Under senare år planerar Amazon, Apple, Facebook och Microsoft datacenter överallt i Skandinavien. Här vill teknikjättarna bearbeta de växande datamängder som medborgare och företag genererar genom exempelvis sociala medier, tv-strömning och internetsökningar. Det är dock inte enbart på konsumentsidan som många vänjer sig vid att lagra, ladda ner och köra applikationer i molnet. Samma trend syns i industrin där maskiner kopplas upp mot internet - även känt som Industrial IoT. När industrimaskiner ansluts till internet med en tvåvägsförbindelse måste tiden det tar att skicka och ta emot data vara så kort som möjligt.

Särskilt när maskininlärning används i produktionslinjer och intelligenta visionsystem implementeras i industrin kan det finnas hårda realtidskrav, och det kan till och med vara nödvändigt att förlägga en del av uppgifterna till molnet för att få tillgång till mer beräkningskraft. Denna kombination driver behovet av att tillämpa molnets superkrafter direkt på fabriksgolvet. Om ett visionsystem sitter vid ett monteringsband eller på en industrirobot och reagerar en sekund för sent kan det få katastrofala följder. De gigantiska datacenter som byggs är helt enkelt för långsamma och olämpliga för denna typ av databearbetning. Istället växer en ny typ av arkitektur fram som kallas edge computing, vilken placeras lokalt vid maskinerna istället för i molnet - ibland även kallad Fog computing, det vill säga som en form av lågt hängande moln (dimma). Inom edge computing finns det fortfarande en nära koppling till molnet, men edge-enheterna är inte beroende av molnet eftersom de kan koppla bort internetanslutningen och agera autonomt vid behov. När de ansluter synkroniserar de data och tar emot exempelvis en förbättrad visionalgoritm eller kontrollslinga om molnet har genererat en sådan under tiden. Eftersom molnet löpande tar emot data från alla enheter kan det uppdatera algoritmerna baserat på denna information. Det är en mycket kraftfull arkitektur som i praktiken ger uppkopplade enheter molnets kapacitet direkt på fabriksgolvet.

Hur får vi Edge computing i vår fabrik?

Det pågår omfattande forskning, exempelvis vid DTU Compute (Danmarks Tekniska Universitet), men stora industriella aktörer som Microsoft lanserar redan nu konkreta industriella lösningar på marknaden. Microsoft ligger i framkant i denna utveckling och har lanserat Azure IoT Edge för allmän tillgänglighet. Azure IoT Edge är ett bra exempel på en fullt hanterad tjänst som levererar molnintelligens lokalt genom att driftsätta och köra maskininlärning, molntjänster och anpassad logik direkt på plattformsoberoende IoT-enheter som oftare är offline än online.

Det bästa av allt är att vi har testat det, det fungerar och det behöver inte kosta en förmögenhet. Vår plattform Beacon Tower tillämpar nu Edge Computing på befintliga industrisystem såsom PLC:er och industribussar (Profibus, CANbus och Modbus). Här följer ett tänkt användarscenario för en kund:

Idag: Företaget ACME utvecklar och säljer produktionsutrustning för massproduktion av bakverk. Idag har företaget ingen automatiserad kvalitetskontroll av de bakverk som deras utrustning producerar. Utrustningen har sålts i över 30 år och finns installerad över hela världen.

Framtid: Eftermontering av en industriell uppsättning som övervakar de gräddade bakverken. Detta ger snabba vinster såsom mätning av antal producerade enheter och deras storlek, för att inte tala om ett modernt molngränssnitt för maskinen eller hela produktionslinjen. Genom implementeringen av Azure IoT Edge-arkitekturen kan data från kanten ("the edge") periodvis skickas till molnet. I kombination med manuella datamängder om storlek, färg och kvalitet gör detta att molnanalytikern kan förfina sin algoritm. När den skickas ut till edge-systemet möjliggörs offline-baserad kvalitetssäkring direkt på fabriksgolvet.

Framtiden för edge computing

Just nu kan konceptet att flytta cloud computing till fabriksgolvet verka futuristiskt eller överväldigande för många företag. Möjligheterna med en betydligt mer kraftfull och intelligent edge computing-arkitektur finns dock redan tillgängliga. Dessutom görs stora investeringar för att göra edge computing ännu snabbare, kraftfullare och mer värdeskapande. Detta understryks återigen av Microsoft. Deras samarbete med Intel i det gemensamma projektet "Brainwave" tecknar konturerna av framtiden för Industrial IoT. Projektet fokuserar på att föra ultrahög hastighet och parallell beräkningskraft till fabriksgolvet med hjälp av programmerbar hårdvara (FPGA:er). Det kommer i framtiden att möjliggöra bearbetning av bilddata på millisekunder och digital effektomvandling från flera strömkällor, samtidigt som maskininlärning i realtid körs direkt på fabriksgolvet.

För mer information:

Managing partner, Jakob Appel, jakob.appel@glaze.dk, +45 26 17 18 58

Läs även mer om Beacon Tower Edge Computing.
Få även inspiration till hur Beacon Tower stödjer Industri 4.0.