Hur man bygger en optimal industriell IoT-lösning i den globala IoT-eran

I vår era av global industriell IoT är maskinerna utrustade med många sensorer – av goda skäl. Utrustningens tillverkare och ägare drar nytta av de enorma mängder data som sensorerna samlar in. Dessa data är ovärderliga för den industriella digitaliseringen. Det gör det möjligt att omvandla tunga industrier till mer datadrivna verksamheter.

Det är dock meningslöst om alla dessa data går på tomgång vid sina ursprungspunkter. Data måste flyttas från ursprungsplatsen om man ska kunna krama ur dem deras affärsvärde. Att ansluta operativ teknik (OT) till IT-system tenderar att vara mycket mer komplext än att koppla upp ett kontor.

”Generellt sett understryker IoT-lösningarna det faktum att det inte bara finns en IT/OT-miljö. Kommunikations- och datorenheterna måste exempelvis tåla olika väderförhållanden, korrosiva kemikalier och vibrationer”, säger Risto-Matti Ratilainen, molnlösningsarkitekt och chef för Etteplans data- och molnteam.

Han har stor erfarenhet av industriella användningsområden och deras anslutningsutmaningar.

”Installationens placering påverkar alltid uppkopplingen. Många typer av elektromagnetiska störningar kan uppstå i industriella miljöer, vilket kan göra ett trådlöst nätverk otillförlitligt. En annan aspekt är placering av utrustning i ett rum som påminner om en ar-merad betongbunker – det är inte alls ovanligt, och det försvårar installationen av trådlösa anslutningar.”

I vissa fall är huvudproblemet en avlägsen plats med dålig internettäckning.

”Ett perfekt exempel på det är vår kund Tana, som behövde fjärrövervakning i realtid av sina avfallskvarnar och deponikomprimatorer placerade över hela världen. Det viktigaste var att samla in data längst ut i kanten, föra in dem till en molnbaserad backend och ge Tana, kunderna och partnernätverket insikter via en webbportal.”

“A perfect example of this is our customer Tana that needed to get remote live monitoring of its waste shredders and compactors distributed around the world. The most important thing was to collect data at the edge, bring it to a cloud backend, and provide insight to Tana, its customers and partner network via a web portal.”

Idag finns många olika anslutningslösningar på marknaden, och nya dyker upp hela tiden. Det kan vara förvirrande att navigera i detta myller av olika tekniker.

”Min erfarenhet är att kunderna är ganska medvetna om alla alternativ. Ofta pratas det om 4G, 5G, LTE-M, NB-IoT, privata nätverk från olika leverantörer och så vidare. Men kunderna förväntar sig sparring och en diskussion om praktiska erfarenheter för att kunna göra rätt val”, berättar Ratilainen.

Det första är att klargöra vad som verkligen behövs, eftersom det påverkar valen kring uppkoppling.

”Här finns en stor variation. Vanligtvis är det primära behovet bara att få OT/IT-integration. Ibland räcker det med att samla in tidsseriedata med relativt begränsade krav på nätverkskapaciteten. I andra fall vill kunden ha produktionsdata i realtid för kva-litetskontroll, övervakning, omkonfiguration och rapportering. Det kan kräva HD-video som i sin tur kräver hög bandbredd och kapacitet.”

Teknikens mognad är en avgörande faktor i industriell produktion. Det begränsar möjligheterna att använda de senaste uppkopplingslösningarna på marknaden. Det finns en stark betoning på datasäkerheten för IoT-lösningar, för att inkräktare inte ska få åt-komst. Även prislappen för uppkopplingen måste beaktas, eftersom implementeringen måste vara kostnadseffektiv.
 

Att överföra alla rådata som sensorerna genererar är sällan förnuftigt. Nätverk och datalager skulle översvämmas av irrelevant information. Därför är det viktigt att ha en viss nivå av edge computing och komprimera data innan de skickas någonstans. Dessutom har IoT-slutpunkterna ofta stöd för MQTT-protokollet, som är väl lämpat för sekventiell överföring av datatrafik av händelsetyp.

”Särskilt när man använder molnbaserade IoT-slutpunkter måste man tänka på hur data ska komprimeras och överföras till molnet. Dessutom behövs planering av datahanteringen i molnet: hur länge ska data lagras? Hur ska åtkomsten ske och av vem?”, förklarar Risto-Matti Ratilainen.

När det gäller syftet med data är det viktigt att tänka på dess värde för hela värdenätverket. Utrustningstillverkare vill ofta ha interna telemetriska data för felavhjälpning och fjärrunderhåll. Kundåtkomst kan tillhandahållas som en tilläggstjänst som möjliggör intäktsgenerering från IoT.

”Industriföretagen behöver bättre flottförvaltning i allt snabbare takt. De vill att underhållet ska bli enklare, billigare och mer hållbart. Att skicka människor för att åtgärda en maskin är ett kostnads- och miljöproblem.

Ett hett ämne är att använda sensordata för att skapa digitala tvillingar.

”Det finns stor potential i digitala tvillingar kombinerat med IoT-lösningar. Vi använder dem till exempel redan i simuleringar för att optimera en vindkraftpark i realtid och justera vingarnas vinklar efter vindförhållanden och luftfuktighet. Molntjänster ger också fantastisk 3D-grafik, så att vi kan visualisera den digitala tvillingen för kunderna”, säger Ratilainen entusiastiskt.