Vse večja uporaba zasebnih brezžičnih omrežij 5G, skupaj s sprejetim konceptom robnega računalništva, daje proizvajalcem možnost, da v realnem času pridobijo uporabne vpoglede, ki preoblikuje industrijo v varnost, varnost delavcev in kakovost.
V študiji, ki sta jo tik pred pandemijo izvedla Deloitte in Združenje proizvajalcev za produktivnost in inovacije (MAPI) iz ZDA, so anketiranci navedli dvomestno povečanje produktivnosti dela (12 %), izkoriščenosti tovarniških zmogljivosti (11 %) in celotne proizvodnje (10 %) v preteklih treh letih kot rezultat njihovih pobud na področju pametnih tovarn. S 5G bodo ta proizvodna podjetja imeli možnost povezati več naprav in zbirati več in nove vrste podatkov, kar jim bo omogočilo, da ostanejo pred konkurenco.
Združena, 5G in Edge Computing (EC) zagotavljata temeljno infrastrukturo za nove načine delovanja. Čeprav je Wi-Fi dovolj zmogljiv, da podpira več naprav v domu ali pisarni, nikoli ni bil primeren za stotine ali tisoče senzorjev in drugih naprav v proizvodnem ali skladiščnem okolju. Podobno imajo kabelske povezave očitne omejitve za mobilne stroje. 5G industrijskim organizacijam vedno bolj omogoča, da izkoristijo prednosti zmogljivega EC za premostitev vrzeli med digitalnimi in fizičnimi operacijami.
Koristni podatki iz Edge naprav
Deloitte študija je tudi pokazala, da so prvi uporabniki umetne inteligence v proizvodnji opravljali pilotno uvajanje povprečno v okviru 10 različnih ciljev. Ti so segali od varčevanja z energijo in dodeljevanja virov do robotske avtomatizacije procesov, do kolaborativnega inženiringa in digitalnih dvojčkov. Zaradi motenj dobavne verige in pomanjkanja surovin v zadnjih dveh letih je eno področje z jasnim vplivom na končni rezultat zaznavanje kakovosti in odkrivanje nepopolnih ali drugače pomanjkljivih izdelkov.
To spremljanje opreme v realnem času zahteva kamere in niansirano AI analitiko, ki temelji na podatkovnih modelih, ki lahko usposobijo sistem, da hitro “vidi” pomanjkljivosti izdelkov in jih odstrani iz proizvodne linije ter opozori inženirje, ki lahko prilagodijo specifikacije ali ponovno umerijo stroje, da popravijo vzrok. Glede na raziskave lahko ti sistemi zmanjšajo število okvarjenih izdelkov do 10x.
Zasnova te vrste rešitve za EC zahteva funkcionalnost, podobno oblaku, na senzorju kamere. Čeprav obstaja več načinov za dosego tega, je najučinkovitejši pristop uporaba programskih storitev v t.i. “kontejnerjih”, ki omogočajo:
- Učinkovita uporaba zajemanja slik v realnem času v tovarni.
- Modeli umetne inteligence, ki učijo algoritem umetne inteligence, kaj je treba iskati za pridobitev podatkov.
- Krmilnik, ki nadzira operacijo, se poveže s splošnim sistemom za izvajanje proizvodnje (MES) in reagira na podlagi pridobljenih podatkov.
Neobhodna, medsebojno ločena funkcionalnost
Kot pri vsakem operativno kritičnem sistemu je treba obravnavati varnost. Eden od velikih izzivov sistemske arhitekture je, kako združiti IT-omrežja organizacije z operativno tehnologijo (OT), hkrati pa zagotoviti varnost zaposlenih, kakovost izdelkov in razpoložljivost/zanesljivost sistema.
Vsako Edge rešitev, nameščeno v industrijskem okolju, je treba konfigurirati kot “model z najmanjšimi privilegiji”, v katerem imajo aplikacije samo dostop do sistemskih virov, ki jih potrebujejo za izvajanje svoje funkcije, in nič več. Ti virtualizirani strežniki učinkovito ločujejo omrežje OT od drugih delov omrežja organizacije, ki imajo dostop do interneta.
Ta dovoljenja morajo biti nespremenljiva, da se izognemo rekonfiguraciji (bodisi zlonamerni ali naključni), ki lahko razkrije podatke sistema. Razmislite o sistemu kot o hiši. Vsi elementi sistema so dodeljeni različnim »prostorom« in vsaka od njih je zaklenjena, tako da je v primeru ogroženosti določenega območja dostop omejen.
Vedno večja je prepričanost, da so sistemi imuni na napade. Bolj preudaren pristop je priznati, da noben sistem ni imun na napad; več truda je treba porabiti za prepoznavanje ranljivosti in vrnitev sistema v dobro (varno) stanje.
Tako kot druga industrijska infrastruktura se tudi proizvodni stroji in programska oprema pogosto uporabljajo 10, 15 ali 20 let ali dlje. Oblikovalci sistemov morajo svoje rešitve pripraviti na prihodnost, s tem da so zasnovane tako, da desetletja ostanejo neprebojne pred kakršnim koli napadom katerega koli notranjega ali zunanjega vira. Tudi tukaj lahko programska oprema v posameznih podsistemih omogoča posodobitev ali nadgradnjo segmentov programske opreme, ne da bi bilo treba zamenjati celoten sistem.
Do odločitve v delčku sekunde
Poleg zapletenih težav v dobavni verigi je pandemija tudi pospešila potrebo po novih varnostnih ukrepih, namenjenih zmanjšanju interakcije in izpostavljenosti ljudi. Kot odgovor na to potrebo so nekatera proizvodna podjetja uvedla kolaborativne robote – na kratko “kobote” – da bi zagotovili, da njihovi proizvodni obrati nemoteno delujejo in so v koraku z nivojem povpraševanja po njihovih izdelkih.
Uvajanje 5G zasebnih omrežij s strani današnjih pionirjev v proizvodnji zagotavlja kratek vpogled v tovarno prihodnosti. Ne glede na to, kako transformativne in vznemirljive so zmožnosti in analitika v realnem času, morajo načrtovalci sistemov ohraniti vsaj enako strogost in pozornost do varnosti in zaščite teh omrežij, kot se uporablja za jedrne računalniške sisteme organizacije.