Tận dụng tối đa lợi thế của IIoT với bảo trì sớm

Ngày nay, Internet of Things (IoT) đang được áp dụng cho các ứng dụng công nghiệp – IIoT. Lĩnh vực này đang mở ra một kỷ nguyên mới về hiệu suất vận hành, trao đổi thông tin và tăng trưởng kinh tế. Những ý tưởng sáng tạo trong phương pháp thu thập, chuyển đổi và sử dụng dữ liệu nhằm gia tăng tăng hiệu quả và giảm thiểu chi phí đang được xây dựng và phát triển. IIoT đã thu hẹp khoảng cách giữa thực tại và thế giới số nhằm tạo ra một không gian kết hợp với tiềm năng không giới hạn. Ngoài ra, IIoT cũng thay đổi cách thức bảo trì dự giúp gia tăng độ tin cậy và thời gian hoạt động của thiết bị. Trong bài viết này, chúng ta xem xét tại sao các hệ thống máy tính là trụ cột tron IIoT và cách triển khai bảo trì sớm cho các máy tính có thể giúp cải thiện hoạt động và giảm thời gian chết.

Vì sao Bảo trì sớm là cách duy nhất để dẫn đầu cuộc chơi?

Dữ liệu là cốt lõi của các hệ thống hỗ trợ IIoT. Dữ liệu được thu thập từ các thiết bị biên chỉ mang lại giá trị khi có thể được xử lý ngay lập tức tại biên của hệ thống mạng nơi đặt các thiết bị và cảm biến mà không cần gửi tất cả dữ liệu đến một hệ thống tập trung. Khi dữ liệu từ các thiết bị biên không được xử lý tại chỗ, sẽ có tổn thất về mặt thời gian do phản hồi chậm. Trong hầu hết các trường hợp, thời gian trễ chỉ trong vài giây có thể gây ra sai lệch thời gian và làm lỗi thiết bị hàng loạt. Hầu hết các doanh nghiệp ngày nay đang cố gắng triển khai các máy tính thông minh tại phía biên của các hệ thống mạng công nghiệp để có thể thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu và trong một số trường hợp có thể điều khiển các thiết bị biên. Những máy tính này thường được đặt tại các vị trí không có người trực hoặc các khu vực xa. Nếu bất kỳ máy tính có vấn đề về hiêu năng hoạt động, sẽ gây ảnh hưởng đến vận hành của cả hệ thống. Các quy trình công nghiệp sẽ bị mất kiểm soát và các thiết bị công nghiệp ngừng hoạt động, dẫn đến tổn thất lớn về tài chính. Nếu một quy trình công nghiệp bị mất kiểm soát do không thể phát hiện và khắc phục kịp thời các vấn đề, có thể dẫn tới các sự cố làm giảm vòng đời hệ thống. Vì những lý do này, máy tính được sử dụng trong các hệ thống IIoT phải được coi trọng, đòi hỏi mức độ bảo trì cao hơn các thiết bị khác.

Thông thường, các công ty bảo trì hệ thống sản xuất theo các quy trình thủ công tốn nhiều thời gian và tài nguyên. IIoT mang đến một mô hình hoàn thiện đối với việc vận hành và bảo dưỡng thiết bị công nghiệp. Thay vì bị động đợi thiết bị hỏng trước khi sửa chữa, hoặc lên kế hoạch bảo trì định kỳ mà đôi khi không cần thiết và gây gián đoạn hệ thống, các công ty đang áp dụng các chiến lược bảo trì sớm để duy trì ưu thế dẫn đầu cuộc chơi. Ví dụ, một công cụ bảo trì sớm cho máy tính có thể theo dõi và dự đoán được các vấn đề của máy tính ​​và kích hoạt cảnh báo.

Việc kích hoạt cảnh báo có thể dựa trên các giá trị ngưỡng đã xác định trước cho các thành phần quan trọng của máy tính như mức chiếm dụng CPU, RAM, ổ cứng, và nhiệt độ CPU. Việc sử dụng phân tích sớm cho phép người dùng xác định được các nguyên nhân của các rủi ro tiềm ẩn và kịp thời thực hiện các biện pháp khắc phục phù hợp. Chiến lược bảo trì sớm giúp xác định trước vấn đề và cho phép sửa chữa thiết bị theo kế hoạch đặt trước, do đó có thể kịp thời chuẩn bị vật tư và thiết bị để sửa chữa và giảm nhu cầu bảo trì đối với các bộ phận quan trọng. Thiết bị hư hỏng được thay thế trước khi xảy ra xuất hiện các vấn đề nghiêm trọng, và do vậy công việc bảo trì chỉ được thực hiện khi cần thiết giúp tăng khả năng sản xuất. Hơn nữa, bảo trì sớm có thể tiết kiệm 8% đến 12% chi phí so với bảo trì định kỳ.

Làm thế nào để thực hiện bảo trì sớm cho các hệ thống IIoT?

Trong quá khứ, việc thiết lập một chương trình bảo trì sớm đòi hỏi nhiều công đoạn không cần thiết. Mục tiêu của kế hoạch bảo trì sớm thành nhằm tiếp cận dữ liệu của mỗi thiết bị quan một cách dễ đang để theo dõi tình trạng hiện tại của thiết bị qua biểu đồ và lập kế hoạch bảo trì.

Công cụ bảo trì sớm cho máy tính có thể giúp người vận hành theo dõi tình trạng máy tính để có các biện pháp bảo trì dự phòng trước nhằm tối đa hóa thời gian hoạt động của hệ thống. Một giao diện điều khiển được thiết kế tốt có thể giúp theo dõi các bộ phận máy tính quan trọng như CPU và dung lượng bộ nhớ. Chức năng cảnh báo có thể kích hoạt báo động âm thanh hoặc hình ảnh và SNMP trap khi các thông số vượt qua ngưỡng định trước. Hơn nữa, một số công cụ cũng cho phép bạn cấu hình để kích hoạt các cảnh báo này dựa trên tiêu chí do người dùng xác định.

Các tính năng bổ sung hỗ trợ bảo trì sớm là:

• Các chức năng giám sát từ xa dễ sử dụng
• Tương thích với hệ điều hành Windows hoặc Linux
• RESTful API cung cấp quyền truy cập vào các tham số chính

Trong phần này, chúng tôi minh họa tầm quan trọng của việc bảo trì sớm cho các  ngành đường sắt, hàng hải và điện bằng cách sử dụng kịch bản điều khiển xa.

Đường sắt: Trong một hệ thống trung chuyển tàu điện, các máy tính được triển khai rộng rãi trong các hệ thống điều khiển và ghi hình trên hệ thống. Do không gian bị giới hạn ở các khoang tàu, hệ thống máy tính thường được lắp đặt ở những nơi khó tiếp cận và bảo trì như tủ, ngăn dưới ghế hành khách, hoặc trên trần toa tàu. Để đảm bảo hệ thống vận hành trơn tru, trạng thái hiện thời của các máy tính (bộ nhớ, CPU, ổ cứng) phải được quản lý để tiến hành bảo trì sớm.

Cầu biển: Hệ thống hiển thị biểu đồ điện tử và hệ thống thông tin (ECDIS) là một trong những hệ thống quan trọng nhất trên cầu tàu. Hệ thống ECDIS sẽ lấy thông tin thời gian thực từ các cảm biến lắp đặt trên thiết bị như bản ghi tốc độ, radar, tình trạng gió, AIS khi khi lên lịch trình đi cho tàu. Hệ thống kết hợp thông tin từ bộ cảm biến với thông tin về các khu vực nguy hiểm hoặc khu vực đặc biệt cần chú ý để  xây dựng biểu đồ an toàn cho tàu. Do đó, một máy tính đáng tin cậy và bền rất quan trọng để chạy hệ thống ECDIS. Thông tin về tình trạng của máy tính ECDIS có thể được theo dõi bằng cách tích hợp dữ liệu của máy tính với hệ thống sử dụng API giám sát hoặc bằng các phương tiện khác. Ngoài ra, chức năng cảnh báo có thể được kích hoạt khi một tham số quan trọng vượt ngưỡng đặt trước. Một ví dụ là khi quá trình sử dụng CPU vượt quá ngưỡng do lỗi phần mềm hệ thống. Khi điều này xảy ra, một cảnh báo được gửi đi để những người vận hành có thể giải quyết vấn đề trước khi mọi chuyện trở nên mất kiểm soát.

Tóm tắt lại những yêu cầu trong ngành hằng hải về hệ thống bảo trì sớm:

1. RESTful API để tích hợp chức năng giám sát máy tính với hệ thống ECDIS.
2. Chức năng cảnh báo để giúp ngăn ngừa các vấn đề trước khi chúng xảy ra.

Ngành điện: Các trạm điện không có người điều khiển đang trở thành tiêu chuẩn tại các địa điểm ở xa, khó vận hành trực tiếp. Công cụ bảo trì sớm được yêu cầu để bảo trì các thiết bị quan trọng bao gồm máy tính, trong trạm không người và giám sát từ xa và kiểm soát thiết bị để đảm bảo rằng trạm biến áp hoạt động ổn định.

Giải pháp của MOXA

Giải pháp bảo trì sớm Proactive Self-Maintenance của Moxa giúp các doanh nghiệp theo dõi tình trạng các máy tính được triển khai trong các hệ thống hỗ trợ IIoT để thực hiện các biện pháp bảo dưỡng dự phòng, do đó tối ưu hóa thời gian hoạt động của hệ thống.

Proactive Monitoring cung cấp một bảng điều khiển để theo dõi việc mức chiếm dụng CPU, dung lượng, ổ cứng, nhiệt độ hoạt động của CPU và bo mạch chủ, và giám sát nguồn dự phòng. Hệ thống có thể kích hoạt đầu ra rơ le để đưa ra báo động bằng hình ảnh hoặc âm thanh, và cũng có thể gửi các SNMP trap. Công cụ này có thể được cấu hình để kích hoạt các cảnh báo dựa trên các tiêu chí do người dùng xác định.

• Giám sát từ xa chỉ với vài cú nhấp chuột: Proactive Monitoring cung cấp tiện ích dễ sử dụng để thiết lập ngưỡng và khoảng thời gian cho các bộ phận chính cần giám sát. Công cụ cho phép chỉ định loại cảnh báo được tạo ra (âm thanh, hình ảnh,  SNMP trap)
• Công cụ dễ sử dụng: Proactive Monitoring được hỗ trợ trên cả hệ điều hành Windows và Linux.
• Tùy biến dễ dàng với các API: Đối với các nhà tích hợp hệ thống hoặc người dùng đã có giao diện điều khiển, Proactive Monitoring cung cấp các API để tích hợp dữ liệu dễ dàng.

Proactive Self-Maintenance hiện đã hỗ trợ các máy tính V2201, V2403, MC-1100, MC-7200 và DA.

Máy tính công nghiệp của Moxa với giải pháp giám sát chủ động được tích hợp giúp bạn giảm chi phí bảo trì hệ thống từ xa và tối đa hóa thời gian hoạt động của hệ thống. Các máy tính công nghiệp Moxa x86 là sản phẩm của quy trình kỹ thuật hệ thống nghiệm ngặt được thiết kế theo nhu cầu của khách hàng. Moxa cung cấp một loạt các giải pháp máy tính mạnh mẽ và không quạt, bao gồm các máy tính lắp DIN nhỏ gọn như MC-1100 và V2201, V2403 và MC-7200, và dòng lắp rack DA. Tất cả các máy tính này có dải nhiệt độ rộng để đáp ứng các yêu cầu tự động hóa công nghiệp trong môi trường IIoT.