CESMII の SMIP がテスト ドライブで光る

データ管理:ベンダにとらわれない新しいソフトウェアの予測分析の賜物が NC State で実証

CESMII のベンダーにとらわれないスマート マニュファクチャリング イノベーション プラットフォーム (SMIP) の最近のデモンストレーションでは、プロジェクト パートナーは最初に、ノースカロライナ州立大学の浄水場の管理者がスマート機器で収集したデータを分析するのを支援しました。

プロジェクト パートナーである ThinkIQ の共同設立者である Niels Andersen 氏は、次のように述べています。 「私たちは多くのデータを収集していますが、使用されているデータはほとんどありません。データには意味がなく、コンテキストがなく、分析できる方法でまとめられていません。」

プロジェクトのその他の重要な部分には、すべてのデータ収集機器に完全修飾名を付けること、グラフ データベースを使用して多様な関係をマッピングすること、1 つの標準 (理想的には OPC UA) に焦点を当てること、異なるシステムとプロトコルが相互に通信できるようにすること、開発することが含まれます。機器のより良い仮想モデル。

最終的な結果は、スマート マニュファクチャリングの展開を標準化し、カスタム ジョブを、あらゆる規模の製造工場がすべてのデータを活用できるようにする、再現可能でメーカーにとらわれない使いやすいプラットフォームに置き換える SMIP になります。

CESMII (クリーン エネルギー スマート マニュファクチャリング イノベーション インスティテュート) は、今年の終わりまでに SMIP の強力なバージョン 1.0 を用意する予定であると、CESMII の技術担当副社長であるジョナサン ワイズ (Jonathan Wise) 氏は述べています。

ノースカロライナ州の工場 (製造業のような環境と見なされる) で予測分析を実現するために、プロジェクト パートナーである ThinkIQ、Savigent、Seeq、Syspro、Semiotic Labs、Microsoft は、別々のサイロから複数のテクノロジを統合し、水質を監視していた PC をアップグレードすることに重点を置いていました。システム インテグレータ Avid のデジタル トランスフォーメーション ディレクターである Tim Shope 氏は、次のように述べています。

アップグレード前は、1 週間分の履歴データを取得するなどの基本的なタスクに時間がかかりすぎていました。

次に、ThinkIQ チームと他のチームは、Seeq から分析エンジンを展開して、OSISoft のプログラマブル インフラストラクチャ環境からリアルタイム データを取得し、逆浸透フィルターで膜を分析し、CESMII の SMIP を使用してすべてのデータを結合し、条件レベルを設定しました。メンブレンを交換する必要があります。これにより、Savigent ソフトウェアを通じて作業指示が自動的に開始されます、と Shope 氏は言います。

次のステップは、高純度ウォーター ポンプのモデルを開発することでした。このポンプは非常にミッション クリティカルであり、警報が発生した場合に NASCAR スタイルの迅速なスイッチ アウトのために、その横に予備のポンプが置かれています。
圧力の問題か他の問題か、と彼は言いました。

IoT センサーは、機械学習システムでポンプをリモートで監視します。数週間後、ポンプの特徴的な波形を学習し、ポンプが設計どおりに機能しているかどうか、または機械的または電気的な問題が発生し始めているかどうかを検出できます。

新しいプラットフォームは、ほぼ 4 か月前にモーターの故障を予測できると彼は言いました。

パートナーは、各ポンプに個別の名前も付けました。 「すべてのポンプに Pump_01 というラベルが付いている場合、コンテキストはありません」と Andersen 氏は言います。 「完全な名前を付けることと、意味を提供するためのさまざまなツールを用意することが重要です。」

理想的には、各ポンプは、機械の名前、ポンプが接続されているラインの名前、プラントの名前、ポンプを製造したサプライヤーを識別する方法で命名されると、ワイズ氏は述べた.完全修飾命名システムを提供しているメーカーはいくつかありますが、多くは提供していません。

CESMII プロジェクトの後のフェーズでは、このマッピングは自動化されると彼は言いました.

SMIP を取得した最初のノースカロライナ州立センター

CESMII は 4 月にノースカロライナ州に新しいスマート マニュファクチャリング イノベーション センター (SMIC) を立ち上げました。これは、CESMII の 4 つの SMIC の中で、SMIP を重ねた最初のものです。他の 3 つのセンターは、UCLA、テキサス A&M、レンセラー工科大学にあります。

CESMII の最近の仮想年次総会で、CEO のジョン ダイクは、ロボット工学、自動車、化学、鉄鋼、AI/機械学習などの分野で、より多くの SMIC を探していると述べました。

SMIC の目的は、製造業者、技術ベンダー、システム インテグレーター、および機器プロバイダーを学界と結びつけ、「米国の製造業全体に拡大する研究と革新を実証し、推進すること」であると、官民組織は述べています。

SMIP はオープン スペックになります

CESMII は SMIP をオープン スペックとして公開する予定です。これにより、あらゆるベンダーが使用できるようになります、と Wise 氏は述べています。

「これらのアイデアが業界内の他の場所で採用されれば、私たちは勝ちます。これには、一部の製造業者が、それが機能するかどうか確信が持てないために躊躇しているレベルの利他主義が必要です」と彼は言いました。

「他の問題に集中できるように、あるレベルの解決策を後世に公開する時が来ました」とワイズは付け加えました。

問題となる「余白」

最大の課題の 1 つは、「すべての施設が時間の経過とともにインフラストラクチャ、システム、機器、およびツールの融合を行ってきた」ことです。 「これらの投資はすべて、特定の時点での問題や課題を解決するために、非常に具体的に行われました。これらのテクノロジーの多くは、これらの問題を解決するために特別に構築されたものです。しかし、全体像を広く見てみると、これらの技術の間に存在するすべての空白に気づき始めます。」

また、製造業者が異なるベンダーの技術を統合したいと考えていても、これらのシステムが他の独自のプラットフォームと連携するように設計されていないために統合できない場合があります。

目標は、利用可能なすべてのデータを活用して、予算を壊したり、メーカーにベンダーの切り替えを強いたりすることなく、効率と信頼性を向上させることです、と Wise 氏は述べています。

たとえば、メーカーが A 社のソフトウェアを実行していて、B 社のエネルギー監視ソリューションが必要な場合、多くの場合、A 社のシステムを取り出して B 社のシステムをインストールするしかありません。

Shope 氏は次のように付け加えています。ベンダーにとらわれない場所に到達する必要があります。」

目的は、インフラストラクチャのセットアップ コストを削減することです

デジタル ファクトリ プロジェクトのコストの約 70% は、自動化構造の配線、データの接続、およびインフラストラクチャの作成に費やされると Wise 氏は述べています。残りの 30% は、多くの場合アプリの開発によって、そのデータから新しい価値を生み出しています。

しかし、多くの場合、デジタル ファクトリの予算全体がインフラストラクチャのセットアップに費やされ、データを分析するためのアプリケーションを開発するプロジェクトが開始される前に行われます。

SMIP により、CESMII はその 70% のコストを削減することを目指しているため、メーカーはデータを分析するアプリケーションに予算を集中させることができます、と Wise 氏は述べています。

この変化は一度に起こるわけではありません。 「電気のスイッチにはなりません」とショープは言いました。 「当社は米国に大規模な製造拠点を持っています。このシステムは、移行して一定期間にわたって採用する必要があります。」