Oceus 智能控制器在制造业中的应用

LeoGergs首席分析师 简介：工业4.0连通性的重要性 在过去的几年里，世界经历了巨大的动荡，COVID-19大流行、乌克兰-俄罗斯战争、地缘政治紧张局势、对关键的全球航运和通信的恐怖袭击以及通胀上升对消费者和企业提出了挑战。由于地缘政治紧张局势的加剧，能源和其他自然资源的价格飙升，以及劳动力短缺的加剧，导致制造商的生产成本过高。作为回应，提高数字化和进一步自动化生产和质量控制流程（通常称为工业4.0）的措施变得比以往任何时候都更加重要，以确保制造商的盈利能力。 CONTENTS 简介:的重要性工业连通性4.01 在工业4.0的背景下，成功的关键因素是连接和对运营数据的无缝访问。这些因素在促进资产跟踪和无线连接机器人（如自动引导车辆（AGV））等应用的采用方面发挥着关键作用。虽然有各种方法可以在工厂中建立连接，但目前采用的主要方法是。制造地板是固定连接或Wi-Fi。但是，这两种技术都有局限性： 数字化要求正在制造2 OCEUS智能控制器缓解细胞连接部署的能力适用于制造商3 •有线连接需要机器和传感器物理连接到特定位置。这意味着建立新的连接或扩大大型工厂需要昂贵的电缆运行，ABI Research估计占70％ 为私有蜂窝网络部署的业务案例制造商10 建议&总结12 连接安装成本的80%，包括硬件和人工安装费用。 •Wi-Fi虽然不是工业领域的一项新技术，但正在与Wi-Fi6一起发展。然而，可靠性、快速切换和通信鲁棒性等高级功能通常需要专有接入点和设备，从而导致更高的成本和更小的价值链。 相比之下，蜂窝连接遵循全球标准，由全面的价值链管理。蜂窝网络提供移动性、可靠性、安全性和高设备密度，超过其他通信标准。此外，蜂窝价值链已经实现了多年的规模经济，导致具有成本效益的设备和连接模块费用。 制造业数字化要求 显然，对增加连通性的需求不应该在筒仓中看到，而是在多种现有数字化举措和措施的背景下，以提高制造业的自动化程度和弹性。 纵观当今的工厂车间，有线连接仍然是连接不同生产机器和组件的主要方式。同时，高度的技术碎片化导致工厂车间的连接技术拼凑而成，如表1所示。 （来源：ABI Research） 这种高度的技术碎片化以及对固定线路连接的依赖意味着制造商错过了工业4.0承诺的拟议优势和效率提升。当然，制造商不会立即撕裂和更换所有这些连接解决方案。毕竟，他们已经在多年的运营中证明了自己。 由于这会产生相当大的成本，制造商应该寻找能够将所有这些协议和现有自动化解决方案传输到无线接口上的连接技术，以消除固定线路连接的限制。正如下一部分将概述的那样，5G连接可以成为制造商数字化旅程的重要组成部分。 网络安全挑战 物联网设备的集成工厂车间会带来额外的风险，不安全的设备会成为网络攻击的潜在切入点。 不断升级的数字化趋势和当代供应链的复杂性为制造商带来了重大的网络安全挑战。供应链运营中固有的互连性引入了可以利用的漏洞，可能会破坏 货物的顺畅流动和敏感信息的泄露。制造商受托管理包括客户详细信息、运输信息和库存数据在内的大量数据集，成为网络威胁的主要目标，并可能造成巨大的财务损失和声誉损害。勒索软件攻击的迫在眉睫的威胁增加了紧迫性，能够造成运营中断并造成显着的财务负担。此外，物联网（IoT）设备在工厂车间的集成会带来额外的风险，不安全的设备会成为网络攻击的潜在切入点。 制造商还应对持续的挑战，包括网络钓鱼、社会工程和对遗留系统的依赖，为动态和不断发展的网络安全环境做出了贡献。 对这些风险的务实应对需要采取全面的方法，包括系统的员工培训，采用现代安全技术以及严格遵守法规合规措施。该战略框架旨在在日益数字化的环境中，在网络安全威胁不断升级的背景下，加强仓储和物流业务的弹性。 OCEUS智能控制器为制造商减轻细胞连接部署的能力 为了帮助制造商优化其专用蜂窝网络部署并利用先前强调的经济效益，有效的网络管理解决方案成为全面连接解决方案框架的关键方面。 在这种情况下，Oceus可以成为企业的重要合作伙伴，因为它提供了专用蜂窝网络的所有相关组件，并在网络的整个设计，部署和操作阶段都提供了可靠的合作伙伴，如图1所示。 特别是OceusIntelligentController（OIC）作为为制造商量身定制的杰出解决方案，除了设备管理解决方案和连接基础设施外，还利用了人工智能（AI），云和边缘功能。这些集成功能的设计鼓励更多的制造商采用专用蜂窝网络。图2提供了该软件解决方案的基本组件的可视化表示。随后的讨论将阐明OIC如何具体解决制造商在其设施内实施专用蜂窝连接所面临的主要挑战。 减少复杂性并保证业务连续性 可以理解的是，制造商在升级通信和生产基础设施时优先考虑确保其运营的不间断流程。至关重要的是，这需要数字化转型项目的可靠时间表，因为不可预见的停机时间会显著影响生产力。业务连续性的重要性超出了单个制造设施的范围。在一个全球供应链日益互联的时代，一个制造地点突然的、计划外的生产停顿可能会引起反响，在全球范围内对制造商造成更广泛的后果。同时，部署、管理和。 操作用于制造用例的专用蜂窝网络可能变得特别复杂。在这种情况下，像OIC这样的专用网络管理解决方案可以自动执行许多这些任务，并让制造商专注于对他们来说很重要的工作流程。由于这包括端到端切片以及编排和域集成功能，因此它是一个强大的工具，可以增加现有的Oces私有5G产品组合，如表2所示。 表2：复杂性和业务连续性 （来源：ABI Research） 优化成本和投资 随着蜂窝工业级设备生态系统仍在发展，与 芯片组、模块和设备相对较高。因此，制造商认为蜂窝连接的部署成本更高，对构建令人信服的业务案例。OIC旨在通过自动化降低部署成本和提高网络管理效率来减轻这一障碍。反过来，这种战略方法可以为制造商在其企业站点内采用蜂窝连接提供更大的激励。 提高现有工作人员的能力 专家。同时，专用蜂窝网络的运营和管理需要一定程度的连接技术专业知识，包括有能力的员工。随着熟练的劳动力成为稀缺商品，这可能成为瓶颈，从而减慢制造商迈向数字化的整体旅程。 （来源：ABI Research） 用于制造的私人细胞使用案例 在制造业领域，5G连接提供了三种主要功能，可以实现一系列独特的工业用例，即增强型移动宽带（eMBB），超可靠低延迟通信（URLLC）和大规模机器类型通信（mMTC）。如本报告开头所述，Oceus可以通过Oceus5G核心提供这些功能。 （来源：5G - ACIA） •增强型移动宽带(eMBB)介绍了为传输数据密集型文件提供特别高的带宽。对于制造商而言，eMBB将支持数据密集型应用程序，例如4K/8K超高清(UHD)视频、增强现实(AR)/虚拟现实(VR)、云游戏和增强型移动媒体。 •超可靠低延迟通信(URLLC)可以说是5G支持制造商创新用例的关键推动者。除了特别低的延迟（在几毫秒范围内）之外，高可用性和可靠性使5G成为需要持续可用网络的特别关键用例的有趣连接技术。 •大规模机器类型通信(mMTC)例如,这可以部署大型传感器网络,对危险生产区域或大型户外设施(如油气田)进行基于状态的监测。 5G的独特功能集可以使5G成为制造商用来解决工厂车间的一系列关键和非关键用例的伞式技术。因此，5G连接可以帮助制造商取代目前不同技术的拼凑，同时管理和运营流程。在对美国汽车、金属/钢铁和工艺制造工厂的100多名决策者的调查中，ABIResearch确定了这些制造商已经在实施/希望实施的用例，因此可以作为其他制造商的指南。 （来源：ABI Research） 本节的其余部分将更详细地讨论最重要的用例。 柔性工厂地板 当今世界的特点是地缘政治紧张局势持续，地区冲突不断加剧，这些冲突继续动摇着全球供应链。在这种情况下，快速适应不断变化的市场条件、定制生产运行和优化资源分配的能力变得至关重要。从本质上讲，5G促进了一个环境，在这个环境中，制造商可以提高运营效率，减少停机时间，并迅速转向以满足不断变化的消费者需求。本白皮书探讨了5G在塑造制造业未来方面的关键作用，强调了5G在确保制造商在日益动态的全球格局中蓬勃发展的竞争力、创新和可持续性方面的重要性。 （来源：ABI Research） 数字化现有资产 通过促进实时通信，5G促进了传感器和物联网设备的整合，使制造商能够收集和分析有关设备性能的关键数据。这种连接支持实施先进的监测和控制系统，提高运营效率。5G的可靠性确保了一致的网络，这对于保持整个制造车间的连接至关重要。最终，这种数字化使制造商能够创建其资产的虚拟副本，促进全面的监控和模拟，以提高生产率和竞争力。反过来，这增加了通过OIC等软件解决方案管理不同设备和连接技术的要求。 （来源：ABI Research） 相机解决方案和质量保证 5G的高速和低延迟特性有助于从嵌入在生产过程中的传感器实时收集数据，这种即时反馈使制造商能够在每个阶段密切监控制成品的质量，从而实现早期检测偏差或 有了5G连接，质量控制流程变得更灵敏，制造商可以实施预测性分析来预测潜在问题并主动解决这些问题。此外，5G的可靠性确保了设备之间的一致通信，有助于质量保证系统的准确性和可靠性。总之，5G使制造商能够实施强大而灵活的质量保证措施，从而提高产品质量并减少缺陷。 （来源：ABI Research） 为制造商制作私有蜂窝网络部署的业务案例 虽然部署蜂窝连接的理论好处已经对制造商有一段时间了，但为私有蜂窝部署的业务案例却不那么简单。为了帮助制造商做出明智的决策，ABIResearch为美国制造商建立了投资回报率(ROI)和不作为成本(COI)模型在（不）为其运营部署专用蜂窝网络时的状态。为了可靠地做到这一点，制造的不同子部门被单独考虑以满足个人要求。 该模型遵循不同的假设： •用例:制造商将（私有）蜂窝连接用于机器人，库存管理，连接设备以及AGV和自主移动机器人（AMR）的使用，仅举几例。•逐步覆盖扩展:工厂首先在工厂的一个非常明确的小区域部署蜂窝连接，然后逐步建立网络以最终覆盖整个站点。•部门收养：全行业采用蜂窝连接遵循S曲线的形状。一些先行者将首先采用蜂窝连接，从而激发更大的社区效仿。 建模练习的主要发现-发表在专门的ABI研究白皮书“解锁”中工业4.0的价值，建议在5年内，采用私有蜂窝的美国电子制造商将意识到： •毛利率增长7.6%•节省运营成本（包括劳动力效率）10.5亿美元•每花费1美元，ROI为49.3美元 （来源：ABI Research） 此外，看看为其运营部署了专用蜂窝网络的制造商的经验，就会产生明显而积极的影响： •提高产品效率：在部署专用蜂窝网络后，通过最大限度地减少停机时间和优化操作，制造设施的生产率提高了30%。•降低运营成本：制造商已经记录了运营成本的降低，包括节能高达20%，维护成本降低25%至30%，这得益于更高的运营效率。•提高工人安全：通过更好的连接性，制造商可以实施更全面的安全措施，包括对设备和环境的实时监控。据报道，这导致了工作场所事故的减少，在某些情况下减少了40％以上。 建议和结论意见 本白皮书介绍了制造业在其运营场所内采用私有5G网络所带来的巨大好处。ABIResearch预测，通过部署专用蜂窝网络，每个美国S.制造商可以节省数万美元的成本S.美元每年。这一倡议所涉及的复杂性非常重要，强调了彻底审议和战略规划的重要性。 希望应对私有5G网络部署的复杂性的制造商应寻求受信任的技术提供商的专业知识。OIC是为制造商缓解这种过渡的示例性工具，这是一种专用网络管理解决方案。 采用基于订阅的模式来使用私有5G服务为制造商提供了一种财务上可行的替代方案，使他们能够随着时间的推移分摊成本，而无需进行大量的初始投资。这种战略财务方法旨在提高运营效率并增强制造过程中的质量控制。 对于制造商来说，评估部署私有5G技术的近期和长期利益也至关重要。预测未来的应用至关重要，特别是在一个行业中，在整个生产生命周期中