramientas y aplicaciones disponibles allí pueden aprovechar su producción y datos de la planta. El mantenimiento predictivo y el soporte de los ingenieros de servicio a través de la realidad aumentada son solo dos ejemplos de las muchas maneras de aumentar la eficiencia que brinda la integración. Por parte del fabricante de la planta, la nueva visión de los datos de uso del usuario abre conceptos innovadores para la creación de valor en el sector de servicios.

El escaparate de la colaboración entre Mitsubishi Electric y SAP es un robot de Mitsubishi Electric con una imagen digital del producto físico en SAP Cloud Platform. El gemelo digital permite el análisis integral y el uso de todos los datos de planta y proceso tanto por el fabricante como por el operador.

TI y producción tienen que encontrarse

Un gran obstáculo para la Industria 4.0 y el Internet de las cosas (IoT), que debería hacer utilizables los datos que antes eran inaccesibles, sigue siendo la separación histórica del mundo de las TI y la tecnología de producción o "Tecnología operativa" (OT). Si bien la protección de datos y la confidencialidad son las principales prioridades de la tecnología de la información, la disponibilidad es el principio y el fin de la producción. Con la conexión de sistemas de producción previamente cerrados a Internet y la nueva responsabilidad de TI para la gestión y protección de los recursos de producción, ambas partes deben encontrarse para trabajar de manera productiva y eficiente en la era de IoT.

Terminales de operador gráficos HMI para automatización industrial

SAP en el lado de TI y Mitsubishi Electric en el lado de OT primero tuvieron que acordar definiciones comunes de términos para poder conectar el mundo de automatización de Mitsubishi Electric con sus PLC, robots, controladores de movimiento y Controles CNC a la plataforma en la nube de SAP.

Transferencia de datos centralizada

La plataforma de automatización de Mitsubishi Electric brinda visibilidad en todo el dispositivo. Esto significa que se puede acceder a todos los datos desde un punto central en producción. También es muy fácil intercambiar datos con otros componentes de automatización, como lectores de RFID, sensores u otros sistemas de control. Todos los datos se transfieren de forma central a los Servicios SAP IoT de SAP Cloud Platform.

SAP Cloud Platform se hace cargo de los datos para su almacenamiento en un Big Data Lake con el fin de ponerlos a disposición de todas las aplicaciones y servicios de Cloud Platform. Los datos a corto plazo, por ejemplo, la serie temporal de las últimas cuatro semanas, se almacenan en una base de datos en memoria para permitir un acceso rápido. Los datos históricos se gestionan en un almacenamiento de big data clásico más económico. La gestión de grandes cantidades de datos se ofrece como un servicio (PaaS) a través de SAP Cloud Platform, i. H. el usuario no tiene que configurar y operar una arquitectura de big data en su propio centro de datos.

Conexión inmediata de TI de producción

La característica especial y la simplificación significativa de la solución de automatización es la conexión directa a la producción sin utilizar otros Gateways . La tecnología propietaria de la empresa de automatización y la elusión de los sistemas basados en Windows garantizan un alto nivel de seguridad (ciberseguridad) para los sistemas. Alternativamente y con otros fabricantes, la conexión se realiza con un software gateway OPC UA.

Para la conexión a SAP está en el Plataforma de programación “iQ Works“Mitsubishi Electric definió una estructura de datos para que los datos se envíen a SAP Cloud Platform. Se dieron 1000 valores medidos para la vitrina; sin embargo, el tamaño de la estructura de datos se puede seleccionar libremente. Ahora solo es necesario parametrizar la dirección IP de Cloud Platform IoT Services y los datos de inicio de sesión (nombre, contraseña) en la interfaz de comunicación C Application Server. Luego, los datos se intercambian de forma continua, normalmente cada 500 ms. Por supuesto, se pueden definir otras estructuras de datos con diferentes intervalos de transmisión. La transmisión de datos individuales controlada por eventos es posible en paralelo.

El gemelo digital construye un puente sobre los sistemas instalados en todo el mundo

En la nube, esta información se distribuye entre las diferentes aplicaciones. Los servicios que se ofrecen aquí incluyen herramientas analíticas para evaluar códigos de error, servicios de aprendizaje automático, servicios de desarrollo para el desarrollo entre dispositivos de sus propias aplicaciones y servicios de integración para los sistemas SAP ERP locales. Posteriormente, los datos evaluados simplemente se transfieren nuevamente a una estructura de datos predefinida para el mundo de la automatización.

Las estructuras de datos para enviar y recibir se definen conjuntamente por los equipos de TI y OT. En el caso de la célula de robot, solo se definió un espacio de datos suficientemente grande y se llenó gradualmente de vida. La definición de los valores y propiedades medidas se llevó a cabo mediante una tabla de datos dividida en la nube. Los valores intercambiados pueden verificarse y visualizarse directamente con las herramientas de IoT Services. Usted distribuye los datos a la supervisión remota de uso inmediato, el mantenimiento predictivo, el tablero y más.

Twin digital abre modelos de negocio

El gemelo digital es el punto en el que se reúne toda la información sobre un activo, desde los datos CAD hasta la información del ciclo en vivo. Aquí también se pueden almacenar parámetros, programas y bibliotecas de los dispositivos de automatización. Esto permite el intercambio de datos automatizado desde la construcción hasta la simulación. “En realidad, el 'gemelo digital' es viejo”, dice Adrian Langlouis, arquitecto de soluciones, industrias discretas en SAP. “Los fabricantes de dispositivos inteligentes usan la imagen digital de su módulo de servicio para el servicio, y los operadores del sistema usan su módulo de mantenimiento para definir los intervalos de mantenimiento.” Hasta ahora, los fabricantes y operadores han tenido una visión unilateral de los procesos en sus propios módulos; en el futuro, deberían compartir su contenido entre ellos.

Gemelo digital moderno

"Se crea un gemelo digital moderno cuando la información sobre el producto físico se intercambia entre todas las partes en una plataforma en la nube, como la red SAP Asset Intelligence Network. Los fabricantes, los socios de servicio y los operadores de planta reciben una vista individualizada de la planta ", explica Adrian Langlouis.

Plataforma de automatización Ctrlx | Innovaciones y desarrollos posteriores

Para el fabricante, el uso de la doble digital en la red de activos ofrece como un portal de servicios en los que puede proporcionar modelos de documentación 3D, instrucciones de mantenimiento o las puntuaciones de salud del sistema y configurar las funciones de autoservicio para los clientes, tales como el orden directa de Repuestos por selección en el modelo 3D.

Los operadores de la planta reciben una vista uniforme del archivo digital de la máquina y, si es necesario, pueden crear un ticket de servicio directamente en el portal del cliente y solicitar repuestos del fabricante original o a través de un mercado de impresión 3D conectado de SAP. El potencial de optimización se abre al renunciar a la reserva de motores de impresión lentos.

Optimización del mantenimiento con mantenimiento predictivo

Mediante el análisis de los datos históricos de la máquina de los sistemas de control y sensor, las desviaciones y los patrones de error se pueden detectar y utilizar para supervisar los sistemas u optimizar los ciclos de mantenimiento. La solución SAP Predictive Maintenance and Service brinda los modelos de datos y algoritmos necesarios para modelar y monitorear activos a través de puntajes de salud calculados y visualizados regularmente y la integración con las soluciones de mantenimiento y servicio de SAP.

Los fabricantes con una variedad de máquinas idénticas en el tamaño de muestra del cliente pueden entregar datos particularmente sólidos para el puntaje de salud y ofrecer autocontrol y mantenimiento predictivo como servicio o facilitar el mantenimiento del cliente. En cualquier caso, los ciclos de mantenimiento pueden optimizarse y, en algunos casos, ahorrar un considerable costo. En lo que respecta a la base de datos, el mantenimiento por parte del operador y el servicio en el lado del fabricante no son más que dos caras de la misma moneda.

Dada la escasez de trabajadores calificados en la industria, las organizaciones de servicios o los departamentos de mantenimiento tienen dificultades cuando los empleados con experiencia se jubilan o dejan la empresa. El uso de la realidad aumentada (AR) para trabajos de mantenimiento ofrece una salida a este dilema. Si visualiza las instrucciones de mantenimiento paso a paso a través de un modelo 3D con un vasos de datos, también se pueden asignar tareas de mantenimiento más complejas a empleados sin experiencia. Si aún se requiere soporte, un técnico experimentado puede conectarse a través de video y brindar soporte al colega en el sitio en el trabajo.

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En el escaparate de SAP y Mitsubishi Electric, el técnico puede colocar un dispositivo móvil, como una tableta industrial, directamente sobre el robot y colocar el modelo 3D frente al producto físico. El modelo 3D le muestra qué parte intercambiar y cómo hacerlo. La tecnología AR puede simplificar y optimizar enormemente el trabajo del técnico de servicio.

Equipo como servicio (EaS)

Con una conectividad total con los datos del dispositivo y la monitorización remota, los constructores de plantas pueden posicionarse como proveedores de servicio completo, proporcionando todos sus servicios en acuerdos de nivel de servicio y asumiendo la responsabilidad del mantenimiento y la disponibilidad de la planta. Si bien las empresas manufactureras pueden subcontratar actividades improductivas y centrarse en actividades de valor agregado, el fabricante se beneficia de la lealtad del cliente y una mejor continuidad y sostenibilidad de sus flujos de ventas.

Sobre la base de la transparencia universal de los datos, si lo piensa bien, se pueden desarrollar nuevos modelos de negocios que se alejen de las ventas de dispositivos y se centren en ofertas de servicios como el "pago por uso". La máquina o el sistema sigue siendo propiedad y responsabilidad del fabricante, quien calcula el rendimiento o la salida en función de una métrica para el cliente. Los ejemplos existentes de la industria son el número de páginas impresas en las máquinas de impresión, las horas de funcionamiento de los equipos de construcción y la cantidad de aire comprimido Compresors.

"Veo un modelo comercial muy claro en el hecho de que los clientes ya no pueden comprar el sistema, porque la inversión es demasiado alta para ellos. En cambio, usan el servicio, que se factura de acuerdo con un modelo de pago por uso, donde el cliente genera valor agregado. Este es un enorme potencial para nosotros, nuestros clientes y sus clientes para establecer nuevos modelos comerciales ", dice Thomas Lantermann, consultor sénior de soluciones de Mitsubishi Electric, al describir su visión. El cliente recibe un paquete todo incluido con disponibilidad garantizada en virtud de los acuerdos de nivel de servicio (SLA).