Pemeliharaan prediktif untuk IoT industri

Databricks
IoT Edge
IoT Hub
Kubernetes Service
Machine Learning

Ide solusi

Artikel ini adalah ide solusi. Jika Anda ingin kami memperluas konten dengan informasi lebih lanjut, seperti potensi kasus penggunaan, layanan alternatif, pertimbangan implementasi, atau panduan harga, beri tahu kami dengan memberikan umpan balik GitHub.

Artikel ini menunjukkan bagaimana produsen akhir dapat menghubungkan aset ke cloud menggunakan OPC UA (Open Platform Communication Unified Architecture) dan Komponen Industri. Sekaligus mengurangi biaya dengan mengoptimalkan produksi, ini akan memungkinkan penggunaan Pemeliharaan Prediktif untuk meningkatkan efisiensi komputer Anda. Kurangi gangguan dengan menerapkan analitik dan pembelajaran mesin canggih ke produksi Anda untuk mengantisipasi pemadaman. Pastikan waktu aktif produksi dengan wawasan yang beragam dan pemberitahuan otomatis yang dipicu oleh data manufaktur.

OPC UA adalah standar interoperabilitas platform independen dan berorientasi layanan untuk pertukaran data yang aman dan andal. OPC UA digunakan oleh berbagai sistem dan perangkat industri seperti PC industri, PLC, dan sensor. Ini adalah standar yang didukung oleh OPC Foundation.

Potensi penggunaan kasus

Solusi ini sangat ideal untuk industri manufaktur.

Arsitektur

Diagram Arsitektur

Aliran data

Aliran data melalui solusi sebagai berikut:

  1. Perangkat industri yang dapat mengomunikasikan OPC UA secara native dapat langsung tersambung ke IoT Edge. IoT Edge adalah daya komputasi yang ada di jaringan lokal Anda. Ini adalah lingkungan runtime dari Modul Industri (OPC Publisher, OPC Twin, dan Discovery Module). Modul adalah kontainer yang menjalankan layanan Azure, layanan pihak ketiga, atau kode Anda sendiri. Modul OPC Publisher tersambung ke server OPC UA dan menerbitkan data telemetri OPC UA ke Azure IoT Hub. OPC Twin menciptakan duplikat digital dari server OPC UA di cloud dan menyediakan kemampuan panggilan telusuri/baca/tulis/metode OPC UA melalui antarmuka REST (Representational State Transfer) berbasis cloud. Modul Discovery menyediakan layanan penemuan di tepi, yang meliputi penemuan server OPC UA.
  2. Perangkat industri yang tidak dapat berkomunikasi melalui OPC UA memerlukan adaptor PLC pihak ketiga untuk terhubung ke IoT Edge. Adapter tersedia sebagai modul di Marketplace Azure.
  3. Adaptor PLC pihak ketiga memungkinkan konektivitas antara perangkat dan IoT Edge.
  4. Untuk kemampuan analitik yang lebih dekat dengan tempat asal data, ada modul seperti Pembelajaran Mesin di Edge atau Fungsi yang dapat diperoleh dari Azure Marketplace, yang memungkinkan latensi rendah dan operasi dalam keadaan terputus.
  5. Azure IoT Hub menghubungkan perangkat secara virtual ke cloud untuk pemrosesan data selengkapnya. Hal ini memungkinkan komunikasi dua arah dengan peningkatan keamanan antara aplikasi dan perangkat IoT.
  6. Layanan Industri terdiri dari beberapa layanan mikro yang mengekspos REST API. Semua Layanan Industri disebarkan ke kluster Azure Kubernetes Service. Layanan ini menerapkan fungsionalitas dan logika bisnis untuk penemuan, pendaftaran, kontrol jarak jauh, dan telemetri pasca-pemrosesan perangkat industri. REST API dapat digunakan dalam bahasa pemrograman dan kerangka kerja apa pun yang dapat memanggil titik akhir HTTP. Ada tiga kasus penggunaan utama ketika data yang disediakan oleh Layanan Industri digunakan.
  7. Azure Event Hubs mengubah dan menyimpan data. Hal ini menyediakan platform pemrosesan aliran terdistribusi dengan latensi rendah dan integrasi yang lancar.
  8. Setelah Azure Event Hubs memproses data, Azure Data Lake menyimpan dan menganalisis data lebih lanjut. Azure Data Lake adalah data lake yang dapat diskalakan secara besar-besaran dengan keamanan dan audit tingkat perusahaan, yang memungkinkan untuk menjalankan batch, aliran, dan program analitik interaktif dengan mudah. Azure Data Lake menyelesaikan banyak tantangan produktivitas dan skalabilitas yang mencegah Anda memaksimalkan nilai aset data Anda.
  9. Azure Databricks menyediakan versi terbaru Apache Spark sebagai penawaran layanan Azure dan memungkinkan Anda untuk berintegrasi tanpa hambatan dengan pustaka sumber terbuka. Ini menyediakan pengaturan satu klik, alur kerja yang disederhanakan, dan ruang kerja interaktif yang memungkinkan kolaborasi.
  10. Jelajahi data Anda dengan laporan visual dan berkolaborasi, terbitkan, dan bagikan laporan ini dengan orang lain. Power BI terintegrasi dengan alat lain, termasuk Microsoft Excel, sehingga Anda bisa mulai dengan cepat dan bekerja tanpa hambatan dengan solusi yang ada.

Komponen

Data dimuat dari berbagai sumber data menggunakan beberapa komponen Azure:

  • IoT Edge Azure IoT Edge memindahkan analitik cloud dan logika bisnis kustom ke perangkat sehingga organisasi Anda dapat fokus pada insight bisnis, bukan manajemen data. Peluasan skala solusi IoT Anda dengan mengemas logika bisnis Anda ke dalam kontainer standar, maka Anda dapat menyebarkan kontainer tersebut ke salah satu perangkat Anda dan memantau semuanya dari cloud.
  • Modul Industri – Platform IoT Industri Azure mencakup modul yang berjalan di dalam Azure IoT Edge untuk menyambungkan toko fisik Anda. Modul OPC Publisher tersambung ke server OPC UA dan menerbitkan data telemetri OPC UA dari server ini ke Azure IoT Hub. OPC Twin menyediakan penemuan, pendaftaran, dan kontrol jarak jauh perangkat industri melalui REST API. Modul Penemuan menyediakan layanan penemuan di tepi, yang mencakup penemuan server OPC UA.
  • Azure IoT Hub Azure IoT Hub adalah layanan terkelola, yang di-hosting di cloud, yang berfungsi sebagai hub pesan utama untuk komunikasi dua arah antara aplikasi IoT Anda dan perangkat yang dikelolanya. Anda dapat menggunakan Azure IoT Hub untuk membangun solusi IoT dengan komunikasi yang andal dan aman antara jutaan perangkat IoT dan backend solusi yang dihosting cloud. Anda dapat menghubungkan hampir semua perangkat ke IoT Hub.
  • Layanan Industri di Azure Kubernetes Platform ini terdiri dari beberapa komponen cloud yang terbagi menjadi Layanan Mikro yang menyediakan REST API, dan layanan Agen yang dapat menyediakan pemrosesan dan fungsi seperti daemon.
  • Azure Event Hubs adalah platform streaming data besar dan layanan penyerapan peristiwa. Layanan ini dapat menerima dan memproses jutaan peristiwa per detik. Data yang dikirim ke hub peristiwa dapat ditransformasikan dan disimpan menggunakan penyedia analitik real-time atau adapter batching/penyimpanan.
  • Azure Data Lake menjadikan Azure Storage sebagai dasar untuk membuat data lake perusahaan di Azure. Didesain sejak awal untuk melayani beberapa petabyte informasi sambil mempertahankan ratusan gigabit throughput, layanann ini memungkinkan Anda mengelola data dalam jumlah besar dengan mudah.
  • Azure Databricks adalah platform analitik berbasis Apache Spark yang dioptimalkan untuk platform layanan cloud Microsoft Azure. Databricks terintegrasi dengan Azure untuk menyediakan pengaturan sekali klik, alur kerja yang disederhanakan, dan ruang kerja interaktif yang memungkinkan kolaborasi antara ilmuwan data, teknisi data, dan analis bisnis. Databricks dirancang dengan pendiri Apache Spark.
  • Power BI adalah rangkaian alat analitik bisnis untuk menganalisis data dan berbagi wawasan. Power BI dapat mengkueri model semantik yang disimpan di Layanan Analisis, atau dapat mengkueri Azure Synapse secara langsung.
  • Data Factory mengatur transformasi data yang disajikan menjadi struktur umum di Azure Synapse. Dengan Azure Data Factory, Anda dapat membuat dan menjadwalkan alur kerja berbasis data (disebut alur) yang dapat menyerap data dari penyimpanan data yang berbeda. Anda dapat membangun proses ETL kompleks yang mengubah data secara visual dengan alur data atau dengan menggunakan layanan komputasi seperti Azure HDInsight Hadoop, Azure Databricks, dan Azure SQL Database.

Langkah berikutnya

  • Untuk tampilan terperinci tentang Modul dan Layanan Industri, lihat arsitektur Platform IoT Industri Azure dan tampilan terperinci dari semua proses Layanan Mikro dan Agen ditampilkan di sini.
  • Anda dapat menemukan informasi selengkapnya tentang cara mulai menggunakan Platform IoT Industri Azure di repositori GitHub IoT Industri.