Chúng ta đang sống trong kỷ nguyên của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư hay công nghiệp 4.0. Các hệ thống máy móc của chúng ta không còn chạy bằng hơi nước như giai đoạn đầu tiên; chuyển đổi lên dây chuyền lắp ráp như cuộc cách mạng lần thứ hai; hoặc thậm chí là chỉ ứng dụng công nghệ thông tin, như cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba. Sự thay đổi mô hình này được thúc đẩy bởi một cụm công nghệ thông minh, từ IoT công nghiệp (IIoT) đến phân tích với sức mạnh từ công nghệ AI cho đến các khung mạng đổi mới. Tất nhiên, cốt lõi của Công nghiệp 4.0 là tự động hóa.
Theo Global Lighthouse Network (GLN) - một đối tác nghiên cứu giữa McKinsey và Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF) - nghiên cứu sự phát triển của Công nghiệp 4.0 trên toàn thế giới. Tính đến năm 2022, GLN chỉ xác định được 103 “ngọn hải đăng”, các cơ sở công nghiệp được cho là đã hoàn thành quá trình chuyển đổi sang Công nghiệp 4.0. Trong khi đó, hơn 70% công ty “vẫn đang mắc kẹt trong quá trình thí điểm và thử nghiệm”, WEF cho biết.
Một trong những thách thức đặc biệt lớn đối với các nhà sản xuất đó là việc cập nhật công nghệ có thể yêu cầu đóng cửa dây chuyền sản xuất. Ngoài ra, các thiết bị vận hành mới có thể có giá cực kỳ cao. Và tệ nhất, là các kiến trúc điện toán hiện tại không được xây dựng để tích hợp rộng rãi - một điều kiện tiên quyết cần thiết cho bất kỳ nhà máy thông minh nào.
Những lợi ích của Công nghiệp 4.0 là rất lớn: thời gian đưa sản phẩm ra thị trường nhanh hơn, chi phí sản xuất thấp hơn, sử dụng tài sản tốt hơn, hiểu biết sâu sắc về doanh nghiệp theo thời gian thực. Tất cả những lợi ích này đều dựa vào huyết mạch của quá trình chuyển đổi số: dữ liệu lớn. Nhưng ngay cả khi họ có thể thu thập dữ liệu đó, các nhà sản xuất thường gặp khó khăn trong việc biến nó thành những thông tin hữu ích có thể sử dụng được.
Dưới đây là một trong những thách thức chính mà các nhà sản xuất phải đối mặt trong quá trình chuyển đổi sang Công nghiệp 4.0 và cách mà chúng ta có thể giải quyết vấn đề.
Thách thức của Công nghiệp 4.0 trong Sản xuất: Đạt được sự hội tụ về IT/OT
Công nghệ vận hành (OT) bao gồm tất cả các giao thức phần cứng, phần mềm và truyền thông để quản lý và kiểm soát các quy trình công nghiệp. Mặt khác, công nghệ thông tin (IT) bao gồm các hệ thống máy tính và mạng truyền và xử lý dữ liệu. Trong nhiều thập kỷ, các lĩnh vực này đã bị mắc kẹt trong các hầm chứa riêng của chúng, bị khóa khỏi nhau bởi các giao thức không tương thích, mạng có độ trễ cao và các mô hình xử lý dữ liệu khác nhau.
Để đạt được mục đích của Công nghiệp 4.0, OT phải chia sẻ dữ liệu với IT. Thu thập thông tin tại nơi sản xuất - một lợi thế cụ thể của IIoT - thuộc nhiệm vụ của OT. Chuyển đổi thông tin đó thành cái nhìn sâu sắc, làm cho nó có thể sử dụng được theo nghĩa rộng hơn của doanh nghiệp, bên ngoài phạm vi kiểm soát máy móc thuần túy, là công việc của IT. Các dự án Công nghiệp 4.0 không thể thực hiện được nếu hai bên này không thể giao tiếp hoặc tương tác để tạo ra giá trị cho công ty.
Kiến trúc OT truyền thống được xây dựng để giám sát và kiểm soát các quy trình công nghiệp - chứ không phải để chia sẻ dữ liệu rộng rãi. Họ sử dụng một số giao thức truyền thông (Modbus, OPC-UA, BACnet) để cô lập dữ liệu của họ thành các hòn đảo độc lập: vũng dữ liệu, theo cách gọi của các nhà công nghệ. Ngay cả khi bạn có thể kết nối các hệ thống OT và IT, thì các mạng dựa trên đám mây, độ trễ cao với các hệ thống lưu lượng được chia nhỏ khiến cho việc phân tích theo thời gian thực là không thể.
Tuy nhiên, cũng có một tin tốt: sự hội tụ của IT và OT là hoàn toàn khả thi. Bạn chỉ cần một cách tiếp cận mới để kết nối mạng, một giao thức truyền thông liên tục xuyên suốt cả hai hệ thống và một mô hình chung để chia sẻ và trao đổi dữ liệu. Hai công nghệ phối hợp với nhau để hoàn thành cả ba mục tiêu: điện toán biên và giao thức MQTT.
Hội tụ IT/OT trong Sản xuất: Cơ sở dữ liệu biên IIoT và Giao thức MQTT
Một cách tiếp cận mới để hội tụ IT/OT phải giải quyết hai vấn đề cùng một lúc. Đầu tiên, nó phải cho phép các hệ thống IT và OT giao tiếp với nhau một cách tự do. Thứ hai, nó phải cho phép truyền dữ liệu có độ trễ thấp, điều cần thiết cho trí thông minh thời gian thực. Dưới đây là các giải pháp cho từng thách thức.
Kết nối OT và IT với Giao thức MQTT
Vấn đề đầu tiên tập trung vào các giao thức giao tiếp, định dạng tệp và các quy tắc chính thức cho phép một máy “nói chuyện” với máy khác. Như chúng tôi đã đề cập, các giao thức OT truyền thống bị khóa trong các miền riêng của chúng. May mắn thay, một lựa chọn tốt hơn đã đến.
Đối với các hệ thống IIoT, MQTT là giao thức nhắn tin lý tưởng và nó nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn thực tế trong tất cả các loại mạng IoT. MQTT đủ nhẹ để hoạt động trên nhu cầu dữ liệu ít của các thiết bị IoT, kể cả những thiết bị có băng thông không đáng tin cậy. Và bạn không cần phải ngừng sản xuất để thực hiện chuyển đổi: Máy khách MQTT có thể được cài đặt trên các hệ thống OT (bao gồm cả IIoT) hiện có. Về phía IT, các nhà MQTT broker có thể hoạt động cùng với các máy chủ tại chỗ hoặc đám mây truyền thống.
Điều đó giải quyết vấn đề hội tụ IT/OT. Tiếp theo, bạn cần một kiến trúc mạng có thể xử lý tất cả lưu lượng MQTT đó một cách đáng tin cậy, an toàn và nhanh chóng.
Thu thập và xử lý thông tin chi tiết về doanh nghiệp theo thời gian thực với điện toán biên
Hãy nhớ rằng, Công nghiệp 4.0 không chỉ là về IIoT hoặc thiết bị tự động trên dây chuyền sản xuất. Nó còn được biết tới về các công nghệ đổi mới có thể cải thiện đáng kể môi trường công nghiệp: chẳng hạn như phân tích dữ liệu lớn, học máy và trí tuệ nhân tạo. Những công nghệ mới này dẫn đến những lợi thế như bảo trì dự đoán và ra quyết định thông minh hơn, nhanh hơn. Nguồn cấp dữ liệu của bạn càng gần với thời gian thực, doanh nghiệp của bạn càng phản ứng nhanh hơn.
Vấn đề là dữ liệu di chuyển càng xa thì các công cụ kỹ thuật số của bạn phản hồi càng chậm. Điện toán biên - trong đó dữ liệu được thu thập, sắp xếp và xử lý gần điểm gốc của dữ liệu có thể giúp tăng tốc độ bằng cách giới hạn khoảng cách. Và tốc độ không phải là lợi thế duy nhất của việc đặt cơ sở dữ liệu IoT của bạn ở biên. IoT Edge Hub là một phần công nghệ mới đang trở nên phổ biến hơn trong các cấu trúc liên kết Công nghiệp 4.0. IoT Edge Hub cho phép các nguồn dữ liệu và mục tiêu khác nhau tương tác liền mạch, mang lại sự mạnh mẽ và khả năng phục hồi cho lớp giao tiếp vốn là xương sống của môi trường mới này. Một trung tâm IoT dựa trên biên cũng có thể:
- Giảm nhu cầu băng thông
- Cắt giảm chi phí lưu trữ đám mây
- Giảm thiểu chi phí xử lý dữ liệu trên đám mây
- Làm được nhiều việc hơn với dấu chân IT nhỏ hơn
- Hỗ trợ xây dựng bản sao số bằng cách lưu trữ cùng một dữ liệu ở nhiều vị trí
Bạn đã sẵn sàng tận dụng lợi thế của Công nghiệp 4.0 cho cơ sở sản xuất của mình chưa? Tất cả bắt đầu với cơ sở hạ tầng điện toán phù hợp: một trung tâm IoT biên hỗ trợ giao thức MQTT. Các hệ thống này là chìa khóa để hội tụ IT/OT trong sản xuất, loại bỏ hiệu quả trở ngại cuối cùng đối với việc triển khai nhà máy thông minh.
Nếu bạn đã và đang bắt đầu tìm hiểu triển khai các giải pháp IoT công nghiệp thông minh cho doanh nghiệp của mình, hãy liên hệ ngay với chúng tôi. Ngoài việc cung cấp các giải pháp phần cứng đáng tin cậy trong IoT công nghiệp như Advantech, Asus IoT, Darveen, Emdoor… Adtech cũng cung cấp dịch vụ tư vấn, xây dựng giải pháp phù hợp cho các doanh nghiệp, vì vậy, hãy liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ.
Quý khách vui lòng liên hệ với ADTECH để chúng tôi được phục vụ:
ADTECH – Cung cấp thiết bị-giải pháp công nghệ dành cho doanh nghiệp
Số 358 Giải Phóng, Phương Liệt, Thanh Xuân, Hà Nội
Hotline: 0969133273
Website: https://aiotvn.com/
Nhận xét
Đăng nhận xét