Cómo Siemens Vitality utiliza AWS para su plataforma IIoT y fabricación inteligente

Introducción

Energía Siemens es una de las empresas de tecnología energética más grandes del mundo con instalaciones de fabricación de clase mundial en todo el mundo. Siemens Vitality aprovecha las capacidades de Amazon Internet Companies (AWS) para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad de las operaciones de su fábrica. La empresa está a la vanguardia de impulsar la transición energética international proporcionando tecnologías innovadoras y servicios y aplicaciones orientados a datos que optimizan el diseño y la producción de equipos para la generación, almacenamiento, transmisión y utilización de energía. Siemens Vitality está capacitando a sus fábricas para lograr una mayor eficiencia y sostenibilidad a través de un enfoque estandarizado de integración de datos de Web de las cosas (IoT) de activos físicos mientras consolida y estructura los datos utilizando servicios nativos de AWS. Esto permite a los ciudadanos-desarrolladores o al private de tecnología operativa (OT) aprovechar los datos para crear casos de uso de fábrica individuales y personalizados.

En este weblog, exploramos cómo Siemens Vitality aprovecha AWS para su plataforma de fábrica conectada IoT, que recopila, estructura y analiza datos de diferentes activos de fabricación. Esta integración proporciona una interfaz integral para que los operadores de fábricas monitoreen su proceso de producción, monitoreen el uso de energía y predigan las necesidades de mantenimiento de una manera inteligente, eficiente y proactiva.

Desafíos

Para Siemens Vitality, cada fábrica y línea de producción operaba con diferentes procedimientos, métodos y maquinaria. Esto presentó una serie de desafíos únicos:

• No había una solución de IoT estándar en todos los sitios, solo pruebas de conceptos aisladas en unos pocos. La complejidad se ve amplificada por la presencia de múltiples aplicaciones de conectividad de máquinas y agregación de datos que terminan siendo silos de datos aislados.
• Los sitios múltiples son grandes entornos abandonados con activos que tienen más de diez protocolos de datos de máquina diferentes. La integración de datos de un entorno de este tipo complica aún más los esfuerzos por crear un sistema cohesivo y eficiente.
• Garantizar que la seguridad esté integrada desde cero añade otra capa de dificultad, ya que requiere soluciones sólidas para proteger una amplia gama de dispositivos y protocolos de posibles amenazas cibernéticas.
• Siemens Vitality necesitaba que la gestión de una plataforma estuviera orquestada de forma centralizada. Querían utilizar prácticas de DevSecOps para una implementación y un escalamiento más rápidos con menos gastos operativos a través de la automatización.

Superar estos desafíos requirió un enfoque estratégico para la estandarización, una integración perfecta y medidas de seguridad integrales. El objetivo principal es lograr un entorno operativo seguro, interconectado, eficiente y resiliente utilizando los servicios administrados de AWS, específicamente una pila de IoT y herramientas de administración nativas para el borde.

Descripción basic de la solución

La solución se implementa y actualiza desde una cuenta central de servicios compartidos de AWS en varias cuentas de fábrica individuales de AWS. Este enfoque permite actualizaciones sistemáticas y una implementación controlada de nuevas funciones, al tiempo que garantiza que la facturación se asigne con precisión a los centros de costos apropiados.

Figura 1: flujo de trabajo de aprovisionamiento de cuentas de fábrica de Siemens Vitality

Al recibir el {hardware} y asegurarse de que esté listo para la configuración, el usuario de fábrica solicitará una imagen personalizada para la PC industrial (IPC). La imagen se instalará en la PC industrial con la ayuda de una memoria USB de arranque que requiere una interacción mínima del usuario. Se utiliza un conjunto de credenciales temporales para registrar la cuenta de fábrica de AWS correspondiente. El proceso de autoinstalación garantiza que el sistema esté reforzado de forma segura y configurado correctamente antes de conectarse, para evitar comprometer cualquier sistema o datos OT. Cuando el IPC se registra en el servicio, se activa una automatización para instalar el software program requerido. AWS IoT en el sitio componentes, convirtiendo el dispositivo en un dispositivo completamente funcional Puerta de enlace perimetral de SiteWiselisto para ingerir datos de forma segura desde OPC Unified Structure (OPC-UA) fuentes de datos en menos de 30 minutos. AWS IoT SiteWise es el núcleo de la solución. Permite a Siemens Vitality implementar casos de uso de monitoreo de acondicionamiento, monitoreo del consumo de energía y mantenimiento predictivo utilizando datos industriales de múltiples fuentes a escala, con bloques de construcción de {hardware} comunes. También ayuda a organizar los datos de diferentes tipos de fábricas con el mismo conjunto de herramientas y una interfaz única para análisis y seguimiento.

Para conectar los diversos activos de OT a AWS IoT SiteWise Edge Gateway, Integración de Domatica EasyEdge con AWS IoT Sitewise estaba apalancado. Gracias a su interfaz de usuario intuitiva y fácil de usar, las fábricas pueden recopilar datos de protocolos PLC heredados como Siemens S7, Modbusy más con una configuración mínima. La integración nativa entre AWS IoT SiteWise y EasyEdge ayuda a estandarizar la implementación perimetral en las fábricas, eliminando la necesidad de convertidores de protocolos de terceros. Esto cut back significativamente la complejidad y el tiempo de incorporación de los activos de la fábrica.

La plataforma Related Manufacturing unit también gestiona el ciclo de vida de las puertas de enlace industriales, incluido el sistema operativo (SO) y las actualizaciones de componentes, utilizando Gerente de sistemas AWS. El módulo de ciclo de vida puede realizar comprobaciones periódicas para informar anomalías operativas y fallos de cumplimiento que podrían comprometer la seguridad del sistema. Este módulo se ejecuta a nivel de cuenta de fábrica, pero informa los resultados a la cuenta central para garantizar una visibilidad clara y escalaciones rápidas cuando sea necesario.

Figura 2: Arquitectura de la plataforma de fábrica conectada a Siemens Vitality

Resultados

Después de sólo seis meses de iniciado el proyecto, Siemens Vitality comenzó a implementar la solución en las primeras fábricas. Hoy en día, Siemens Vitality conecta y monitorea una variedad de activos, como grandes vehículos autónomos, robots y máquinas de management numérico por computadora (CNC) en múltiples fábricas (por ejemplo, plantas de interruptores y turbinas de gasoline). Gracias a esta solución de AWS Industrial IoT, los equipos de fábrica locales pueden identificar anomalías en activos y procesos, reducir la no conformidad en piezas y equipos y acelerar la implementación de proyectos, lo que se traduce en una mayor productividad.

Otro caso de uso clave para Siemens Vitality es el monitoreo del consumo de energía, y es relevante para todos los sitios y activos. Más allá del consumo de energía, Siemens Vitality mide el aire a presión, el calor, el flujo de agua y más. Se espera que este caso de uso contribuya no solo a importantes ahorros de costos, sino también al objetivo de Siemens Vitality de convertirse en carbono impartial para 2030 en sus operaciones internas.

En basic, los casos de uso de IIoT condujeron hasta el momento a los siguientes resultados empresariales:

1. Redujo el tiempo de recolección handbook de datos hasta en un 50%.
2. Redujo los esfuerzos y costos de mantenimiento de activos de OT hasta en un 25 %.
3. Aumento de la disponibilidad de activos hasta en un 15%, impactando el resultado remaining.

Perspectivas y conclusiones

De cara al futuro, Siemens Vitality pretende integrar aún más la inteligencia synthetic (IA) y la IA generativa (GenAI) en su plataforma IIoT para mejorar las capacidades y la eficiencia de sus procesos de fabricación inteligentes. Al aprovechar los servicios de AWS, Siemens Vitality puede implementar algoritmos avanzados de mantenimiento predictivo, que pueden anticipar fallas en los equipos antes de que ocurran, minimizando el tiempo de inactividad y reduciendo los costos de mantenimiento. La integración y evolución continua de AI y GenAI en la plataforma IIoT de Siemens Vitality será el siguiente paso importante hacia la creación de un entorno de fabricación más inteligente y eficiente.

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