如何在工廠或倉庫部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
很多工業(yè)廠商希望其工廠和倉庫更加智能,更好地在全球市場上競爭。不過,他們通常部署的是數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備,卻沒有充分考慮工業(yè)環(huán)境和數(shù)據(jù)中心環(huán)境之間的差異。其結(jié)果是增加了維護工作量,并降低了網(wǎng)絡(luò)性能。
新興的智能工廠
在過去的幾年中,隨著工業(yè)廠商致力于提高其生產(chǎn)線和工業(yè)設(shè)施的效率,對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的投資正在穩(wěn)步增長。雖然去年發(fā)生的冠狀病毒疫情影響了這種增長勢頭,但可能在今年得以復(fù)蘇。分析機構(gòu)MarketsandMarkets公司預(yù)測,全球智能制造技術(shù)市場規(guī)模將從2020年的1813億美元增長到2025年的2204億美元,其復(fù)合年增長率為4%。
這種增長將來自各種應(yīng)用程序的廣泛應(yīng)用,這些應(yīng)用程序都是數(shù)據(jù)密集型的,并且需要在數(shù)據(jù)源附近進行計算。云計算技術(shù)無法支持所需的實時分析和決策,這使得智能制造成為推動邊緣計算應(yīng)用的眾多用例之一。但是,與許多邊緣計算應(yīng)用程序不同,支持智能制造的計算設(shè)施必須能夠在惡劣的環(huán)境中運行。
了解工廠和倉庫的邊緣計算環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)
工廠和倉庫的嚴酷環(huán)境條件要求邊緣計算解決方案在部署時需要注意以下因素:
•電源可靠性
與任何邊緣位置一樣,備份電源對于防止系統(tǒng)可用性受到市電中斷的影響至關(guān)重要,但是在制造和自動化倉庫環(huán)境中,電氣設(shè)備抗干擾措施甚至更為重要。在這些設(shè)施中運行的機械可能會產(chǎn)生電氣噪聲,從而干擾IT設(shè)備的運行。不同類型的UPS解決方案采用不同的方法進行調(diào)節(jié)和抑制,所選的UPS類型將決定其在消除各種電源干擾方面的有效性。
•環(huán)境條件
大多數(shù)工廠和倉庫環(huán)境無法將溫度和濕度保持在IT設(shè)備可靠運營所需的范圍內(nèi)。在大多數(shù)工業(yè)環(huán)境中,必須采用專用冷卻設(shè)施,這需要制定散熱計劃。具體來說,是直接將熱量排放到建筑物中,還是通過空調(diào)系統(tǒng)排出或通過管道從建筑物中排出?
•空氣質(zhì)量
與數(shù)據(jù)中心相比,大多數(shù)工廠環(huán)境的空氣粉塵和微粒濃度更高。如果這些污染物進入服務(wù)器等IT設(shè)備,將會影響這些設(shè)備的可靠性和預(yù)期壽命。保護IT設(shè)備需要防塵或密封的機柜或外殼,以防止未過濾的外部空氣進入設(shè)備。通過在機箱中集成專用冷卻系統(tǒng),無論外界空氣質(zhì)量如何,都可以創(chuàng)建一個溫度和濕度受控的清潔環(huán)境。
•物理安全性
邊緣計算的核心理念是將計算和存儲放置在其支持的人員和設(shè)備附近。在制造行業(yè)中,這通常意味著IT設(shè)備容易被未經(jīng)授權(quán)的人員訪問??缮湘i的機柜可以幫助防止未經(jīng)授權(quán)的訪問,另一個最佳實踐是在柜門上部署傳感器,以在柜門打開時觸發(fā)警報。
•網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施可見性
大多數(shù)邊緣計算站點都位于缺乏專用技術(shù)資源的環(huán)境中。遠程監(jiān)控功能使IT專家可以了解設(shè)備性能和環(huán)境狀況,從而確保設(shè)備在制造規(guī)定的范圍內(nèi)按預(yù)期運行。當配備額外的傳感器時,遠程監(jiān)控還可以針對可能使設(shè)備處于危險狀態(tài)的突發(fā)情況生成警報,例如溫度升高、進水或未經(jīng)授權(quán)的訪問。
用于惡劣環(huán)境的微型數(shù)據(jù)中心
智能制造廠商可以指定用于應(yīng)對這些挑戰(zhàn)中的單獨組件,并構(gòu)建能夠應(yīng)對制造中惡劣環(huán)境的解決方案。但是首選的方法是選購集成的微型數(shù)據(jù)中心解決方案,這種解決方案經(jīng)過事先設(shè)計和預(yù)先測試,可提供卓越的性能和可靠性。
這些微型數(shù)據(jù)中心解決方案利用標準化的IT級組件,制造廠商可以實現(xiàn)邊緣計算的快速和可重復(fù)部署。它們具有機架式冷卻、智能配電和遠程管理功能,部署在可上鎖的機柜中,這種機柜還可以支持各種UPS電源,具體取決于所需的容量。
選擇微型數(shù)據(jù)中心時,需要采用支持從單個IP地址監(jiān)視多個數(shù)據(jù)點的解決方案。隨著邊緣網(wǎng)絡(luò)的擴展,這將簡化管理,并降低成本,因為網(wǎng)絡(luò)中使用的每個IP地址都要支付費用。
另外,還要考慮如何定期完成維護工作,例如清潔空氣過濾器和更換UPS電池。遠程監(jiān)控和與能夠快速響應(yīng)現(xiàn)場維護要求的供應(yīng)商簽訂的服務(wù)合同相結(jié)合,可以最大程度地降低UPS電池在需要時無法提供預(yù)期運行時間的風險。
保護邊緣
智能制造是邊緣計算令人興奮的用例之一,因為它使制造商能夠增加現(xiàn)有資產(chǎn)和資源的價值。但是如果沒有適當?shù)谋Wo,工廠或倉庫應(yīng)用程序可能很難使用IT設(shè)備。具有遠程監(jiān)控功能的集成微型數(shù)據(jù)中心為這種環(huán)境提供了理想的解決方案。