3.灵活性: 生产环境可能会造成数据和产出方面的波动。通过雾节点的层次结构,雾可以管理系统中不一致的需求,将负载分配给未充分利用的机器。雾节点的层次结构可形成动态组,用于交换信息以进行高效协作。例如,如果某工厂的生产能力不足,可以将生产任务转移到另一家公司的闲置资产设备上。
动态更改的能力,也有助于在机器之间协调和控制信息。例如,机器1在一张金属板上钻孔,机器2随后会插入螺钉。如果机器1制造的孔偏离指定位置超过一定范围,产品标识和偏差信息将被发送到机器 2,机器2就会自动调整,防止有缺陷产品的出现。
雾计算还有助于更丰富的、基于软件的生产环境。随着工厂向定制化、低库存、高混合的生产计划转移,在层次结构中重新编程雾节点的能力,将有助于使数字企业保持领先。
4.延迟时间: 许多工业控制系统都要求端到端的延迟维持在亚毫秒内,而主流云服务商提供的服务无法满足此要求。在工厂,可能需要10微秒级的延迟,以防止生产线停工,避免事故,恢复电力服务或校正生产制造错误。雾节点减少了延迟,因为它消除了从生产线传感器到云端,再从云端回到传感器之间往返而造成的时间滞后。此滞后时间包括到达云端(无线或光纤设备)的传输延迟、排队延迟和云服务器延迟,即使在设计良好的云网络中,往返时间也可能超过100毫秒。本地雾节点可以在毫秒内对工况作出响应并作出决策。
需要指出的是,雾节点可以帮助机器人和无人值守机器按照预定的模式工作。机器人和无人值守机器需要复杂的快速运动序列。为了保证安全和精度,在使用电机驱动控制的情况下,控制这些运动必须在毫秒或微秒内完成。如果将太多的延迟引入到控制系统中,对物理设备的控制就会变得不稳定。基于雾的系统具有云的多功能性,但减少了一定的延迟,以帮助确保控制系统的稳定性。
5.效率: 互操作性是运行效率的关键。随着工业系统从专门构建的和离散的系统发展到软件定义和模块化的系统,制造商们意识到由于连接系统和传感器的复杂性以及使用不同的协议和通信方法,导致系统的互操作性不够。雾节点可以作为这些老旧系统的翻译或协议网关使用。雾节点通过设备传感器以及传感器和系统之间的连接,收集和规范化来自不同格式和协议的数据,使传感器和系统能够轻松连接,而无须知道每个系统的的不同访问方法。
雾计算还通过平衡可用机器的峰值容量来提高系统效率。在每个工厂中,雾节点收集、汇总和分析与一般生产能力相关的必要数据。虚拟平台在不同的工厂之间将雾节点动态地互连。不管它们位于哪个工厂,平台都可以将生产同一产品的节点创建为虚拟雾节点组。由雾节点收集的数据被发送回虚拟平台,用于工厂间的资源利用决策。
预测和主动维护
预测性和主动性维护被认为是IIoT带来的最大收益之一。实际上,由于共享不同的数据格式和协议的复杂性,这一领域的实现速度很慢。此外,在向工厂外的第三方维护提供商提供敏感信息方面时,还存在一定的担心。
雾架构为系统提供了互操作性层,以确保工厂系统与维护之间有效的通信和操作。雾计算有助于识别设备故障,然后再进行聚合过程。布置在机器上或附近的雾节点被连接到执行器上,以便更快的解决问题。
雾节点自动为设备制造商和维护提供商选择最合适的通信路线,并将数据安全、实时的发送到维护系统。
在分析接收到的数据后,如果维护系统检测到故障迹象,则会立即检查库存以更换部件,并调整时间表,从而对生产带来很少的影响。来自传感器读数的微小偏差可能预示着即将出现故障,并使系统能够在灾难性故障发生之前修复它。
为了保持工厂数据的保密性,雾节点自主确定数据的内容,并仅将适当的数据发送到所需的系统。使用数据分类、加密和虚拟专用网络 (VPN) 可以提供更安全的通信。这大大降低了无意间在任何方向上交叉泄露专有信息的危险。
雾架构的8支柱模型