Giải pháp Edge-to-Cloud tạo ra một nền tảng đám mây chẩn đoán và giám sát thiết bị với AI cho nhà máy thép
01/10/2019
Một công ty thép nổi tiếng thế giới có trụ sở tại Đài Loan đã giới thiệu giải pháp chẩn đoán thiết bị biên có sử dụng công nghệ AI (Trí tuệ nhân tạo) trên nền tảng WISE-PaaS của Advantech. Thông qua sự hợp tác của nền tảng đám mây, phân tích dữ liệu lớn và công nghệ AI, giải pháp này được phát triển để giảm thời gian ngừng hoạt động của dây chuyền sản xuất, cải thiện tuổi thọ của thiết bị và thúc đẩy chức năng chẩn đoán từ xa tự động và bảo trì phòng ngừa.
Chẩn đoán lỗi trong nhà máy truyền thống sẽ sửa chữa một cách thụ động thiết bị bằng cách dựa vào nhân viên bảo trì để xác định vị trí các sự cố và lên lịch bảo trì khi chúng phát sinh. Khi dây chuyền sản xuất dừng lại do lỗi thiết bị, doanh nghiệp có thể sẽ phải chịu thiệt hại đáng kể. Ngay cả khi việc sửa chữa tiếp theo là nhanh chóng, những mất mát này cũng không thể được loại bỏ hoàn toàn.
Với suy nghĩ này, nhiều công ty có kế hoạch xây dựng nền tảng đám mây để chẩn đoán thiết bị với hy vọng các quản trị viên có thể làm quen với việc giám sát trạng thái hoạt động của tất cả các thiết bị để có thể thực hiện xử lý và ngăn chặn sự cố cần thiết trước khi xảy ra lỗi. Ngoài ra, bằng cách phân tích dữ liệu lịch sử để phát hiện tình trạng của thiết bị, tuổi thọ của chúng có thể được kéo dài.
Một công ty thép nổi tiếng đặt tại Đài Loan là một ví dụ của trường hợp này. Công ty đã quan sát và thấy rằng có sự khác biệt đáng kể trong các thiết bị dây chuyền sản xuất đặt trong môi trường khắc nghiệt và tiếp xúc với các điều kiện bất thường. Do đó, dự án giám sát và chẩn đoán thiết bị bắt đầu với hy vọng sử dụng nền tảng đám mây, phân tích dữ liệu lớn và công nghệ AI để linh hoạt giải quyết các tình huống bất thường và cải thiện hiệu quả sản xuất và quản lý.
Công ty thép đã quyết định một cách thận trọng rằng giải pháp được cung cấp bởi Advantech có khả năng bao phủ tại mặt đất, biên và đám mây, và có nội dung tương đối đầy đủ và linh hoạt. Điều này thuận tiện cho công ty trong việc thực hiện phát triển thứ cấp trong tương lai để áp dụng năng lượng dịch vụ của riêng họ lên hệ thống. Nhóm WP.SENSE (WISE-PaaS Solution Enabling Services) của Advantech mà sẽ chịu trách nhiệm hỗ trợ kỹ thuật, có mức độ làm chủ hệ thống cao. Advantech đã được chọn để xây dựng một nền tảng đám mây riêng để theo dõi và chẩn đoán thiết bị cho dây chuyền sản xuất.
Cụ thể, công ty thép đã vạch ra năm mục tiêu cho dự án:
(1) thiết lập một cơ chế tải lên dữ liệu được tiêu chuẩn hóa để cải thiện tính đa dạng và khả năng tương thích của việc truy cập dữ liệu;
(2) lập kế hoạch quy trình vận hành máy học tiêu chuẩn để cải thiện độ chính xác của chẩn đoán thiết bị;
(3) nhập bảng điều khiển trực quan để cải thiện việc phân tích và theo dõi dữ liệu;
(4) áp dụng công nghệ điện toán biên thông minh để cải thiện tính trực tiếp của báo động;
(5) Sử dụng kiến trúc phần mềm và phần cứng dạng mô đun để cải thiện khả năng mở rộng hệ thống.
Cơ chế quản lý vòng đời AI-model dựa trên WISE-PaaS:Tích hợp hoàn hảo giám sát và quản lý thiết bị
Dựa trên những mục tiêu đó, công ty thép đã lên kế hoạch xây dựng ba kiến trúc phụ cho thiết bị giám sát đám mây riêng. Với Smart Machine Box (SMB) của Advantech là lõi, nó sẽ cung cấp trí thông minh biên để đảm nhận các nhiệm vụ như thu thập dữ liệu và tính toán mặt đất. Smart Machine Box được cung cấp với máy tính công nghiệp MIC-7500 với thẻ chụp dữ liệu độ chính xác cao 8 kênh: PCIE-1802. Thứ hai, là thiết bị IaaS dựa trên hệ thống đám mây riêng WISE-STACK-300 của Advantech.
Phần PaaS quan trọng được xây dựng trên WISE-PaaS/EnSaaS, dịch vụ PaaS của nền tảng đám mây IoT công nghiệp WISE-PaaS của Advantech. Công ty thép đã sử dụng một số dịch vụ, bao gồm tạo bảng điều khiển thông qua WISE-PaaS/Dashboard để cung cấp các giao diện trực quan khác nhau cho các nhóm người khác nhau như người vận hành tại chỗ, người lập mô hình dữ liệu và người vận hành hệ thống. WebAccess/SCADA và WISE-PaaS/EdgeSense được sử dụng để quản lý tập trung các thiết bị mặt đất và cạnh và chủ động gửi cảnh báo đẩy khi xảy ra sự cố bất thường. Bằng cách sử dụng WISE-PaaS/APM để thiết lập các mẫu thiết bị và cấu hình quản lý, người dùng nhanh chóng mở rộng sang nhiều dây chuyền sản xuất hoặc khu vực nhà máy và đặt logic cảnh báo sự kiện và logic báo cáo cho từng thiết bị, dây chuyền sản xuất và khu vực nhà máy. Các mô hình AI trực tuyến được phát triển và đào tạo thông qua WISE-PaaS/AFS và được triển khai cho các thiết bị Edge với AFS Inference Engine. WISE-PaaS/OTA đã được kích hoạt để đáp ứng các yêu cầu quản lý cập nhật phần mềm từ xa.
Thông qua trí thông minh biên, hoạt động của IaaS và PaaS như phát hiện trạng thái, bảo trì phòng ngừa, hiển thị luồng tín hiệu và cảnh báo đẩy đã được hình thành, tạo ra giải pháp đám mây chẩn đoán thiết bị áp dụng công nghệ AI. Dự án này bắt đầu với một nhà máy cán nguội bao gồm hàng trăm thiết bị. Giai đoạn 1 đã giới thiệu giải pháp cho một thiết bị để xác minh xem liệu WISE-PaaS có thể đạt được hiệu quả giám sát mong muốn hay không. Trong giai đoạn 2, giải pháp đã được triển khai tới 300 điểm kiểm tra để xác minh khả năng mở rộng hệ thống. Khi xác minh thành công, việc sao chép tiếp theo có thể được hoàn thành nhanh chóng. Bằng cách hợp tác với Advantech, công ty thép đã hoàn thành quy trình nêu trên. Bước tiếp theo sẽ được mở rộng từ 300 điểm thử nghiệm sang các dây chuyền sản xuất ngược và xuôi dòng khác để phát huy đầy đủ tính linh hoạt của hệ thống.
Điều đáng nói là dự án này hoạt động theo mô hình đồng sáng tạo (Co-Creation). Một mặt, nó đã giúp công ty thép xây dựng một hệ thống giám sát thiết bị độc lập và có thể kiểm soát. Mặt khác, Advantech đã sử dụng phản hồi từ công ty để thêm các tính năng hữu ích cho WISE-PaaS. Điều này bao gồm sự gia tăng tốc độ làm tươi màn hình (Refresh Rate) cho WISE-PaaS/SaaS Composer, một công cụ cấu hình đám mây với luồng công việc 3D & hiển thị, từ giây đến mili giây. Advantech cũng đã thêm hỗ trợ cho API RESTful để tạo điều kiện phân phối cảnh báo đến hệ thống thư nội bộ và thay đổi đào tạo xếp hàng ban đầu sang đào tạo đồng thời bằng cách sử dụng phương pháp đa tác vụ để cải thiện hiệu quả đào tạo của một số lượng lớn mô hình.
Thông qua nền tảng đám mây giám sát thiết bị dựa trên AI, dữ liệu được thu thập cho nền tảng đám mây riêng WISE-STACK, các thiết bị đám mây được quản lý và định cấu hình, các mô hình AI được phát triển và triển khai và suy luận có thể được thực hiện. Đối với hoạt động và bảo trì thiết bị tiếp theo, nhân viên bảo trì thiết bị có thể theo dõi ngay tình trạng của thiết bị để giảm thời gian ngừng hoạt động của dây chuyền sản xuất do lỗi thiết bị, cải thiện tuổi thọ của thiết bị và thúc đẩy chức năng chẩn đoán từ xa tự động và bảo trì phòng ngừa.
Triển khai dự án
1/ WISE-PaaS Industrial IoT Cloud Platform
Cloud
- WISE-PaaS/EnSaaS: Dịch vụ đám mây Industrial IoT PaaS
- WISE-PaaS/APM: Quản lý hiệu suất tài sản
- WISE-PaaS/AFS: AI Framework Service
- WISE-PaaS/Dashboard: Phân tích dữ liệu và trực quan hóa
- WISE-PaaS/OTA: Nâng cấp phần mềm từ xa thông qua OTA (Over The Air)
Edge
- WebAccess/SCADA: 100% Web-based SCADA Software
- WISE-PaaS/EdgeSense: Phần mềm tích hợp cảm biến và Edge Intelligent
2/ WISE-STACK-300: Nền tảng đám mây riêng thông minh tích hợp đầy đủ chức năng
3/ Smart Machine Box (SMB): hệ thống bao gồm máy tính công nghiệp không quạt nhỏ gọn MIC-7500 với PCI Express Card PCIE-1802 8-Ch thu thập dữ liệu với độ chính xác cao
/MIC-7500_3D _B20181016110844.jpg)
/WebAccess.b20180426164007.jpg)
-25/PCIE-1802_02----20220504105842.jpg)
