bởi Harjot Kalra, Ravi Avula, Sylvia Feng và Paul Park | vào ngày 27 DEC 2023 |

Bởi Harjot Kalra, Kiến trúc Sư Cấp Cao – AWS

Bởi Ravi Avula, Kiến trúc Sư Cấp Cao – AWS

Bởi Sylvia Feng, Giám đốc Toàn cầu Tư vấn Tự động hóa Số – Belden Inc.

Bởi Paul Park, Giám đốc Tiếp thị – Matterport

Matterport-AWS-Partners-2023

Matterport

Matterport-APN-Blog-CTA-2023

Doanh nghiệp đối mặt với thách thức liên tục để duy trì lợi nhuận và duy trì sự cạnh tranh trong khi cải thiện hiệu suất hoạt động. Trong ngành sản xuất, công nghệ bản sao kỹ thuật số đang biến đổi cách các công ty tiếp cận giải quyết vấn đề và tối ưu hiệu suất.

Bản sao kỹ thuật số là một biểu tượng ảo của một đối tượng hoặc hệ thống mà trải dài suốt toàn bộ vòng đời của nó. Nó được cập nhật với dữ liệu thời gian thực và sử dụng mô phỏng, học máy (ML) và lý trí để hỗ trợ quyết định có thông tin.

Bằng cách tạo ra một mô hình 3D sống động, giống như ảnh thực tế của một không gian vật lý, ví dụ, quản lý hoạt động có thể có cái nhìn sâu rộng vào cách hoạt động sản xuất của họ, cách chúng có thể được cải thiện và cách chúng có thể được tối ưu hóa để đạt hiệu suất tốt hơn.

Bằng cách bổ sung không gian sản xuất bằng cách kết nối cảm biến, bản sao kỹ thuật số có thể được “hồi sinh” thông qua tích hợp với dữ liệu cảm biến. Điều này cho phép mô phỏng và tư duy sáng tạo về các đổi mới và giải pháp.

Với sự giúp đỡ của công nghệ bản sao kỹ thuật số, quản lý hoạt động có thể tự tin cải thiện hiệu suất hoạt động, xác định và giải quyết vấn đề một cách hiệu quả, giữ tri thức bản địa về cơ sở hạ tầng sản xuất và tiếp tục đẩy ranh giới về những điều có thể đạt được.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sự hợp tác giữa Amazon Web Services (AWS) và Matterport để tạo ra một bản sao kỹ thuật số chứng minh khả năng (POC) cho Belden Inc. tại một trong các nhà máy sản xuất chính ở Richmond, Indiana. Mục đích của POC bản sao kỹ thuật số này là để có cái nhìn sâu rộng và tối ưu hiệu suất trong việc đào tạo nhân viên, giám sát hiệu suất tài sản và kiểm tra tài sản từ xa tại một trong các dây chuyền lắp ráp của họ.

Matterport là Đối tác của AWS và Người bán Trên AWS Marketplace đang dẫn đầu trong quá trình biến đổi số của thế giới xây dựng. Nền tảng dữ liệu không gian đột phá của họ biến các tòa nhà thành dữ liệu để làm cho mọi không gian trở nên có giá trị và dễ tiếp cận hơn.

AWS Integrator cho Matterport Digital Twins

Ngành sản xuất đang ngày càng số hóa, khiến cho các quản lý hoạt động ngày nay đang tìm kiếm cách tối đa hóa hiệu quả trong nhà máy của họ và duy trì sự tiên tiến.

Việc tích hợp bản sao kỹ thuật số của Matterport và AWS IoT TwinMaker cho phép bạn tưởng tượng lại dây chuyền sản xuất của mình bằng cách sử dụng hình ảnh thời gian thực, mang lại cho bạn quyền lực để truy cập các chỉ số hiệu suất quan trọng trong khi tối ưu hóa quy trình với tốc độ và độ chính xác.

AWS IoT TwinMaker giúp các nhà phát triển dễ dàng tạo ra bản sao kỹ thuật số của các hệ thống thế giới thực như tòa nhà, nhà máy, thiết bị công nghiệp và dây chuyền sản xuất. Nó cung cấp các công cụ bạn cần để xây dựng bản sao kỹ thuật số để giúp bạn tối ưu hóa hoạt động tòa nhà, tăng sản lượng sản xuất và cải thiện hiệu suất thiết bị.

Bằng cách kết hợp bản sao kỹ thuật số của Matterport với phân tích định hình từ triển khai trong tất cả các cấp độ của máy móc nhà máy của bạn, các quản lý hoạt động có thể xác định và thực hiện các cải tiến tiềm năng mà mở khóa các cấp độ năng suất mới.

Qua tích hợp này, các nhà phát triển có thể ngữ cảnh hóa dữ liệu từ các nguồn đa dạng với thông tin thế giới thực, tạo ra một bản sao kỹ thuật số toàn diện mang lại cái nhìn thông tin không gian không giới hạn – tất cả trong thời gian ngắn hơn và với chi phí giảm đi đáng kể so với các phương pháp truyền thống.

Hình ảnh 1 – Sự tích hợp của Matterport với AWS IoT TwinMaker.

Mở Khóa Đổi Mới và Đạt Được Thành Công với AWS

Belden Inc. là một đơn vị hàng đầu toàn cầu trong lĩnh vực thiết kế, sản xuất và phân phối các sản phẩm về mạng lưới, kết nối và cáp. Được thành lập từ năm 1902, Belden đã phát triển thành một nhà cung cấp đáng tin cậy về giải pháp mạng lưới và dữ liệu chất lượng cao cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm tự động hóa công nghiệp, truyền hình, giao thông vận tải và trung tâm dữ liệu.

Với sự tập trung vào đổi mới, Belden phát triển các công nghệ và giải pháp mới để đáp ứng nhu cầu đa dạng ngày càng biến đổi của khách hàng. Belden hoạt động toàn cầu, có mặt ở hơn 100 quốc gia và các nhà máy sản xuất được đặt ở các địa điểm chiến lược trên khắp thế giới. Thông qua mạng lưới đối tác và nhà phân phối rộng lớn, Belden cung cấp sản phẩm và dịch vụ của mình cho khách hàng trên toàn thế giới.

Hãy nhìn sâu vào giải pháp tổng thể bằng cách đi qua các bước quan trọng trong triển khai POC:

Tham quan Nhà máy và Hợp tác

Hành trình bắt đầu với đội ngũ của AWS và Matterport thăm nhà máy của Belden để có cái nhìn toàn diện về các hoạt động trong nhà máy. Hành trình này mang lại những hiểu biết vô cùng quý báu về quy trình sản xuất, quy trình làm việc và những thách thức mà nhà máy đang phải đối mặt. Sự hợp tác giữa AWS, Matterport và Belden chứng minh vai trò quan trọng trong việc kết hợp chuyên môn và tận dụng sức mạnh đặc sắc của từng đội để xác định những lĩnh vực có thể cải thiện.

Bắt Kỷ Lục Không Gian Số

Quá trình bắt kỷ lục tại hiện trường không tốn nhiều thời gian, chỉ mất khoảng một giờ để bắt kỷ lục một phần quan trọng của hoạt động nhà máy. Sử dụng hệ thống máy ảnh chụp ảnh 3D Pro3 hàng đầu của Matterport, chúng tôi đã bắt kỷ lục hình ảnh có độ phân giải cao với thông tin đo đạc chất lượng cao để tái tạo số hóa toàn bộ môi trường nhà máy.

Nên lưu ý rằng một trang web sản xuất có quy mô lớn như vậy, với diện tích lên đến 750.000 feet vuông, thì thường cần khoảng một tuần để hoàn thành quá trình quét và tạo bản sao kỹ thuật số của Matterport. Hơn nữa, các dịch vụ quét của Matterport có thể được sử dụng để thuê ra quá trình quét các không gian lớn.

Sau chuyến tham quan nhà máy, các đội ngũ tụ tập cho một buổi workshop khám phá và Belden chia sẻ một phát triển đáng chú ý: triển khai trước đó của các cảm biến trên bốn dây chuyền lắp ráp máy ép. Các cảm biến này cho phép thu thập dữ liệu thời gian thực, theo dõi và phân tích hiệu suất của thiết bị.

Việc sử dụng giao thức MQTT để kết nối và gửi dữ liệu thiết bị đến AWS IoT Core đã giúp tối ưu hóa quy trình này thêm nữa. MQTT, một giao thức truyền tin hiệu hiệu quả và nhẹ nhàng được thiết kế cho các ứng dụng Internet of Things (IoT), đảm bảo giao tiếp mượt mà với độ trễ tối thiểu. Sự tích hợp này cho phép truy cập nhanh chóng vào dữ liệu thiết bị quan trọng, hỗ trợ việc ra quyết định có thông tin và kích thích các biện pháp bảo dưỡng tích cực.

Nhập dữ liệu

Khắp nhà máy, các cảm biến được triển khai một cách chiến lược để thu thập dữ liệu vận hành quan trọng trước đây. Những cảm biến này chịu trách nhiệm theo dõi các khía cạnh khác nhau của hiệu suất máy móc, tính sẵn có và trạng thái sức khỏe, bao gồm các chỉ số như rung, nhiệt độ, dòng điện và công suất. Sau đó, dữ liệu vận hành đã được thu thập được truyền qua mạng công nghệ vận hành không tin cậy của Belden đến Belden Horizon Data Operations (BHDO).

BHDO đóng vai trò là một ứng dụng triển khai ổn định ở mép mang lại một phương tiện kết nối đơn giản, mượt mà, an toàn và đáng tin cậy với các hệ thống vận hành. Nó cũng có khả năng hấp thụ dữ liệu vào AWS IoT Core bằng cách sử dụng giao thức MQTT.

Với khả năng điều hợp mép của Belden Horizon, người dùng có khả năng triển khai và quản lý một cách dễ dàng các ứng dụng mép trên nhiều thiết bị cùng một lúc. Công nghệ Truy cập Từ xa An toàn (SRA) của Belden đảm bảo việc thiết lập kết nối ảo thông qua mạng ảo riêng ảo (VPN) dựa trên kết nối di động hoặc có dây.

Mô Hình Tài Sản

Dữ liệu được nhập vào AWS IoT Core được truyền đến AWS IoT SiteWise thông qua các quy tắc AWS IoT Core. AWS IoT SiteWise là một dịch vụ quản lý giúp khách hàng thu thập, lưu trữ, cấu trúc, tổ chức và giám sát dữ liệu từ thiết bị công nghiệp của họ một cách quy mô lớn.

Khách hàng thường cần mang dữ liệu đo lường lịch sử của thiết bị từ các hệ thống hiện tại như hệ thống lịch sử dữ liệu và cơ sở dữ liệu chuỗi thời gian vào AWS IoT SiteWise để đảm bảo liên tục về dữ liệu, đào tạo mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học có thể dự đoán sự cố của thiết bị và đưa ra những thông tin hữu ích.

Trực quan và Tương tác với Bản Sao Kỹ Thuật Số

Amazon Managed Grafana được sử dụng để tích hợp các thành phần khác nhau và xây dựng các bảng điều khiển trực quan. Đây là một dịch vụ quản lý đầy đủ dựa trên mã nguồn mở Grafana giúp khách hàng dễ dàng hơn trong việc trực quan hóa và phân tích dữ liệu vận hành ở quy mô lớn.

Amazon Managed Grafana được tích hợp với các nguồn dữ liệu của AWS thu thập dữ liệu vận hành, bao gồm AWS IoT SiteWise cũng như Amazon CloudWatch, Dịch vụ OpenSearch của Amazon, AWS X-Ray, Amazon Timestream và Dịch vụ Quản lý Prometheus của Amazon.

Các tham chiếu và liên kết sau cung cấp thông tin chi tiết hơn về các dịch vụ AWS được đề cập ở trên, tích hợp Matterport và AWS IoT TwinMaker, cũng như về Grafana:

• Thiết lập và tạo một không gian làm việc Amazon Managed Grafana. Hoặc có lựa chọn tự lưu trữ một phiên bản Grafana tự quản lý trên hạ tầng riêng của bạn và tích hợp nó với ứng dụng TwinMaker của AWS IoT từ danh mục công cộng của Grafana. Tiếp theo, thiết lập Grafana tự quản lý được lưu trữ trên hạ tầng của bạn.
• Mở bảng điều khiển Amazon Managed Grafana, chọn tên của không gian làm việc và đăng nhập với Trung tâm Danh tính IAM của AWS. Sau đó, nhập địa chỉ email và mật khẩu.
• Theo hướng dẫn trong hướng dẫn người dùng Amazon Managed Grafana để thiết lập quyền người dùng và chính sách IAM cho Grafana để truy cập AWS IoT SiteWise, AWS IoT TwinMaker.
• Thêm AWS IoT SiteWise và AWS IoT TwinMaker như một nguồn dữ liệu.
• Tích hợp AWS IoT TwinMaker với Matterport để cho phép nhập bản sao kỹ thuật số của Matterport vào các cảnh của AWS IoT TwinMaker. Sự kết hợp này cho phép trực quan hóa và giám sát bản sao kỹ thuật số của nhà máy Richmond.

Hình 2 – Bảng điều khiển mẫu bản sao kỹ thuật số tích hợp với AWS IoT TwinMaker

Kết luận

Bản chứng minh ảnh của bản sao kỹ thuật số cho nhà máy sản xuất Richmond của Belden đã thể hiện tiềm năng lớn và giá trị mà công nghệ bản sao kỹ thuật số mang lại cho ngành công nghiệp sản xuất. Các trường hợp sử dụng chính của giám sát hiệu suất tài sản và đào tạo nhân viên đã chứng minh hiệu quả của chúng trong việc cải thiện hiệu suất vận hành và nâng cao kỹ năng của nhân viên.

Trong tương lai, Belden có kế hoạch mở rộng triển khai bản sao kỹ thuật số của mình với các trường hợp sử dụng tiên tiến, như bảo dưỡng dựa trên dự đoán để tối ưu hóa hiệu suất tài sản hơn nữa bằng cách sử dụng phân tích dữ liệu và thuật toán học máy để dự đoán sự cố của thiết bị và lên lịch hoạt động bảo dưỡng một cách chủ động.

Hơn nữa, việc tối ưu hóa lên lịch dựa trên dữ liệu thời gian thực và nhận thức từ bản sao kỹ thuật số sẽ cải thiện kế hoạch sản xuất và phân bổ nguồn lực, dẫn đến sự tăng cường hiệu suất vận hành và tiết kiệm chi phí. Đội ngũ cũng đặt mục tiêu tận dụng khả năng của bản sao kỹ thuật số để cải thiện các quy trình kiểm soát chất lượng, cho phép phát hiện sớm các khuyết điểm và sai lệch so với các thông số kỹ thuật, cuối cùng dẫn đến chất lượng sản phẩm và sự hài lòng của khách hàng cao hơn.

Sự tập trung của đội ngũ Belden vào bảo dưỡng dự đoán, tăng cường hiệu suất tổng thể của thiết bị (OEE), lên lịch tối ưu hóa và kiểm soát chất lượng cải thiện phản ánh một cách tiếp cận chiến lược đối với việc khai thác đầy đủ tiềm năng của bản sao kỹ thuật số trong việc biến đổi quy trình sản xuất và đạt được sự xuất sắc vận hành.

Tìm hiểu thêm về Matterport trên AWS Marketplace.

Matterport – Đối tác AWS nổi bật

Matterport là một đối tác AWS hàng đầu đang dẫn đầu trong quá trình biến đổi số của thế giới xây dựng. Nền tảng dữ liệu không gian tiên tiến của họ biến các toà nhà thành dữ liệu để làm cho mọi không gian trở nên có giá trị và dễ tiếp cận hơn gần như mọi nơi.