Ipari IoT prediktív karbantartása

Databricks
IoT Edge
IoT Hub
Kubernetes Service
Machine Learning

Megoldási ötlet

Ha szeretné látni, hogyan bővítjük ezt a cikket további információkkal, például lehetséges felhasználás esetekkel, alternatív szolgáltatásokkal, megvalósítási szempontokkal vagy díjszabási útmutatóval, tudajuk meg velünk a GitHub Visszajelzést!

Ez a cikk bemutatja, hogyan csatlakoztatják a végfelhasználók az eszközöket a felhőhöz az OPC UA (nyílt platformú kommunikáció egységes architektúrája) és az ipari összetevők használatával. Ez lehetővé teszi a prediktív karbantartás használatát a gépek hatékonyságának növelése érdekében, miközben csökkenti a költségeket az éles környezet optimalizálásával. A kimaradások elkerülése érdekében fejlett elemzéseket és gépi tanulást alkalmaz az éles környezetben a kimaradások előrejelzése érdekében. Éles üzemidő biztosítása a gyártási adatok által aktivált, gazdag elemzésekkel és automatikus riasztásokkal.

Az OPC UA platformfüggetlen és szolgáltatásorientált együttműködési szabvány a biztonságos és megbízható adatcsere érdekében. Az OPC UA-t számos ipari rendszer és eszköz, például iparági PC-k, PLC-k és érzékelők használják. Ez az OPC Foundation által vezérelt szabvány.

Architektúra

Architektúradiagram

Adatfolyam

Az adatok a következőképpen áramlnak végig a megoldáson:

  1. Az OPC UA natív kommunikációra képes ipari eszközök közvetlenül csatlakozhatnak a IoT Edge. IoT Edge a helyszíni hálózaton található számítási teljesítmény. Ez az ipari modulok (OPC-Publisher, OPC-ikermodul és felderítési modul) futásidejű környezete. A modulok Olyan tárolók, amelyek Azure-szolgáltatásokat, külső szolgáltatásokat vagy saját kódot futtatnak. Az OPC Publisher modul OPC UA-kiszolgálókhoz csatlakozik, és OPC UA-telemetriai adatokat tesz közzé a Azure IoT Hub. Az OPC-ikereszköz egy OPC UA-kiszolgáló digitális ikereszközét hozza létre a felhőben, és OPC UA tallózási,olvasási/írási/metódushívási képességeket biztosít egy felhőalapú REST (Representational State Transfer) felületen keresztül. A Felderítés modul felderítési szolgáltatásokat biztosít a peremhálózaton, például az OPC UA-kiszolgálófelderítést.
  2. Az OPC UA-kapcsolaton keresztül nem kommunikáló ipari eszközöknek harmadik féltől származó PLC-adapterre van szükségük a IoT Edge. Az adapterek modulként szerezhetőek be a Azure Marketplace.
  3. A külső PLC-adapterek lehetővé teszik a kapcsolatot az eszközök és a IoT Edge.
  4. Az adatok származási helyéhez közelebbi elemzési képességekhez olyan modulok is rendelkezésre állnak, mint az Machine Learning on Edge vagy a Functions, amelyek az Azure Marketplace-ból szerezhetők be, így alacsony késés és működés leválasztott állapotban is elérhető.
  5. Azure IoT Hub virtuálisan csatlakoztatja az eszközöket a felhőhöz további adatfeldolgozás céljából. Fokozott biztonságú kétirányú kommunikációt tesz lehetővé az IoT-alkalmazások és -eszközök között.
  6. Az ipari szolgáltatások számos mikroszolgáltatásból állnak, amelyek egy-egy REST API. Minden ipari szolgáltatás egy fürtön van Azure Kubernetes Service üzembe. Üzleti logikát és funkciókat valósítanak meg az ipari eszközök felderítéséhez, regisztrálásához, távvezérléséhez és utófeldolgozásához. A REST API-k bármely olyan programozási nyelven és keretrendszerben használhatók, amely képes HTTP-végpontot hívni. Az ipari szolgáltatások által biztosított adatok három fő esetben használhatók.
  7. Azure Event Hubs átalakítja és tárolja az adatokat. Elosztott streamfeldolgozó platformot biztosít alacsony késéssel és zökkenőmentes integrációval.
  8. Az Event Hubs feldolgozását követően az Azure Data Lake tovább tárolja és elemzi az adatokat. Az Azure Data Lake egy nagymértékben skálázható adattó nagyvállalati szintű biztonsággal és naplózással, amely lehetővé teszi kötegelt, streamelési és interaktív analytikus programok egyszerű futtatását. Az Azure Data Lake számos olyan hatékonysági és skálázhatósági problémát megold, amely meggátolja, hogy maximálisan ki tudja aknizálni az adateszközök értékét.
  9. Azure Databricks a Apache Spark legújabb verzióit biztosítja Azure-szolgáltatásajánlatként, és lehetővé teszi a nyílt forráskódú kódtárakkal való zökkenőmentes integrációt. Egykattintásos beállítást, zökkenőmentes munkafolyamatokat és egy interaktív munkaterületet biztosít, amely lehetővé teszi az együttműködést.
  10. Vizualizációs jelentésekkel tárja fel az adatokat, és együttműködhet, közzéteheti és megoszthatja ezeket a jelentéseket másokkal. Power BI integrálható más eszközökkel, például a Microsoft Excel, így gyorsan és zökkenőmentesen dolgozhat a meglévő megoldásokkal.

Összetevők

Az adatok különböző adatforrásokból töltődnek be több Azure-összetevő használatával:

  • IoT Edge Azure IoT Edge a felhőelemzést és az egyéni üzleti logikát az eszközökre, hogy a szervezet az üzleti elemzésekre összpontosítson az adatkezelés helyett. Skálázhatja fel horizontálisan az IoT-megoldást az üzleti logika standard tárolókba való csomagolásával, majd üzembe helyezheti ezeket a tárolókat bármelyik eszközén, és a felhőből figyelheti őket.
  • Ipari modulok – Az Ipari IoT-platform olyan modulokat tartalmaz, amelyek a Azure IoT Edge belül futnak az üzlethez való csatlakozáshoz. Az OPC Publisher modul OPC UA-kiszolgálókhoz csatlakozik, és OPC UA-telemetriai adatokat tesz közzé ezekről a kiszolgálókról a Azure IoT Hub. Az OPC-ikereszközök REST API-kon keresztül biztosítják az ipari eszközök felderítését, regisztrációját és távvezérlését. A felderítési modul felderítési szolgáltatásokat biztosít a peremhálózaton, például az OPC UA-kiszolgálófelderítést.
  • Azure IoT Hub Azure IoT Hub egy felhőben üzemeltetett felügyelt szolgáltatás, amely központi üzenetközpontként működik az IoT-alkalmazás és az által felügyelt eszközök közötti kétirányú kommunikációhoz. Az Azure IoT Hub segítségével megbízható és biztonságos kommunikációt használó IoT-megoldásokat készíthet több millió IoT-eszköz és egy felhőalapú háttérmegoldás között. Gyakorlatilag bármilyen eszközt csatlakoztathat az IoT Hubhoz.
  • Ipari szolgáltatások az Azure Kubernetesben A platform számos felhőösszetevőből áll, amelyek mikroszolgáltatásokra oszlanak, és olyan REST API és ügynökszolgáltatásokat biztosítanak, amelyek feldolgozási és démonhoz hasonló funkciókat biztosítanak.
  • Azure Event Hubs egy big data streamelési platform és eseménybeszerkesztés szolgáltatás. Másodpercenként több millió eseményt képes fogadni és feldolgozni. Az eseményközpontokba elküldött adatok bármilyen valós idejű elemzési szolgáltató vagy kötegelési/tárolóadapter segítségével átalakíthatók és tárolhatók.
  • Az Azure Data Lake Storage azure-beli nagyvállalati adattavak építésének alapját. A kezdettől több petabájtnyi információ kiszolgálására tervezett több száz gigabites átviteli sebesség fenntartásával lehetővé teszi nagy mennyiségű adat egyszerű kezelését.
  • Az Azure Databricks a Microsoft Azure Cloud Services platformra optimalizált Apache Spark-alapú elemzési platform. Az Apache Spark alapítóival közösen tervezett Databricks integrálva van az Azure-ral, így egyetlen kattintással beállítható, zökkenőmentes munkafolyamatokat tesz lehetővé, valamint olyan interaktív munkaterületet biztosít, amellyel lehetővé válik az adatszakértők, az adatmérnökök és az üzleti elemzők közötti együttműködés.
  • Power BI egy üzleti elemzési eszközökből álló csomag, amely adatokat elemez és elemzéseket oszt meg. Power BI lekérdezhet egy, a Analysis Services tárolt szemantikai modellt, vagy közvetlenül Azure Synapse lekérdezést.
  • Data Factory a szakaszos adatok közös struktúrába való átalakítását a Azure Synapse. Az Azure Data Factory segítségével létrehozhatók és ütemezhetők a különböző adattárolókból adatokat beolvasó adatvezérelt munkafolyamatok. Összetett ETL-folyamatokat is felépíthet, amelyek adatfolyamokkal vagy számítási szolgáltatások , például Azure HDInsight Hadoop, Azure Databricks és Azure SQL Database.

Következő lépések

  • Az ipari modulok és szolgáltatások részletes nézetét az Azure Ipari IoT Platform architektúrája és az egyes mikroszolgáltatások és ügynökfolyamatok részletes nézete mutatja be itt.
  • Az ipari IoT-adattárban további információt talál az Ipari IoT-platformhasználatának első GitHub.