予測メンテナンスは、エッジコンピューティングIoTから始まるサービス指向の変革を可能にします

今は変革の時代です。デジタル化により製造業は急速に前進し、産業サービスやビジネスモデルの革新が加速しました。産業バリューチェーン、サプライチェーン、産業エコロジーは急速に分解、統合、再構築されています。この傾向により、フルライフサイクル製品保守サービス、製品運用、デジタルマーケティング、オンラインサポートサービスなど、増加する新しいサービス形式が、徐々に製造企業の新たな収益源になりつつあります。伝統的な製造業が「製品こそ王様」という考えに頼ってトップに立ってきた時代は、もう永遠に終わりました。インテリジェンスとサービスへの変革は、避けられないトレンドであるだけでなく、現実的な動きでもあります。

予測保守はサービス指向の変革のための重要なツールです

巨大なサービス市場は製造企業にとって特に魅力的であるものの、伝統的な製造業は依然としてサービス指向の産業への変革に苦戦しています。製品のメンテナンスを例にとると、従来のメンテナンス方法は主に事後メンテナンスと予防メンテナンスです。事後メンテナンスは主に「消防隊」モードであり、多くの場合、すでに故障が発生して損失が発生しています。予防保全では、日常的な検査と手作業による現場保全が採用されていますが、過剰な保全によってエネルギーの浪費や人件費の急激な増加につながることが多く、また、特定の事故の兆候が簡単に見落とされたり、保全担当者に責任感が欠けていたりするため、不適切な保全が長期間続くこともあります。

エレベーター、建設機械、工業用洗濯機、工業用エアコン、CNC工作機械などの分野では、これらの重資産は設備価値が高いだけでなく、販売流通エリアも広いです。従来のメンテナンス方法では、予期しない突然の故障や、スペアパーツやメンテナンスのサイクルが長期化するため、顧客の通常の業務運営に重大な影響を及ぼし、安全上のリスクが大幅に増大します。想像してみてください。賑やかな都市でエレベーターが突然故障すると、何十もの家族の安全と幸福に影響が出る可能性があります。忙しい田舎では、大型収穫機が突然故障すると、数百エーカーの農地の通常の収穫に影響が及び、多数の農産物が腐敗したり劣化したりする可能性があります。忙しい生産現場では、インテリジェントな工作機械が 1 時間異常停止しただけでも、数十億のプロジェクトの正常な納品に影響する可能性があります...

予測保守モデルの出現により、企業のサービスモデルとプロセスは完全に変化しました。予知保全の顕著な特徴は、「モノ」に語らせることです。製品と周囲の監視センサーをIoTで接続することで、製品の動作や使用状況をリアルタイムに監視・把握できるほか、クラウドベースのビッグデータ分析プラットフォームを通じて予測分析を行い、設備の故障を事前に察知することができます。また、リモート サービスを提供し、潜在的な障害を事前にトラブルシューティングできるため、製品のメンテナンスがより便利になり、運用がより信頼でき、コストが削減されます。

エッジコンピューティング IoT (EC-IoT) から始まる予知保全の推進

しかし、企業は予知保全モデルを実装する過程でいくつかの実際的な課題にも直面します。建設機械を例にとると、メンテナンスが必要な機器は世界中に分散しており、1日に各機器が生成するデータ量は10Gを超えます。これらすべてのデータが収集され、分析と処理のためにクラウドにアップロードされると、必然的にネットワークに大きな負担がかかり、接続コストが膨大に発生します。さらに、データ分析や制御ロジックをすべてクラウドに実装すると、主要ビジネスのリアルタイム要件を満たすことが難しくなります。接続されるデバイスの数が劇的に増加するにつれて、膨大な端末の接続と管理、膨大なデータのリアルタイム分析と処理をどのように解決するかが、予知保全の実現を確実にするための実際的な問題になっています。

エッジコンピューティング IoT (EC-IoT) は、予測メンテナンス ソリューションを効果的に構築できます。 EC-IoT ソリューションは、端末通信モジュール、エッジ コンピューティング ゲートウェイ (Huawei AR500 シリーズ製品)、アジャイル コントローラーで構成されています。端末通信モジュールは、IoT 端末センサー ネットワークのインテリジェントな相互接続をサポートし、エッジ コンピューティング ゲートウェイは近くのインテリジェント サービスを提供します。また、アジャイル コントローラーは、オープン API/eSDK を通じてさまざまなパートナーの業界アプリケーション システムに公開されます。同時に、クラウド管理アーキテクチャを使用して、さまざまな業界の大規模な無人端末のインテリジェントな接続と効率的な管理を実現します。 EC-IoT ソリューションは幅広い業界適応性を備えており、業界の顧客にフルプロセスの産業サービスとビジネスモデルの革新を提供し、予知保全の基本的なサポートを提供します。

では、EC-IoT は予知保全においてどのような役割を果たすのでしょうか?

1 つ目は、エッジ コンピューティング アーキテクチャを IoT 分野に革新的に導入することです。デバイスまたはデータ ソースに近いネットワークのエッジには、ネットワーク、コンピューティング、ストレージ、およびアプリケーションのコア機能を統合するエッジ コンピューティング ゲートウェイと端末通信モジュールが展開され、デバイス ドメイン、ネットワーク ドメイン、データ ドメイン、およびアプリケーション ドメインを含むエッジ コンピューティングのプラットフォーム サポートが提供されます。デバイス ドメインは、端末通信モジュールを介してフィールド機器のリアルタイムのインテリジェントな相互接続をサポートします。ネットワークドメインは、システムの相互接続、データの集約および伝送のためのリアルタイムの接続および管理サービスを提供します。データ ドメインはエッジ データの集約と最適化サービスを提供し、データのセキュリティとプライバシーを確​​保します。アプリケーション ドメインはオープン インターフェイスに基づいており、エッジ産業アプリケーションのローカライズされた展開を実現し、エッジ ビジネス運用をサポートします。

このアーキテクチャに基づいて、さまざまな業界が独自のビジネス特性に応じてカスタマイズされた業界アプリケーションをエッジにローカルに展開し、予測メンテナンスデータ分析モデルを適切に適応させ、データクリーニングとデータ分析をリアルタイムで実行し、データ分析結果に基づいて事前定義されたビジネス対応戦略をトリガーして、潜在的な機器の故障を事前に検出することができます。同時に、局所的な生存も提供されます。クラウドとの接続が失敗した場合、データはローカルに保存され、処理されます。接続が復元されると、ローカルの高価値データが自動的にクラウドに同期され、完全な製品操作ビューがクラウドに提供されるようになります。

第二に、エッジ コンピューティングとクラウド コンピューティングは連携して動作します。クラウドコンピューティングは、非リアルタイムの長期サイクルデータのビッグデータ分析に重点を置いており、定期的なメンテナンス、潜在的な障害の包括的な特定と分析、製品の健全性検査などの分野で専門知識を発揮できます。エッジ コンピューティングは、リアルタイムの短サイクル データの分析に重点を置いており、リアルタイムの障害アラームをより適切にサポートし、異常を迅速に特定し、数ミリ秒で応答することができます。さらに、両者は密接な相互協力関係も築いています。エッジコンピューティングはデバイスに近いだけでなく、クラウドに必要な高価値データの収集ユニットでもあり、クラウドアプリケーションのビッグデータ分析をより適切にサポートできます。逆に、クラウドコンピューティングがビッグデータ分析を通じて最適化して出力したビジネスルールをエッジ側に送ることも可能で、エッジコンピューティングは新たなビジネスルールに基づいて業務実行を最適化します。

エレベーター業界を例にとると、世界のエレベーターの在庫は2020年までに2,000万台に達すると予想されています。エッジコンピューティングIoTで構築されたエレベーターネットワークは、エッジコンピューティングゲートウェイを使用してエレベーターコントローラーとさまざまなセンサーを接続し、エレベーターの運行データをリアルタイムで収集し、ローカルの軽量データ分析モデルに基づいてリアルタイムの事前分析を実行します。例えば、エレベーターの騒音の周波数と強度を分析することで、エレベーターの故障の隠れた危険性をリアルタイムで予測し、潜在的な故障を発見することができます。クラウドベースのビッグデータ分析に基づいて、エレベーターの包括的なデータ分析を実行し、エレベーターの各コンポーネントの「健康指標」を完全に把握できます。解析結果はエッジ側にタイムリーにフィードバックされ、エッジ解析モデルを最適化し、エレベーターのよりスマートな予知保全、つまりエレベーターの故障を事前に予測し、事前にメンテナンスを実行することが可能になります。

*** はクラウド管理アーキテクチャであり、クラウド プラットフォーム上に展開されるアジャイル コントローラーであり、エッジ コンピューティング ゲートウェイのコンピューティング リソース、プロトコル、アプリケーション、データの統合管理と自動展開を実現し、ネットワーク管理を完全にクラウド化できます。同時にシームレスな拡張機能を備え、さまざまな IoT 端末の統合クラウド管理をサポートできます。クラウド管理は、計画、展開から運用、保守まで、ネットワークのライフサイクル全体の管理を実現するために使用されます。ビジュアル管理コンポーネント、ネットワーク全体のステータスのリアルタイム監視、大規模デバイスのプラグアンドプレイ、自動化されたビジネス展開を組み合わせることで、運用コストを 50% 以上削減できます。

大規模な予知保全市場が業界バリューチェーンの拡大を促進

サービス指向の変革のための重要なツールとして、予知保全は、保守サービスコストの削減に基づく新たな価値の考慮を取り入れています。予知保全によって提供されるサービスと運用モデルの変更により、業界の価値チェーンと製造会社の利益範囲も拡大します。

第三者機関の統計によると、予知保全により異常な業務中断の期間を短縮できるため、設備の付加価値業務のリスクを効果的に回避し、設備販売から長期設備リース業務または保守サービスへのモデル転換が可能になります。例えば、遠隔予測メンテナンス手法を使用することで、稼働中のテンサイ収穫機の稼働状況を効果的に監視し、設備の信頼性を向上させ、設備の故障率を 70% 以上削減できるため、設備故障の可能性が大幅に低減し、顧客に優れたサービスを提供できます。これは、新たな付加価値サービスによってもたらされた同社の継続的な競争力の表れでもあります。

予測メンテナンスの利点はこれだけではありません。予測メンテナンスを通じて、さまざまな地域や環境における機器のリアルタイムの動作状態パラメータを取得でき、これらのデータを深く掘り下げて分析することで、製品ビッグデータの宝庫を形成することができます。この宝庫により、機器メーカーは製品設計をより最適化し、製品の不良率を削減することができます。同時に、企業のデジタル精密マーケティングに安定したデータサポートを提供することもでき、メーカーのビジネス変革のための重要なツールと手段になります。

現在、EC-IoT ソリューションは、エレベーターの IoT、電力の IoT、都市と照明の IoT、スマート エネルギー、スマート製造、建設機械、車両の IoT などの分野で成功裏に適用されています。 EC-IoT ソリューションは、予知保全の重要なサポートとなり、サービス指向の変革を可能にします。