Nykyaikaisessa teollisessa toiminnassa syntyy jatkuvasti dataa koneista, sensoreista, tuotantojärjestelmistä, rakennuksista ja muista yhdistetyistä laitteista. Tämän tiedon tarkastelu edellyttää kuitenkin usein fyysistä läsnäoloa paikan päällä tai siirtymistä useiden eri järjestelmien välillä kokonaiskuvan muodostamiseksi.
Etävalvonnan avulla organisaatiot voivat seurata laitteita, prosesseja ja käyttöolosuhteita toisesta sijainnista. Kun operatiivista dataa kerätään ja siirretään keskitettyyn valvontajärjestelmään, tiimit voivat seurata suorituskykyä, tunnistaa poikkeavia tilanteita ja reagoida ongelmiin ilman jatkuvaa läsnäoloa paikan päällä.
Tämä on erityisen hyödyllistä valmistavan teollisuuden yrityksille ja muille teollisuusorganisaatioille, jotka hallinnoivat suuria tuotantolaitoksia, hajautettuja laitteita tai useissa eri sijainneissa olevia kohteita. Sen sijaan, että toiminta perustuisi ainoastaan määräajoin tehtäviin tarkastuksiin, tiimit voivat seurata tärkeitä käyttöolosuhteita jatkuvasti.
Etävalvonta voi myös muodostaa dataperustan kehittyneemmille käyttötapauksille, kuten automaattisille hälytyksille, ennustavalle kunnossapidolle, teolliselle tietoanalytiikalle ja digitaalisille kaksosille.
Mitä etävalvonta tarkoittaa?
Etävalvonta tarkoittaa prosessia, jossa laitteista, kohteista, prosesseista tai tuotantolaitoksista kerätään dataa ja tuodaan se käyttäjien saataville toisessa sijainnissa.
Teollisuusympäristöissä dataa kerätään tyypillisesti sensoreista, koneista, ohjausjärjestelmistä ja muista yhdistetyistä laitteista. Tämän jälkeen se siirretään teollisten verkkojen tai internetiin yhdistettyjen järjestelmien kautta ohjelmistoon, jossa käyttäjät voivat seurata käyttöolosuhteita, suorituskykyä ja niiden muutoksia ajan mittaan.
Kunnossapitotiimi voi esimerkiksi seurata koneen lämpötilaa ja värähtelyä etänä. Jos jompikumpi mittausarvo alkaa poiketa normaalilta toiminta-alueeltaan, valvontajärjestelmä voi hälyttää tiimin selvittämään tilannetta ennen kuin ongelma kehittyy vakavammaksi viaksi.
Etävalvonnan avulla voidaan seurata monenlaisia tietoja, kuten laitteiden toimintatilaa, lämpötilaa, painetta, värähtelyä, energiankulutusta, tuotantomääriä, ympäristöolosuhteita ja muita operatiivisia parametreja.
Tarkoituksena ei ole pelkästään tarkastella dataa etänä. Toimiva etävalvonta tarjoaa oikeille ihmisille ajantasaista tietoa fyysisten laitteiden ja prosessien kunnosta ja suorituskyvystä. Näin he voivat tunnistaa ongelmia ja tehdä perusteltuja päätöksiä ilman, että heidän tarvitsee olla fyysisesti läsnä jokaisen laitteen tai tuotantolaitoksen luona.
Miten etävalvonta toimii?
Etävalvonta toimii keräämällä operatiivista dataa fyysisistä laitteista tai järjestelmistä, siirtämällä tiedot valvonta-alustalle ja esittämällä olennaiset tiedot käyttäjille, jotka voivat sijaita muualla.
Vaikka tarkka toteutus vaihtelee tuotantolaitoksen ja käyttötapauksen mukaan, useimmat teollisuuden etävalvontajärjestelmät toimivat saman perusprosessin mukaisesti.
1. Kerää dataa laitteista ja järjestelmistä
Prosessi alkaa valvottavista laitteista, kohteista tai ympäristöstä. Sensorit ja olemassa olevat ohjausjärjestelmät voivat kerätä tietoja esimerkiksi lämpötilasta, paineesta, värähtelystä, energiankulutuksesta, toimintatilasta, tuotantomääristä ja muista olennaisista parametreista.
Nykyaikaiset teollisen IoT:n teknologiat mahdollistavat monenlaisten fyysisten laitteiden yhdistämisen ja operatiivisen datan jatkuvan keräämisen niistä.
2. Siirrä data
Kerätty data täytyy tämän jälkeen siirtää laitteilta järjestelmään, jossa sitä käsitellään ja valvotaan.
Ympäristöstä riippuen tähän voidaan käyttää teollisia verkkoja, yhdyskäytäviä, langallisia tai langattomia yhteyksiä tai internetpohjaista tiedonsiirtoa. Myös olemassa olevista automaatio- ja ohjausjärjestelmistä voidaan saada dataa ilman, että jokaiseen laitteeseen tarvitsee asentaa kokonaan uutta valvontalaitteistoa.
3. Keskitä ja käsittele data
Kun data on siirretty, eri lähteistä saatavat tiedot voidaan koota keskitettyyn järjestelmään. Näin käyttäjät saavat yhtenäisemmän näkymän laitteisiin ja toimintaan sen sijaan, että heidän pitäisi tarkastella yksittäisiä koneita tai toisistaan erillisiä järjestelmiä erikseen.
Dataa voidaan myös jäsentää, suodattaa ja kontekstualisoida niin, että käyttäjät näkevät omien vastuualueidensa laitteiden tai prosessien kannalta olennaiset tiedot.
4. Valvo olosuhteita ja tunnista muutokset
Etävalvontaohjelmisto näyttää jatkuvasti ajantasaisia tietoja ja voi verrata mittausarvoja ennalta määriteltyihin raja-arvoihin, toiminta-alueisiin tai odotettuun käyttäytymiseen.
Esimerkiksi koneen lämpötilan nousu, epätavallinen värähtelytaso, odottamaton energiankulutus tai tuotannon suorituskyvyn muutos voi olla merkki tilanteesta, joka vaatii huomiota.
Näiden muutosten jatkuva seuranta auttaa tiimejä tunnistamaan kehittyviä ongelmia aikaisemmin kuin pelkillä määräajoin tehtävillä manuaalisilla tarkastuksilla.
5. Hälytä käyttäjiä ja tue toimenpiteitä
Kun ennalta määritellyt ehdot täyttyvät, valvontajärjestelmä voi ilmoittaa asiasta oikeille henkilöille. Hälytykset voivat koskea laiteongelmia, poikkeavia käyttöolosuhteita, suorituskyvyn muutoksia tai muita selvitystä vaativia tilanteita.
Käyttäjät voivat tämän jälkeen tarkastella saatavilla olevia tietoja etänä, arvioida tarvittavia toimenpiteitä ja päättää, edellyttääkö tilanne paikan päällä tehtävää toimenpidettä.
Tuloksena on jatkuva tiedonkulku fyysisestä toimintaympäristöstä digitaaliseen näkymään: data kerätään, siirretään, tulkitaan ja esitetään sitä tarvitseville ihmisille. Näin organisaatiot voivat reagoida muuttuviin olosuhteisiin ilman, että jokaista laitetta tarvitsee valvoa jatkuvasti paikan päällä.
Mitä dataa voidaan valvoa etänä?
Etävalvontaa voidaan hyödyntää monenlaisen operatiivisen datan seurantaan. Se, mitä organisaatio päättää valvoa, riippuu sen laitteista, prosesseista, tuotantolaitoksista ja siitä, millaista tietoa tiimit tarvitsevat päätöksenteon tueksi.
Teollisuusympäristöissä hyödyllisimmät tiedot voidaan yleensä jakaa useisiin eri kategorioihin.
Laite- ja kuntodata
Laitedata auttaa tiimejä ymmärtämään fyysisten laitteiden nykyistä kuntoa ja toimintatilaa. Tyypillisiä mittausarvoja ovat lämpötila, värähtely, paine, nopeus, käyttöaika, toimintatila ja vikasignaalit.
Näiden tietojen seuranta ajan mittaan voi auttaa tunnistamaan muutoksia laitteiden käyttäytymisessä ja osoittamaan, milloin laite saattaa vaatia tarkempaa tarkastusta.
Tuotanto- ja prosessidata
Etävalvonta voi tarjota näkyvyyttä tuotantoprosessien suorituskykyyn. Seurattavia tietoja voivat olla esimerkiksi tuotantomäärät, sykliajat, prosessiparametrit, koneiden toimintatilat, läpimeno ja muut operatiiviset KPI-mittarit.
Näiden tietojen avulla tuotantotiimit voivat seurata, toimivatko prosessit odotetusti, ja tunnistaa suorituskykyyn mahdollisesti vaikuttavia muutoksia.
Energia- ja ympäristödata
Organisaatiot voivat seurata etänä sähkön, veden, paineilman, polttoaineiden ja muiden resurssien kulutusta. Tarvittaessa voidaan valvoa myös ympäristöolosuhteita, kuten lämpötilaa, ilmankosteutta, ilmanlaatua ja päästöjä.
Kun nämä tiedot tuodaan samaan valvontaympäristöön, poikkeavat kulutusmallit tai muuttuvat olosuhteet voidaan tunnistaa helpommin.
Kunnossapito- ja laitetiedot
Kunnossapitotiimit voivat seurata laitteiden käyttöaikaa, huoltotilannetta, hälytyksiä, vikahistoriaa ja kuntoa kuvaavia mittausarvoja. Ajantasaisen operatiivisen tiedon yhdistäminen kunnossapitotietoihin antaa selkeämmän kuvan siitä, mitkä laitteet saattavat vaatia huomiota.
Näin tiimit voivat priorisoida tarkastuksia ja kunnossapitotoimenpiteitä laitteiden todellisen kunnon perusteella sen sijaan, että ne tukeutuisivat ainoastaan kiinteisiin huoltoaikatauluihin.
Rakennus- ja kiinteistödata
Etävalvonnasta on hyötyä myös tuotantolaitteiden ulkopuolella. Tuotantolaitoksissa voidaan valvoa LVI-järjestelmiä, sisäolosuhteita, energiankulutusta, teknisiä järjestelmiä, kulunvalvontaa ja muuta rakennusinfrastruktuuria.
Useita rakennuksia tai toimipaikkoja hallinnoiville organisaatioille keskitetty valvonta tarjoaa näkyvyyden eri sijainteihin ilman, että henkilöstön tarvitsee jatkuvasti tarkastaa jokaista kohdetta paikan päällä.
Etävalvonnan käyttötapaukset
Etävalvonta voi tukea monenlaista operatiivista toimintaa yksittäisten koneiden seurannasta useissa tuotantolaitoksissa sijaitsevien laitteiden valvontaan. Arvokkaimpia ovat yleensä käyttötapaukset, joissa jatkuva näkyvyys auttaa tiimejä tunnistamaan ongelmia, koordinoimaan työtä tai vähentämään manuaalisten tarkastusten tarvetta.
Valmistavan teollisuuden koneet ja laitteet
Valmistajat voivat seurata koneita, tuotantolinjoja ja muita kriittisiä laitteita etänä niiden toimintatilan ja suorituskyvyn ymmärtämiseksi.
Teollisuuden valvonnan avulla tiimit voivat seurata olennaisia tietoja keskitetystä näkymästä sen sijaan, että ne tukeutuisivat ainoastaan paikan päällä tehtäviin tarkastuksiin tai yksittäisistä ohjausjärjestelmistä saataviin tietoihin. Tämä on erityisen hyödyllistä suurissa tuotantolaitoksissa, joissa laitteet sijaitsevat eri tuotantoalueilla.
Käytännön esimerkki tästä on Flowroxin laitteiden etävalvontaratkaisu, jossa teollisuuslaitteiden sensoridata tuodaan visuaaliseen ympäristöön. Sen avulla laitteita voidaan valvoa etänä sekä tukea kunnossapitoa ja operatiivista päätöksentekoa.
Ennustava kunnossapito ja laitteiden kunto
Kuntodata, kuten värähtely, lämpötila, paine ja käyttöaika, voi auttaa kunnossapitotiimejä tunnistamaan muutoksia laitteiden käyttäytymisessä.
Sen sijaan, että ongelmat havaittaisiin vasta määräaikaistarkastuksissa tai vikaantumisen jälkeen, tiimit voivat hyödyntää etänä kerättyä kuntodataa kehittyvien ongelmien selvittämiseen ja ennustavan kunnossapidon tukemiseen.
Esimerkiksi Pekotek hyödyntää reaaliaikaista kunnonvalvontaa ennustavan kunnossapidon tukena, mikä auttaa käyttäjiä seuraamaan kriittisten laitteiden kuntoa ja arvioimaan paremmin, milloin kunnossapitoa tarvitaan.
Tuotannon ja prosessien valvonta
Tuotantotiimit voivat seurata etänä tuotantomääriä, prosessiparametreja, koneiden toimintatiloja, sykliaikoja ja muita operatiivisia KPI-mittareita.
Näin tuotannon keskeytykset, poikkeavat prosessiolosuhteet ja suorituskyvyn muutokset voidaan tunnistaa helpommin niiden tapahtuessa. Esihenkilöt voivat myös seurata useita tuotantoalueita ilman, että heidän tarvitsee jatkuvasti siirtyä yksittäisten koneiden tai valvomoiden välillä.
Snellmanilla reaaliaikainen tuotannon valvonta tarjoaa näkyvyyden tuotantolinjoihin ja prosesseihin, mikä auttaa operaattoreita tunnistamaan poikkeamia ja reagoimaan nopeammin olosuhteiden muuttuessa.
Energian ja resurssien seuranta
Energian ja muiden resurssien kulutusta voidaan seurata koneiden, tuotantolinjojen, rakennusten tai kokonaisten tuotantolaitosten tasolla.
Sähkön, veden, paineilman, polttoaineiden ja muiden resurssien kulutuksen seuranta auttaa organisaatioita tunnistamaan poikkeavia kulutusmalleja ja ymmärtämään, missä resursseja käytetään. Etäyhteydellä tapahtuva seuranta on erityisen hyödyllistä silloin, kun kulutusta täytyy vertailla useiden alueiden tai sijaintien välillä.
Hajautetut tuotantolaitokset ja etäkohteet
Etävalvonnasta tulee erityisen hyödyllistä silloin, kun laitteet ja tuotantolaitokset sijaitsevat maantieteellisesti eri paikoissa.
Organisaatiot voivat seurata etäällä sijaitsevia tuotantolaitoksia, varastoja, teknisiä tiloja, kiinteistötekniikkaa tai muita kohteita keskitetysti yhdestä sijainnista. Tiimit voivat tarkastella ajantasaisia olosuhteita ja hälytyksiä ennen kuin ne päättävät, tarvitaanko käyntiä paikan päällä.
Elisan älykkään rakennuksen ratkaisu on käytännön esimerkki tästä lähestymistavasta. Sensori- ja kiinteistödataa hyödynnetään useissa kiinteistöissä ajantasaisen näkyvyyden tarjoamiseksi käyttöolosuhteisiin, tilojen käyttöasteeseen sekä vapaiden työ- ja pysäköintipaikkojen saatavuuteen.
Tällainen keskitetty näkyvyys voi vähentää tarpeettomia käyntejä paikan päällä ja auttaa samalla tiimejä hallitsemaan eri sijainneissa olevia tuotantolaitoksia, kiinteistöjä ja muita kohteita tehokkaammin.
Etävalvonnan hyödyt
Etävalvonnan tärkein etu on jatkuva pääsy operatiiviseen tietoon ilman, että henkilöstön tarvitsee olla fyysisesti läsnä jokaisen koneen, laitteen tai tuotantolaitoksen luona. Näin tiimit voivat havaita muuttuvat olosuhteet nopeammin ja reagoida ongelmiin tehokkaammin.
Reaaliaikainen näkyvyys operatiiviseen toimintaan
Etävalvonta antaa tiimeille pääsyn ajantasaisiin laite-, prosessi- ja tuotantolaitostietoihin kaikkialta, missä heillä on käyttöoikeus järjestelmään.
Sen sijaan, että operaattorit, kunnossapitotiimit ja esihenkilöt joutuisivat odottamaan manuaalisia tarkastuksia tai raportteja, he voivat seurata olennaisten laitteiden ja eri sijaintien tapahtumia ajantasaisesti. Tämä luo yhtenäisemmän kokonaiskuvan toiminnasta ja auttaa kohdentamaan huomion sinne, missä sitä tarvitaan.
Nopeampi reagointi ongelmiin
Kun poikkeavia olosuhteita tai laiteongelmia ilmenee, etävalvonta voi tuoda ne välittömästi näkyviin mittaristojen, ilmoitusten tai hälytysten avulla.
Tiimit voivat tarkastella saatavilla olevaa dataa ennen kuin ne päättävät tarvittavista toimenpiteistä. Ongelmien aikaisempi havaitseminen voi estää suhteellisen pieniä häiriöitä kehittymästä huomaamatta suuremmiksi ongelmiksi ja auttaa oikeita henkilöitä reagoimaan tilanteeseen nopeammin.
Vähemmän käyttökatkoksia
Jatkuva valvonta voi paljastaa muutoksia laitteiden kunnossa tai suorituskyvyssä ennen kuin ne johtavat täydelliseen vikaantumiseen.
Kun varoitusmerkit tunnistetaan aikaisemmin, kunnossapitotiimeillä on enemmän aikaa selvittää ongelmia ja suunnitella tarvittavia toimenpiteitä. Tämä voi auttaa organisaatioita vähentämään suunnittelemattomia käyttökatkoksia ja välttämään osan odottamattomien laitevikojen aiheuttamista tuotannon menetyksistä.
Tehokkaampi kunnossapito
Laitteiden kunto- ja operatiivisten tietojen etäkäyttö auttaa kunnossapitotiimejä tunnistamaan, mitkä laitteet vaativat huomiota ja mitkä toimivat edelleen normaalisti.
Tämä voi vähentää tarpeettomia tarkastuksia ja helpottaa kunnossapidon priorisointia todellisten käyttöolosuhteiden perusteella. Asiantuntijat voivat myös arvioida joitakin ongelmia etänä ennen kuin teknikko lähetetään laitteen luo.
Pienemmät operatiiviset kustannukset
Etävalvonta voi pienentää kustannuksia monin tavoin, kuten vähentämällä tarpeettomia käyntejä paikan päällä, tehostamalla kunnossapitoa, mahdollistamalla vikojen aikaisemman tunnistamisen sekä parantamalla henkilöstön ja muiden resurssien käyttöä.
Kun etävalvonta yhdistetään laajempiin toimenpiteisiin operatiivisten kustannusten vähentämiseksi, valvontadata voi myös auttaa organisaatioita tunnistamaan tehottomasti toimivia laitteita, liiallista resurssien kulutusta ja toistuvia operatiivisia ongelmia.
Hajautetun toiminnan parempi hallinta
Organisaatioille, joilla on useita tuotantolaitoksia tai maantieteellisesti hajautettuja laitteita, etävalvonta tarjoaa keskitetyn tavan ylläpitää näkyvyyttä operatiiviseen toimintaan.
Tiimit voivat vertailla olosuhteita eri sijaintien välillä, tukea paikallista henkilöstöä etänä ja hyödyntää asiantuntijoiden osaamista ilman, että samojen henkilöiden tarvitsee olla fyysisesti läsnä jokaisessa toimipaikassa. Tämän merkitys kasvaa sitä mukaa, kun valvottavien laitteiden ja sijaintien määrä lisääntyy.
Etävalvonta verrattuna perinteiseen valvontaan
Perinteinen valvonta perustuu usein siihen, että henkilöstö on fyysisesti paikalla tarkastamassa laitteita, lukemassa mittareita, tarkistamassa ohjausjärjestelmiä tai etsimässä näkyviä merkkejä ongelmista. Nämä tarkastukset ovat edelleen tärkeitä, mutta ne tarjoavat tietoa vain yksittäisistä ajankohdista.
Etävalvonta täydentää tätä näkyvyyttä keräämällä operatiivista dataa jatkuvasti ja tuomalla sen valtuutettujen käyttäjien saataville sijainnista riippumatta.
Esimerkiksi manuaalista tarkastusta tekevä teknikko voi kirjata koneen lämpötilan kerran työvuoron aikana. Etävalvontajärjestelmä voi seurata samaa mittausarvoa jatkuvasti ja näyttää, miten se muuttuu käytön aikana. Jos lämpötila ylittää määritellyn raja-arvon, järjestelmä voi hälyttää asiasta oikealle tiimille.
Etävalvonnan avulla on myös helpompi valvoa suurta määrää laitteita tai useita sijainteja keskitetystä ympäristöstä. Sen sijaan, että henkilöstön pitäisi siirtyä laitteelta tai tuotantolaitokselta toiselle pelkästään nykytilanteen tarkistamiseksi, tiimit voivat hyödyntää etänä saatavaa dataa tunnistaakseen, missä huomiota tarvitaan.
Etävalvonta ei kuitenkaan poista paikan päällä työskentelevän henkilöstön tarvetta. Fyysiset tarkastukset, kunnossapitotyöt, korjaukset ja operatiivinen asiantuntemus ovat edelleen välttämättömiä. Erona on, että etävalvonta tarjoaa tiimeille jatkuvampaa tietoa sen arvioimiseksi, milloin ja missä toimenpiteitä tarvitaan.
Käytännössä nämä kaksi lähestymistapaa täydentävät toisiaan: etävalvonta tarjoaa jatkuvan näkyvyyden, kun taas paikan päällä työskentelevä henkilöstö vastaa fyysisistä tarkastuksista, asiantuntemuksesta ja toimenpiteistä, joita digitaaliset järjestelmät eivät voi korvata.
Etävalvonnassa käytettävät teknologiat
Etävalvonta perustuu useiden teknologioiden yhteistoimintaan. Sensorit ja yhdistetyt laitteet tuottavat dataa, tiedonsiirtoteknologiat välittävät sitä järjestelmien välillä ja ohjelmistot muuttavat datan käyttäjille hyödylliseksi tiedoksi.
Tarkka teknologiakokonaisuus riippuu laitteista, olemassa olevasta infrastruktuurista, valvonnan vaatimuksista ja toiminnan laajuudesta.
Sensorit ja teollinen IoT
Sensorit tuottavat suuren osan etävalvonnassa käytettävistä mittaustiedoista, kuten lämpötilasta, värähtelystä, paineesta, ilmankosteudesta, energiankulutuksesta ja muista käyttöolosuhteista.
Teollisen IoT:n teknologiat yhdistävät nämä sensorit ja muut fyysiset laitteet digitaalisiin järjestelmiin, jotta dataa voidaan kerätä jatkuvasti. Myös olemassa olevat koneet ja automaatiojärjestelmät voivat tuottaa arvokasta operatiivista dataa, joten etävalvonta ei aina edellytä olemassa olevien laitteiden korvaamista.
Teolliset tiedonsiirtoyhteydet ja OPC UA
Etävalvonta edellyttää myös luotettavaa tiedonsiirtoa laitteiden, ohjausjärjestelmien, yhdyskäytävien ja valvontaohjelmistojen välillä.
Teolliset tiedonsiirtostandardit, kuten OPC UA, auttavat eri koneita ja järjestelmiä vaihtamaan operatiivista dataa standardoidulla tavalla. Tämä on erityisen hyödyllistä teollisuusympäristöissä, joissa eri valmistajien ja eri sukupolvien laitteiden täytyy tuoda dataa samaan valvontaympäristöön.
Reuna- ja pilvilaskenta
Käyttötapauksesta riippuen valvontadataa voidaan käsitellä paikallisesti, pilvessä tai näiden yhdistelmänä.
Reunalaskennan avulla dataa voidaan käsitellä lähellä laitetta, mikä voi olla hyödyllistä silloin, kun tarvitaan nopeaa reagointia tai paikallista tietojenkäsittelyä. Pilvialustat puolestaan voivat tarjota keskitetyn pääsyn tietoihin, tallennuskapasiteettia ja skaalautuvuutta useiden laitteiden ja sijaintien välillä.
Sopiva arkkitehtuuri riippuu esimerkiksi tiedonsiirtoyhteyksistä, viivevaatimuksista, tietoturvavaatimuksista, datamääristä ja siitä, miten tietoa aiotaan hyödyntää.
Etävalvontaohjelmisto
Etävalvontaohjelmisto tarjoaa käyttöliittymän, jonka kautta käyttäjät voivat tarkastella laitteiden toimintatilaa, käyttöolosuhteita, trendejä, KPI-mittareita ja hälytyksiä.
Mittaristot voivat koota useiden laitteiden tai järjestelmien tiedot yhteen näkymään, kun taas ilmoitukset auttavat käyttäjiä tunnistamaan huomiota vaativia tilanteita. Toimivan valvontaohjelmiston tulisi tehdä olennaisesta tiedosta helposti ymmärrettävää sen sijaan, että se vain näyttäisi kaikki saatavilla olevat datapisteet.
Teollinen tietoanalytiikka
Datan kerääminen etänä luo näkyvyyttä toimintaan, mutta sen analysointi auttaa organisaatioita ymmärtämään, mitä data käytännössä kertoo.
Teollisen tietoanalytiikan avulla voidaan tunnistaa trendejä, vertailla suorituskykyä, selvittää poikkeavaa käyttäytymistä sekä löytää laitteisiin ja prosesseihin liittyviä toistuvia malleja. Historiallista ja reaaliaikaista dataa voidaan myös yhdistää, jotta tiimit saavat enemmän kontekstia muuttuvien käyttöolosuhteiden arviointiin.
Näin etävalvonta ei rajoitu pelkästään nykyisten mittausarvojen tarkasteluun, vaan auttaa ymmärtämään suorituskykyä ja tukemaan parempaa operatiivista päätöksentekoa.
Digitaaliset kaksoset
Digitaaliset kaksoset voivat tuoda etävalvontaan visuaalisen ja kontekstuaalisen lisäkerroksen yhdistämällä operatiivisen datan fyysisten laitteiden, koneiden tai tuotantolaitosten digitaalisiin esityksiin.
Sen sijaan, että käyttäjät tarkastelisivat ainoastaan mittaristoja tai sensorilukemien luetteloita, he voivat nähdä olennaiset tiedot fyysisen ympäristön kontekstissa. Digitaalinen kaksonen valmistavassa teollisuudessa voi yhdistää laite-, prosessi- ja operatiivisen tiedon visuaaliseen malliin, jolloin monimutkaisia ympäristöjä on helpompi ymmärtää etänä.
Digitaaliset kaksoset eivät siis ole etävalvonnan edellytys, mutta ne voivat tehdä valvontatiedosta helpommin saatavaa ja tuoda siihen lisää kontekstia erityisesti silloin, kun useita laitteita, järjestelmiä ja tietolähteitä täytyy tarkastella yhdessä.
Etävalvonnan yleiset haasteet
Etävalvonta voi parantaa näkyvyyttä operatiiviseen toimintaan, mutta sen käyttöönotto teollisuusympäristöissä ei aina ole yksinkertaista. Olemassa olevat laitteet, toisistaan erilliset järjestelmät, datan laatu ja toiminnan laajuus voivat kaikki vaikuttaa siihen, kuinka hyödylliseksi valvontaratkaisu muodostuu.
Vanhemmat laitteet ja tiedonsiirtoyhteydet
Monissa teollisuuslaitoksissa käytetään eri valmistajien ja eri sukupolvien laitteita. Vanhemmissa koneissa ei välttämättä ole valmiita tiedonsiirtoyhteyksiä, tai ne voivat käyttää tiedonsiirtomenetelmiä, joita on vaikea integroida nykyaikaisiin valvontajärjestelmiin.
Organisaatiot voivat tarvita yhdyskäytäviä, lisäsensoreita tai integraatiokerroksia saadakseen olennaisen datan käyttöön ilman, että muuten toimivia laitteita tarvitsee korvata.
Datasiilot ja järjestelmäintegraatiot
Hyödyllinen operatiivinen tieto on usein hajautunut koneisiin, automaatiojärjestelmiin, kunnossapitojärjestelmiin, tuotantojärjestelmiin ja muihin ohjelmistoihin.
Jos nämä järjestelmät pysyvät erillään toisistaan, etävalvonnasta voi muodostua vain yksi erillinen mittaristo lisää. Olennaisten tietolähteiden integrointi on siksi tärkeää, jotta laitteista ja operatiivisesta toiminnasta voidaan muodostaa kattavampi kokonaiskuva.
Datan laatu ja konteksti
Suurempi datamäärä ei automaattisesti paranna näkyvyyttä. Puuttuvat mittaukset, epäyhtenäiset arvot, virheelliset sensorilukemat tai huonosti jäsennelty data voivat heikentää valvonnan luotettavuutta.
Data tarvitsee myös kontekstin. Esimerkiksi lämpötila-arvosta tulee huomattavasti hyödyllisempi, kun käyttäjät tietävät, mihin laitteeseen se liittyy, mikä laitteen normaali toiminta-alue on ja mitä mittausarvon muuttuessa tapahtui.
Kyberturvallisuus ja käyttöoikeuksien hallinta
Etäkäyttö tuo mukanaan lisää tietoturvaan liittyviä vaatimuksia, koska operatiivista tietoa voidaan käyttää varsinaisen fyysisen toimintaympäristön ulkopuolelta.
Organisaatiot tarvitsevat asianmukaiset tunnistautumisratkaisut, käyttöoikeuksien hallinnan, verkkoturvallisuuden ja käyttäjäkohtaiset oikeudet, jotta ihmiset pääsevät tarvitsemiinsa tietoihin ilman, että operatiivisia järjestelmiä tai dataa altistetaan tarpeettomasti.
Liian paljon hälytyksiä ja dataa
Kaikkien saatavilla olevien mittausarvojen valvonta voi nopeasti kuormittaa käyttäjiä liiallisella tietomäärällä. Suuri määrä mittaristoja, ilmoituksia ja vähämerkityksisiä hälytyksiä vaikeuttaa aidosti huomiota vaativien tilanteiden tunnistamista.
Raja-arvot ja hälytykset tulisi siksi määritellä operatiivisten prioriteettien perusteella. Kehittyneempi poikkeamien tunnistaminen voi myös auttaa havaitsemaan epätavallisia käyttäytymismalleja tai tilanteita, joita pelkät kiinteät raja-arvot eivät välttämättä tunnista tehokkaasti.
Laajentaminen useisiin laitteisiin ja toimipaikkoihin
Muutaman koneen kanssa toimiva valvontaratkaisu voi muuttua vaikeasti hallittavaksi, kun se laajennetaan satoihin laitteisiin tai useisiin tuotantolaitoksiin.
Yhtenäisten tietorakenteiden, nimeämiskäytäntöjen, valvontatapojen ja käyttöoikeussääntöjen merkitys kasvaa järjestelmän laajentuessa. Organisaatioiden tulisi siksi huomioida skaalautuvuus jo varhaisessa vaiheessa sen sijaan, että jokaista uutta konetta tai tuotantolaitosta käsiteltäisiin täysin erillisenä valvontaprojektina.
Miten etävalvonta otetaan käyttöön?
Määrittele, mitä on tarpeen valvoa
Aloita tunnistamalla operatiivinen ongelma, jonka ratkaisemisessa valvontajärjestelmän tulisi auttaa.
Tavoitteena voi olla esimerkiksi parantaa näkyvyyttä laitteiden toimintaan, havaita vikoja aikaisemmin, seurata tuotannon suorituskykyä, vähentää käyntejä paikan päällä, seurata energiankulutusta tai valvoa useissa eri sijainneissa olevia laitteita.
Selkeä tavoite auttaa määrittämään, millaista dataa ja teknologiaa todella tarvitaan.
1
Tunnista tarvittava data
Määritä, mitä mittaustietoja ja operatiivista tietoa tavoitteen saavuttamiseen tarvitaan.
Käyttötapauksesta riippuen näitä voivat olla esimerkiksi laitteiden toimintatila, lämpötila, värähtely, paine, käyttöaika, tuotantomäärät, energiankulutus, hälytykset tai kunnossapitotiedot.
Keskity dataan, joka tukee tiettyä päätöstä tai toimenpidettä, sen sijaan että keräisit kaikkea saatavilla olevaa tietoa vain siksi, että sitä on saatavilla.
2
Yhdistä laitteet ja järjestelmät
Seuraavaksi tunnista, missä tarvittava data jo sijaitsee ja miten se voidaan ottaa käyttöön.
Osa tiedoista voidaan saada suoraan sensoreista ja koneista, kun taas muuta dataa voi olla jo saatavilla automaatiojärjestelmistä, yhdyskäytävistä, tuotanto-ohjelmistoista tai liiketoimintajärjestelmistä.
Olemassa olevaa infrastruktuuria kannattaa hyödyntää aina kun se on käytännöllistä sen sijaan, että automaattisesti lisättäisiin uusia laitteita tai luotaisiin rinnakkaisia tietolähteitä.
3
Keskitä ja kontekstualisoi data
Eri lähteistä saatava data tulisi yhdistää niin, että käyttäjät ymmärtävät, miten se liittyy tiettyihin laitteisiin, prosesseihin ja sijainteihin.
Kontekstia voivat tuoda esimerkiksi laitehierarkiat, laitteiden väliset suhteet, sijainnit, normaalit toiminta-alueet ja muut tiedot, jotka helpottavat yksittäisten mittausarvojen tulkintaa.
Monimutkaisemmissa ympäristöissä rakenteinen digitaalisen kaksosen käyttöönotto voi tarjota tavan yhdistää operatiivinen data sitä vastaaviin fyysisiin laitteisiin ja prosesseihin.
4
Määrittele KPI-mittarit ja hälytykset
Määritä, mitä olosuhteita käyttäjien täytyy seurata ja milloin järjestelmän tulisi ilmoittaa niistä.
Raja-arvot ja hälytykset tulisi kohdistaa tilanteisiin, jotka todella vaativat huomiota. Liian suuri määrä ilmoituksia voi aiheuttaa hälytysväsymystä ja vaikeuttaa aidosti tärkeiden tapahtumien tunnistamista.
Myös KPI-mittareiden tulisi vastata projektin alussa määriteltyjä operatiivisia tavoitteita.
5
Suunnittele valvontanäkymät käyttäjien tarpeiden mukaan
Eri käyttäjät tarvitsevat erilaista tietoa. Operaattorit voivat tarvita ajantasaista tietoa koneiden toimintatilasta, kunnossapitotiimit voivat keskittyä laitteiden kuntoon ja esihenkilöt puolestaan ylemmän tason suorituskykymittareihin.
Valvontanäkymät tulisi siksi suunnitella niiden päätösten perusteella, joita kunkin käyttäjän täytyy tehdä, sen sijaan että kaikille esitettäisiin samat tiedot.
6
Validoi ja laajenna
Aloita hallittavasta kokonaisuudesta ja varmista, että valvontajärjestelmä tuottaa hyödyllistä ja luotettavaa tietoa.
Kerää palautetta järjestelmän käyttäjiltä, kehitä tarvittaessa dataa ja valvontanäkymiä sekä varmista, että hälytykset johtavat tarkoituksenmukaisiin toimenpiteisiin.
Kun toimintamalli on osoittautunut toimivaksi ensimmäisten laitteiden tai prosessien osalta, sitä voidaan laajentaa muihin laitteisiin, tuotantoalueisiin, tuotantolaitoksiin tai sijainteihin.
7
Miten digitaaliset kaksoset tukevat etävalvontaa?
Etävalvontajärjestelmät voivat kerätä ja esittää suuria määriä operatiivista dataa, mutta käyttäjien täytyy silti ymmärtää, mistä tieto on peräisin ja miten eri laitteet ja järjestelmät liittyvät toisiinsa.
Digitaaliset kaksoset voivat tuoda tähän tarvittavan kontekstin yhdistämällä fyysiset laitteet, operatiivisen datan ja niiden väliset suhteet todellisen toimintaympäristön digitaaliseen esitykseen.
Eri järjestelmistä saatavan datan yhdistäminen
Etävalvonnassa käytettävää dataa voidaan saada sensoreista, koneista, automaatiojärjestelmistä, kunnossapito-ohjelmistoista, tuotantojärjestelmistä ja muista tietolähteistä.
Digitaalinen kaksonen voi tuoda näistä järjestelmistä saatavan olennaisen tiedon yhteiseen ympäristöön. Sen sijaan, että käyttäjien pitäisi siirtyä eri sovellusten välillä ymmärtääkseen, mitä tapahtuu, he voivat tarkastella toisiinsa liittyviä operatiivisia tietoja yhteisen näkymän kautta.
Kontekstin lisääminen valvontadataan
Yksittäisistä mittausarvoista tulee hyödyllisempiä, kun käyttäjät ymmärtävät, mihin laitteeseen ne liittyvät ja miten kyseinen laite liittyy ympäröivään prosessiin tai tuotantolaitokseen.
Digitaalisen kaksosen ontologia voi auttaa jäsentämään näitä suhteita määrittelemällä, miten laitteet, järjestelmät, sijainnit ja datapisteet liittyvät toisiinsa. Näin valvontatieto saa enemmän kontekstia ja monimutkaisissa teollisuusympäristöissä on helpompi navigoida.
Etävalvonnan visualisointi
3D-pohjainen digitaalinen kaksonen voi esittää valvontatiedot todellista ympäristöä vastaavassa visuaalisessa näkymässä.
Käyttäjät voivat siirtyä kiinnostaviin laitteisiin tai alueisiin ja tarkastella niiden käyttöolosuhteita, toimintatilaa, KPI-mittareita tai hälytyksiä oikeassa kontekstissa. Tästä voi olla erityistä hyötyä suurissa tuotantolaitoksissa tai hajautetuissa tiimeissä, joissa kaikki käyttäjät eivät tunne jokaisen laitteen fyysistä sijaintia.
Etäyhteistyön tukeminen
Kun tiimeillä on käytössään sama visuaalinen ja operatiivinen konteksti, asiantuntijat voivat tukea kollegoitaan ilman jatkuvaa läsnäoloa paikan päällä.
Operaattorit, kunnossapitohenkilöstö, insinöörit ja muut asiantuntijat voivat tarkastella samoja laitteita ja tietoja ongelmatilanteita selvittäessään. Näin etävalvonta ei ole pelkästään tapa tarkastella dataa, vaan se voi myös muodostaa perustan tiimien ja eri sijaintien väliselle tehokkaammalle yhteistyölle.
Digitaaliset kaksoset eivät ole välttämättömiä kaikissa etävalvonnan käyttötapauksissa. Niiden arvo kasvaa kuitenkin laitteiden, tietolähteiden, käyttäjien ja operatiivisten suhteiden määrän lisääntyessä ja silloin, kun perinteisestä mittaristosta tulee yksinään vaikeasti hallittava.
Etävalvonta Process Geniuksen avulla
Process Genius auttaa teollisuusorganisaatioita muuttamaan operatiivisen datan visuaaliseksi ja kontekstualisoiduksi tiedoksi, jota voidaan käyttää etänä.
Genius Core™ 3D Digital Twin -alustan avulla organisaatiot voivat yhdistää laitteista, sensoreista, automaatiojärjestelmistä sekä muista liiketoiminta- ja operatiivisista järjestelmistä saatavan datan fyysisen ympäristönsä visuaaliseen esitykseen.
Sen sijaan, että tietoa seurattaisiin ainoastaan erillisistä mittaristoista, laskentataulukoista tai sovelluksista, käyttäjät voivat liikkua 3D-ympäristössä ja tarkastella olennaisia tietoja niitä vastaavien laitteiden, tuotantoalueiden, rakennusten tai tuotantolaitosten kontekstissa.
Tämä voi tukea etävalvontaa auttamalla organisaatioita:
- visualisoimaan laitteiden toimintatilan, operatiivisen datan ja KPI-mittarit niiden fyysisessä kontekstissa;
- yhdistämään useista järjestelmistä saatavan tiedon yhteiseen ympäristöön;
- valvomaan tuotantolaitoksia ja muita kohteita ilman, että jokaisen käyttäjän tarvitsee olla fyysisesti paikalla;
- tekemään tärkeästä operatiivisesta tiedosta helpommin löydettävää ja ymmärrettävää; sekä
- tarjoamaan operaattoreille, kunnossapitotiimeille, esihenkilöille ja asiantuntijoille yhteisen näkymän operatiiviseen toimintaan.
Monimutkaisia tuotantolaitoksia tai hajautettua toimintaa hallinnoiville organisaatioille tämä kontekstuaalinen lähestymistapa voi tehdä etävalvonnasta helpommin käytettävää ja laajennettavaa. Tiimit voivat tarkastella olennaista operatiivista tietoa sijainnistaan riippumatta ja samalla säilyttää selkeän yhteyden digitaalisen datan ja sitä vastaavien fyysisten laitteiden välillä.
Process Genius voi siten täydentää olemassa olevia valvonta-, automaatio-, kunnossapito- ja tuotantojärjestelmiä sen sijaan, että organisaatioiden pitäisi korvata järjestelmät, jotka jo tuottavat arvokasta operatiivista dataa.
UKK
Mitä etävalvonta tarkoittaa?
Etävalvonta tarkoittaa prosessia, jossa laitteista, kohteista, prosesseista tai tuotantolaitoksista kerätään dataa ja tuodaan se käyttäjien saataville toisessa sijainnissa. Sen avulla organisaatiot voivat seurata käyttöolosuhteita, suorituskykyä ja niiden muutoksia ilman, että henkilöstön tarvitsee olla fyysisesti läsnä jokaisen valvottavan kohteen luona.
Miten etävalvonta toimii?
Etävalvonta alkaa tyypillisesti siitä, että sensorit, koneet tai olemassa olevat ohjausjärjestelmät keräävät operatiivista dataa. Data siirretään valvontaohjelmistoon, jossa sitä voidaan käsitellä, visualisoida ja verrata ennalta määriteltyihin raja-arvoihin tai muihin ehtoihin. Käyttäjät voivat tämän jälkeen seurata ajantasaisia käyttöolosuhteita etänä ja saada hälytyksiä huomiota vaativista tilanteista.
Mitä laitteita voidaan valvoa etänä?
Monenlaisia teollisuuslaitteita ja infrastruktuuria voidaan valvoa etänä, kuten tuotantokoneita, moottoreita, pumppuja, tuotantolinjoja, teknisiä järjestelmiä, LVI-järjestelmiä ja muita yhdistettyjä laitteita.
Se, mitä voidaan valvoa, riippuu käytettävissä olevista sensoreista, laitteiden rajapinnoista, tiedonsiirtoyhteyksistä ja saatavilla olevasta operatiivisesta datasta.
Mitä hyötyä etävalvonnasta on?
Etävalvonta voi tarjota jatkuvan näkyvyyden operatiiviseen toimintaan, nopeuttaa ongelmien havaitsemista, tehostaa kunnossapitoa, vähentää käyttökatkoksia ja tarpeettomia käyntejä paikan päällä sekä parantaa hajautettujen laitteiden ja tuotantolaitosten hallintaa.
Konkreettiset hyödyt riippuvat siitä, mitä valvotaan ja kuinka tehokkaasti saatua tietoa hyödynnetään operatiivisissa prosesseissa ja kunnossapidossa.
Mitä eroa on etävalvonnalla ja ennustavalla kunnossapidolla?
Etävalvonta on laajempi kokonaisuus, joka tarjoaa näkyvyyden laitteisiin, prosesseihin tai tuotantolaitoksiin toisesta sijainnista. Ennustava kunnossapito puolestaan on kunnossapidon lähestymistapa, jossa laitteiden kuntoa ja muuta operatiivista dataa hyödynnetään kunnossapitotarpeiden ennakointiin.
Etävalvonta voi tuottaa osan ennustavan kunnossapidon tarvitsemasta datasta, mutta kaikissa etävalvonnan käyttötapauksissa tavoitteena ei ole laitevikojen ennakointi.
