La fabrication intelligente est l'intégration d'une technologie numérique avancée et d'un système d'automatisation, permettant ainsi une gestion intelligente et efficace du processus de production. Cependant, les contrôleurs industriels traditionnels ont eu du mal à répondre à ces exigences, d'où le besoin urgent d'un nouveau type de contrôleur industriel. contrôleur d'informatique périphérique pour répondre aux exigences de la fabrication intelligente. En tant qu'interface clé entre les technologies de l'information (IT) et les technologies d'exploitation (OT), le contrôleur d'informatique périphérique joue un rôle important dans la réalisation de l'informatique périphérique, du traitement des données et du contrôle des appareils.
Architecture du contrôleur Edge Computing
Un contrôleur informatique périphérique typique se compose généralement de trois éléments principaux : couche de l'appareil, couche de la périphérie et couche du nuage.
1. Couche de l'appareil
La couche dispositif se compose principalement de capteurs et de contrôleurs qui sont chargés de la collecte et le contrôle directs des informations dans le monde physique. Les appareils typiques sont les smartphones, les voitures autonomes, les robots et les équipements d'usine. Ils capturent des données grâce à des capteurs et effectuent des actions spécifiques grâce à des contrôleurs. Ces appareils génèrent une grande quantité de données qui sont d'abord envoyées à la couche périphérique pour un traitement initial. Fonction :
Saisie des données : surveillance continue de l'état de l'appareil ou des variables environnementales (par exemple, température, vitesse, lumière, etc.) au moyen de capteurs.
Contrôle de l'exécution : Déclencher des opérations pertinentes, telles que le démarrage/arrêt de l'appareil ou le réglage de la fonction, par l'intermédiaire du contrôleur.
2. Couche de bordure
La couche périphérique est la première ligne de défense pour le traitement des données. Par l'intermédiaire des nœuds/serveurs de périphérie, cette couche est responsable de le traitement, le filtrage, la rationalisation et la mise en cache en temps réel des données provenant de la couche appareil afin de réduire la latence et d'améliorer le temps de réponse. Dans certains cas, dispositifs de bord peut prendre des décisions directement sur la base d'algorithmes sans avoir à transmettre toutes les données au nuage. Fonction :
Traitement et simplification des données: compresse, filtre et prétraite les données brutes générées au niveau de l'appareil afin de préserver les données de base.
Mise en mémoire tampon et mise en cache des données : Répond au trafic de données soudain et évite les goulets d'étranglement dans le nuage dus à la surcharge de données.
Réponse de contrôle : Prendre des décisions instantanées au niveau local, en particulier pour les scénarios d'application exigeant une faible latence, tels que la conduite autonome et le contrôle industriel.
Virtualisation : Des machines virtuelles ou des conteneurs peuvent être exécutés dans la couche périphérique pour une gestion et un contrôle unifiés de plusieurs appareils.
3. Couche nuage
La couche "nuage" est la couche supérieure de l'ensemble de l'architecture et est principalement utilisée pour le traitement et l'entreposage de données de grande envergure. Les serveurs en nuage reçoivent des données simplifiées et traitées de la couche périphérique et utilisent ensuite des ressources informatiques plus puissantes pour un traitement plus approfondi. l'analyse des données, la formation des modèles et la gestion du stockage. L'informatique en nuage est également responsable du stockage à long terme des données globales et du calcul pour les tâches complexes, telles que l'entraînement et l'optimisation des modèles d'IA. Fonction :
Traitement des données massives (big data) : Les serveurs en nuage sont capables de traiter de grandes quantités de données provenant de plusieurs nœuds périphériques et d'effectuer des opérations et des analyses complexes.
Entrepôt de données : stocke des quantités massives de données et fournit des fonctions d'interrogation et d'analyse pour les données historiques.
Interconnexion mondiale : connecte des serveurs périphériques dans le monde entier via l'internet pour permettre la collaboration et le partage de données à l'échelle mondiale.
Technologies clés pour les contrôleurs informatiques de périphérie
Internet industriel des objets (IIoT)
L'internet industriel des objets (IIoT) est une application de l'internet des objets (IoT) dans le domaine industriel et constitue le cœur de la stratégie de l'IoT. IoRT. L'IIoT permet une communication et une collaboration transparentes entre les robots, les capteurs et d'autres dispositifs, jetant ainsi les bases d'un développement durable. automatisation et intelligence. Les capteurs de température, de pression, de proximité, de mouvement et de force/couple jouent un rôle essentiel dans la surveillance des équipements et des processus de fabrication, fournissant des informations précieuses sur l'efficacité opérationnelle, la maintenance prédictive et la qualité des produits.
1. L'internet des objets à la périphérie
L'IdO à la périphérie prend en charge prise de décision en temps réel, réduction de la latence, amélioration de l'efficacité de la bande passante et améliore la fiabilité globale. L'informatique en périphérie garantit une production ininterrompue et minimise les perturbations, même lorsque la connectivité du réseau est intermittente ou limitée. Il améliore également la confidentialité et la sécurité des données, car les données sensibles peuvent être traitées localement.
2. Contrôleur logique programmable (PLC)
Les automates jouent le rôle de coordinateurs de l'automatisation Les automates fournissent des données en temps réel qui permettent aux décideurs de disposer d'informations précieuses pour effectuer une maintenance proactive et optimiser l'affectation des ressources. Ils jouent un rôle clé dans l'échange de données et la communication entre les appareils, rationalisant et synchronisant les flux de production.
3. Capteurs
Les capteurs sont les les "yeux" et les "oreilles" de l'IdO , permettant aux robots d'interagir avec leur environnement et de le comprendre. Les capteurs de température, de pression, de proximité, de mouvement et de force/couple jouent un rôle clé dans la surveillance des équipements et des processus de fabrication, fournissant des informations précieuses sur l'efficacité opérationnelle, la maintenance prédictive et la qualité des produits.
4. Intelligence artificielle générative
L'intelligence artificielle générative est une technologie qui permet d'exploiter les données et les modèles existants pour créer de nouvelles conceptions, solutions et stratégies d'optimisation susceptibles de révolutionner la conception des robots et d'automatiser leurs mouvements et leurs processus de fabrication.
5. Intégration avec les systèmes ERP
L'intégration de l'IoRT aux systèmes de planification des ressources de l'entreprise (ERP) permet une approche holistique de la gestion de la production, le système ERP jouant le rôle de le centre de planification des ressources, de gestion des stocks et d'ordonnancement de la production. En connectant les données IoRT aux systèmes ERP, les fabricants peuvent obtenir des informations sur la production en temps réel, une gestion optimisée des stocks, une maintenance prédictive améliorée, une planification transparente de la production, ainsi que des avantages en matière de contrôle de la qualité et de conformité.
6. Interaction homme-machine (IHM) et expérience utilisateur (UX)
L'IHM et l'UX jouent un rôle clé dans l'optimisation du potentiel de l'IdO. Interfaces intuitives et conviviales permettent une interaction transparente entre les opérateurs et les systèmes robotiques, augmentant la productivité et réduisant la courbe d'apprentissage, améliorant ainsi l'expérience globale de l'utilisateur.
Conclusion
En tant qu'interface clé entre les technologies de l'information et les technologies de l'information, le contrôleur informatique périphérique joue un rôle important dans la réalisation de l'informatique périphérique, du traitement des données et du contrôle des appareils. Son architecture en couches le rend évolutif et réutilisable, et peut être appliqué à de nombreux types d'applications de contrôle d'équipements industriels. La convergence de technologies clés telles que la robotique collaborative, la vision par ordinateur et l'intelligence artificielle, l'IoT industriel, l'IoT périphérique, l'API, les capteurs, l'analyse de données et l'IA générative confère au contrôleur informatique périphérique de puissantes fonctionnalités. Dans le même temps, l'intégration avec le système ERP et l'optimisation de l'IHM et de l'UX améliorent encore la valeur d'application du contrôleur edge computing dans la fabrication intelligente. À l'avenir, avec le développement continu de la technologie, le contrôleur Edge Computing jouera un rôle plus important dans le domaine de l'automatisation industrielle et de la fabrication intelligente.