RELY-CPPS应用案例——如何用一台设备解决数字化的挑战

这一成功案例展示了一个设备如何在多供应商场景中实现传感器融合、边缘实时高频处理和高可用性网络、充分实施网络安全机制，以及一个公司如何从使用可重构硬件中获益，该硬件能够随着业务和市场需求，无额外成本。

挑战

•新的网络基础设施

•灵活和自适应制造

•质量可追溯性

•全面生产维护（TPM）

解决方案

•在同一设备中结合OT/IT传感器融合能力、智能网络、强大计算和网络安全的RELIN-CPPS平台。

关键优势

•具有智能网络容量的高可用性基础设施

•多供应商场景中的灵活性

•高频实时边缘计算

•涵盖苛刻的网络安全策略

•不断发展的硬件

为了最大限度地提高利润率，工厂在布局上寻求更大的灵活性，在工艺和制成品方面寻求更多的信息，在处理这些数据方面寻求更多的智能。然而，随着新技术被引入工厂，有必要遵守一些规则。首先也是最重要的是生产不能停止。新技术必须与旧系统兼容，并应促进供应商之间的互操作性。

具体方式

Microdeco是一家为汽车行业生产小型金属零件的公司。该公司一直在寻找提高生产力的方法，并走在使用智能系统的前列。在该公司位于西班牙Ermua的试点工厂，Microdeco围绕着智能网关（RELY-CPPS）的概念构建了一个网络基础设施，将先进的网络、边缘计算和传感结合在一起。

创建智能工厂的最大挑战之一在于连接各种系统。工厂包括高速光链路，将每一组机器、传感器和执行器连接起来（见图a）。

图a

五速以太网端口在每个单元中实现常规以太网或工业以太网协议，以及串行端口，以实现广泛使用的工业协议，如Modbus和Profibus。此外，该装置包括一个扩展模块，用于连接温度传感器、加速计和其他数字和模拟外围设备。

图b显示了安装在每台机器（CPPS区域）中的每个智能网关是如何使用单个光纤链路连接到下一个的。通过将所有设备连接到一个实现高可用性无缝冗余（HSR）协议的单环中，完成了基础结构。

图b

 这种非专有（IEC 62439-3第5条）以太网“零延迟恢复时间”解决方案允许运营商在不影响工厂其他节点或设备的情况下，断开任何设备与环的连接。这种真正的插头和工作操作有助于工厂布局的修改。

安全引导进一步增强了网络安全。设备外部的所有外部软件和比特流，甚至引导加载程序和操作系统，都被存储，AES-256加密，HMAC认证。此功能与设备中包含的其他硬件安全保护相结合，可确保整个网络基础设施的数据来源可靠。

此外，安装在每个RELIN-CPPS中的SIEM代理（除其他外）运行以下安全相关任务：新连接、身份验证尝试、SSH连接、访问分析工具、病毒/恶意软件检测分析、网络攻击识别、网络中存在的协议和ARP流量分析。

数据分析可以在企业或云服务器上远程执行，甚至可以在智能网关上本地执行。出于最后的目的，产品包括一个时间数据库，它可以预测生产中的故障或其他已定义的行为，并在本地采取行动。由Juxt.io提供的大数据分析软件负责执行与机器行为相关的预测分析。

得益于基于开放标准的解决方案，Microdeco完成了项目开始时定义的所有目标。此外，该解决方案基于可重构硬件（现场升级）这一事实保证了系统的演进，以包括公司未来的需求。

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