Аналитика для станков: IIoT с помощью сервисов Yandex.Cloud и оборудования Moxa

Заказчик: АО «НефтеТрансСервис»
Интегратор: ООО "ГлоуБайт" (GlowByte)
Пилотный проект: Вагоноремонтный завод

Пилотный проект включал в себя реализацию системы аналитики на двух ремонтных станках. Данные об использовании этого оборудования раньше записывались вручную в бумажных журналах. Заказчик хотел автоматизировать процесс сбора и анализа информации и проверить помогут ли IoT-технологии улучшить работу подразделения по ремонту вагонов.

Цели заказчика:

• Выбор оборудования для модернизации в первую очередь на основании его доступности
• Обнаружение нарушения производственного процесса
• Прогноз снижения качества работы оборудования или его отказы

Решение состояло из двух частей, аппаратной и программной. В качестве программного решения были использованы инструменты Yandex.Cloud. Разработкой программной части занимались специалисты компании GlowByte. Для аппаратной части проекта было выбрано промышленное оборудование Moxa.

Общая архитектура решения

Аппаратная составляющая решения:

UC-8112-LX – Встраиваемый компьютер на базе RISC-процессора с процессором Debian ARM 7 1000 МГц, 2 Ethernet, 2 последовательными портами и сотовым модулем.

На компьютер было установлено программное обеспечения ThingsPro Gateway, в результате UC-8112-LX выполнял роль IIoT шлюза. На шлюз поступали данные с модулей ввода/вывода UC-8112-LX по протоколу Modbus TCP, затем они через сотовую сеть по протоколу MQTT передавались в облачный сервис Yandex IoT Core.

ThingsPro Gateway – Программное обеспечение, позволяющее интегрировать данные промышленного «полевого» уровня в IT-форматы через протоколы MQTT, SNMP и с помощью RestfulAPI. ThingsPro Gateway имеет встроенный Yandex Client для простого подключения к облачному сервису. Кроме того, есть готовые шаблоны для опроса устройств ioLogik, что исключает необходимость описания команд Modbus TCP для взаимодействия с модулями ввода/вывода.

ioLogik E1240 - Модуль ввода/вывода с 8 каналами аналогового ввода (AI). К модулям подключались датчики тока на эффекте Холла, которые устанавливаются поверх кабелей, что позволяет не вмешиваться в конструкцию и электрические цепи станков.

Для программной части проекта использовали:

• Yandex IoT Core – как шину сообщений,
• Yandex Message Queue для буферизации сообщений перед загрузкой для правильного использования СУБД,
• Yandex Managed Service for ClickHouse – как СУБД для аналитических целей,
• Yandex Cloud Functions для трансформации и управления потоком данных.

На основе данных о токах в облаке определяется состояние оборудования на каждый момент времени (работа или простой), количество циклов обработки и длительность каждого цикла.

Результаты пилотного проекта

• Обнаружили нарушения в производственном процессе и скорректировали работу
• Нашли резерв производственных мощностей и спланировали капремонт оборудования без остановок производства
• Выявили много коротких, но частых простоев станков и учли это при расширении программы обслуживания.