ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ETNdigi-superbanner
2026  # megabox

IN FOCUS

3D-piirit pakottavat suunnittelun huomioimaan lämmön, tehon ja mekaniikan

3D-IC-arkkitehtuureihin siirtyville suunnittelutiimeille suorituskyvyn ja luotettavuuden jatkuva parantaminen tuo mukanaan tuttuja mutta yhä monimutkaisempia haasteita: miten hallitaan tehonkulutusta, poistetaan lämpöä ja otetaan huomioon erilaisten fysikaalisten ilmiöiden monimutkainen vuorovaikutus pinotuissa rakenteissa?

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

ETN

Oct Nov # TME square
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Teollisella internetillä vauhtia MRO-prosesseihin

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 12.12.2018
  • Sulautetut
  • Verkot

Teollista internetiä (IIoT) käyttämällä voidaan parantaa ei-tuotannollisiin hankintoihin liittyviä MRO-prosesseja (Maintenance, Repair, Operating) eurooppalaisen Teollisuus 4.0 -ohjelman määrittämissä raameissa. Artikkelissa luodaan katsaus eräisiin IIoT-teknologioihin ja sovelluksiin, jotka ovat avainasemassa tässä murroksessa. (Artikkelin 1-osa ilmestyi marraskuussa.)

Artikkelin kirjoittaja Darren Hobbs vastaa markkinoinnista ja strategiasta S3 Semiconductorissa. Hänellä on tutkinnot Corkin yliopistosta sekä Henleyn johtamiskoulusta. Darrenilla on yli 20 vuoden kokemus puolijohdealalta tuotemarkkinoinnista ja tuotehallinnasta sekä pienissä yrityksissä että suurissa monikansallisissa yrityksissä.

Yhä useampien ja monipuolisempien ”esineiden” tarve teollisessa internetissä lisää innovatiivisuutta sulautettujen anturien suunnittelussa, minkä seurauksena antureihin saadaan tungettua yhä enemmän toimintoja yhä pienempään tilaan. Monissa sovelluksissa vaaditaan reaaliaikaista toimintaa, jolloin aina vain enemmän ja enemmän datankäsittelyä joudutaan suorittamaan nopeasti ”veitsen terällä”. Etäsovelluksissa laitteilta taas vaaditaan hyvin pientä tehontarvetta.

Tyypillinen anturi pitää sisällään seuraavat ominaisuudet:

  • ulkoisten muuttujien ilmaisu, jolloin usein tarvitaan analogiateknologian ja vahvistuksen hyödyntämistä
  • analogia-digitaalimuunnos
  • valmius paikalliseen prosessointiin
  • RF-lähetinvastaanottotoiminnot
  • pieni tehonkulutus ja tilantarve, esimerkiksi päälle puettavissa sovelluksissa

Yllä luetellut ominaisuudet asettavat, etenkin koon ja tehonkulutuksen osalta, suuria haasteita, jos käytetään erilliskomponentteja, ja yhä useammin anturitoteutukset perustuvatkin asiakaspiireihin tai SoC-suunnitteluihin. SoC-piiri on kooltaan vain hieman keskusyksikköä suurempi, mutta se käsittää paljon enemmän toimintoja ja tiheän integrointinsa ansiosta kuluttaa vähemmän tehoa kuin erilliskomponentteihin perustuvat ratkaisut – erityisesti monissa esineitten internetin sovelluksissa.

SoC-suunnittelujen tuotannosta vastaavat piirisuunnitteluun ja valmistustekniikoihin erikoistuneet toimijat. Esimerkiksi irlantilaisella S3 Semiconductorsilla on 20 vuoden kokemus anturipohjaisten IP-lohkojen toteutusteknologioista, joita voidaan lisensioida asiakassuunnitteluihin ja toteuttaa asiakasalustoille. Tällainen on esimerkiksi kuvassa 1 esitetty SmartEdge SoC.

 

Kuva 1: S3 Semiconductorsin SmartEdge-alusta.

Paikallisverkon tiedonsiirtoprotokollat

Anturien kehittymisen lisäksi myös kommunikointiprotokollien edistyminen on ollut merkittävä apu teollisen internetin voittokulussa. Sulautettujen anturien käyttämät tiedonsiirtoprotokollat ovat riippuvaisia laitteiden käyttöympäristöstä. Teollisen internetin antureille onkin käyttöympäristöstä johtuvia erilaisia vaatimuksia eikä mikään yksittäinen tiedonsiirtoteknologia täytä kaikkia toiminta-alueen, tehontarpeen, tilantarpeen ja kustannusten aiheuttamia vaatimuksia.

Vaikka Wi-Fi onkin ilmeinen valinta joihinkin sovelluksiin, monet uudet verkkotekniikat mahdollistavat kustannuksiltaan edullisempien ja vähemmän tehoa kuluttavien ratkaisujen kehittämisen. Uusien tekniikoiden myötävaikutuksella voidaan koota hyvin pienistä älylaitteista muodostuvia laajoja verkostoja. Kuvassa 2 esitetään katsaus tällaisiin langattomiin tiedonsiirron tekniikoihin. Niiden lisäksi on olemassa monia teollisuudenalakohtaisia langattomia verkkoja, kuten 6LoWPAN, ANT, Zigbee/Zigbee IP, Wireless M-Bus ja ISA100.

Kuva 2: Teollisen internetin tiedonsiirtotekniikoita.

Teollisen internetin alustat

Teollisuuden prosesseista ja järjestelmistä on saatavissa valtava määrä dataa ja haasteena alan toimijoille onkin, miten hyödyntää järkevästi tuota dataa reaaliaikaisten päätösten ja toimenpiteiden suorittamiseksi. Tätä helpottamaan on kehitetty valikoima IIoT-alustoja, joiden avulla voidaan esimerkiksi hallita teollisen internetin päätepisteitä ja liitettävyyttä, data-analyysia ja sovelluskehitystä sekä integrointityökaluja.

Teollisuusyritykset, joiden toimialoilta on saatavissa suuret määrät dataa jo pidemmän aikaa käytössä olleista MRO-prosesseista, investoivat tuon valtavan tietomäärän (big data) prosessointia tehostaviin ohjelmistoihin ja sovelluksiin, jotta saisivat syvällisempää tietoa prosesseista päätöksenteon tueksi.

Ilmailualalla esimerkkinä voidaan mainita Air Francen ja KLM:n yhteisyritys AFI KLM, joka on aloittanut ulkoistettujen MRO-huoltopalvelujen tarjonnan muille lentoyhtiöille. AFI KLM:n kehittämän Prognosis-nimisen alustan algoritmit käyttävät dataa, jota latautuu lentokoneesta automaattisesti Wi-Fi:n kautta pysähdyksen aikana Paris-CDG:n lentokentällä. Prognosis lähettää saamansa tulostiedot reaaliaikaisesti huoltokeskukseen, jossa asiantuntijat saavat hälytysviestit komponenteista, jotka vaativat huoltotoimenpiteitä.

Kaksi suurta japanilaista tuotannon- ja prosessinohjauksen alalla toimivaa yritystä Yokogawa Electric Corporation ja Iwaki Co. Ltd. ovat yhteistyössä tehneet soveltuvuusselvityksiä testaamalla etänä tapahtuvaa pumppujen valvontapalvelua. Yokogawa kehittää teollisen internetin yhdyskäytävälaitetta, joka vastaanottaa pumpun anturidataa pienellä tehontarpeella toimivan LPWAN- tai muun langattoman yhteyden kautta tai analogia-digitaalitiedonsiirtoliittymän kautta. Kun data on tallennettu pilvipalveluun, se saadaan käyttöön matkapuhelin- tai lankaverkon avulla. Soveltuvuusselvityksessä Yokogawan tavoitteena on aikaansaada teollisuusprosesseihin laaja-alaisesti soveltuva järjestelmä, joka yksinkertaistaa anturien ja muiden instrumenttien liitettävyyttä prosesseihin sekä datan tiedonsiirtoa pilvipalveluun.

Yhteenveto

Teollisen internetin teknologiat tukevat tehokkaiden MRO-liiketoimintaprosessien luomista. Kun tarkkaan ja luotettavaan datankeruuseen yhdistetään sulautettujen teknologioiden kehittymisen myötä lisääntyvä älyanturien käyttö, on MRO-prosesseista saatavissa olevan datan määrä kasvanut eksponentiaalisesti. MRO-toiminnoissa haasteena on ymmärtää, mitä johtopäätöksiä kerätyn datan perusteella voidaan tehdä ennen kuin lopulliset päätökset toimenpiteiden käynnistämisestä tehdään.

Perimmäinen päämäärä MRO-prosessin hyödyntämisessä on ennakoiva huollontarpeen ilmaisu, jolloin tarvittavat toimenpiteet voidaan tunnistaa ennen tarpeen ilmaantumista ja kaikki tarvittavat toimet huollon suorittamiseksi saadaan käynnistetyksi niin, että huollon vaikutus MRO-prosessin toimintaan jää mahdollisimman vähäiseksi. Monet merkittävät teollisuuden toimijat sijoittavat paukkujaan teollisen internetin alustoihin ja sovellusohjelmistoihin, joilla niiden omat MRO-prosessit saadaan liitettyä alustoihin. Useissa tapauksissa nämä toimijat tekevät yhteistyötä keskenään jakaakseen kustannuksia, osaamista ja teknologiaa.

Lue artikkelin 1. osa: Teollinen internet mullistaa huollon ja ylläpidon

MORE NEWS

Jolla haluaa Ruotsin poliisien taskuun

Suomalainen Jolla tähtää Ruotsin turvallisuusviranomaisten puhelintoimittajaksi. Yhtiö tarjoaa Salossa koottavaa Jolla Phone -älypuhelintaan Ruotsin poliisille, pelastusviranomaisille ja puolustussektorille yhdessä tukholmalaisen CivSec AB kanssa. Linux-pohjaiseen Sailfish OS -käyttöjärjestelmään perustuva puhelin on jo valmis pilottikäyttöön.

PHP-hyökkäykset leviävät – Eurooppa pahiten tulilinjalla

Viime viikolla paljastuneet vakavat PHP-haavoittuvuudet ovat käynnistäneet laajan hyökkäysaallon. Tietoturvayhtiö Check Pointin mukaan jo joka kymmenes organisaatio maailmassa on joutunut PHP2Shell-haavoittuvuuksiin kohdistuvien hyökkäysyritysten kohteeksi. Euroopassa osuus on vielä suurempi, 14 prosenttia.

Tulevaisuuden 6G-verkko näkee esteet ennen kuin yhteys katkeaa

Tulevaisuuden mobiiliverkko voi havaita yhteyttä uhkaavan esteen jo ennen kuin radiosignaali alkaa heiketä. Oulun yliopisto käynnistää kansainvälisen 6G-ROCKET-hankkeen, jossa tekoäly opetetaan ennakoimaan radioympäristön muutoksia ja mukauttamaan verkon toimintaa niiden perusteella.

Myös matalalla lentävä satelliitti tarvitsee tarkkaa aikaa

Maan matalalla kiertoradalla liikkuvat satelliitit tarvitsevat täsmällistä ajoitusta siinä missä suuret tietoliikennesatelliititkin. Microchip vastaa kasvavaan tarpeeseen uudella säteilyä kestävällä kideoskillaattorilla, joka on suunniteltu erityisesti LEO-satelliittien vaatimuksiin.

Insta valmistautuu satojen miljoonien varmenteiden aikakauteen

Digitaalisten varmenteiden määrä kasvaa ja niiden voimassaoloajat lyhenevät. Suomalainen teknologiayhtiö Insta vastaa kehitykseen uudella Insta Certifier 10 -varmenneratkaisulla, joka on suunniteltu jopa satojen miljoonien varmenteiden hallintaan. Samalla järjestelmä valmistaa organisaatioita siirtymään kvanttiturvalliseen salaukseen.

Siemens tuo sirujen tuotantotestauksen PCIe- ja USB-väyliin

Puolijohteiden monimutkaistuessa niiden tuotantotestaus vie yhä enemmän aikaa ja rahaa. Siemens pyrkii ratkaisemaan ongelman uudella Tessent Silicon Executable -ohjelmistolla, jonka avulla sirujen testikuvioita voidaan suorittaa suoraan nopeiden PCIe- ja USB-liitäntöjen kautta. Ratkaisu tuo samat testit piirin suunnittelusta tuotantolinjalle ja valmiiseen järjestelmään.

Mikro-ohjaimen rajat murtuvat – tekoälylle satoja megatavuja muistia

Mikro-ohjainten ja sovellusprosessorien välinen raja alkaa hämärtyä. Synaptics on esitellyt yhteistyössä Googlen kanssa uuden Astra SR200 -piirisarjan, joka tuo mikro-ohjaimeen tehokkaan tekoälykiihdyttimen ja jopa satoja megatavuja DRAM-muistia. Tavoitteena on ajaa aiemmin Linuxia ja erillistä muistia vaatineita tekoälysovelluksia pienissä, vähän energiaa kuluttavissa laitteissa.

Datakeskusten energiantarve puhutti Energiamessuilla

Datakeskusten kasvava sähkönkulutus, energian varastointi ja teollisuuden sähköistyminen nousivat keskeisiksi aiheiksi Tampereella järjestetyillä Energiamessuilla. Kolmipäiväinen tapahtuma kokosi yhteen 7800 energia-alan ammattilaista ja asiantuntijaa.

Tämä työkalu löytää virheet, jotka jäävät testeissä piiloon

Sulautettu järjestelmä voi läpäistä kaikki testit ja sisältää silti virheitä, jotka aiheuttavat ongelmia vasta todellisessa käytössä. Ruotsalainen Percepio pyrkii löytämään tällaiset piilevät ongelmat ennen tuotteiden päätymistä asiakkaille. Nyt tekniikka on tuotu myös Zephyr-reaaliaikakäyttöjärjestelmän kehittäjien ulottuville.

Renesas vaihtaa flashin MRAM-muistiin uusissa ohjaimissaan

Renesas ottaa merkittävän askeleen 32-bittisten mikro-ohjaintensa kehityksessä. Uudet RX74M- ja RX74N-piirit ovat RX-perheen ensimmäiset 22 nanometrin prosessilla valmistettavat mikro-ohjaimet, joissa perinteinen sulautettu flash-muisti on korvattu MRAM-muistilla. Samalla kellotaajuus nousee 600 megahertsiin, mikä on yli kaksinkertainen edeltäjiin verrattuna.

60 gigahertsin tutkat voidaan testata ilman mittauskammiota

Millimetriaaltotutkien tuotantotestaus voi jatkossa onnistua ilman suuria ja kalliita kaiuttomia mittauskammioita. Japanilaiset Anritsu ja Candox Systems ovat osoittaneet, että 60 gigahertsin tutkien mittaukset voidaan tehdä lähikenttäanturilla siten, että tulokset vastaavat riittävän hyvin virallisissa hyväksyntätesteissä käytettäviä kaukokenttämittauksia.

Yksi verkkopyyntö voi riittää palvelimen kaappaamiseen

Kahdesta kriittisestä PHP-haavoittuvuudesta voi muodostua vakava uhka valtavalle määrälle verkkosivustoja ja verkkokauppoja. PHP2Shell-nimellä tunnetut haavoittuvuudet saattavat mahdollistaa palvelimen kaappaamisen yhdellä verkkopyynnöllä ilman käyttäjätunnuksia tai salasanaa. Korjauspäivitykset on jo julkaistu, mutta suuri määrä palvelimia käyttää edelleen vanhoja PHP-versioita.

Nokian Hotard: Tekoälyverkkojen kysyntä ylittää jo tarjonnan

Toimitusjohtaja Justin Hotard ei usko tekoälyinfrastruktuurin kysynnän jäävän lyhytaikaiseksi kasvupiikiksi. Nokian myynti tekoäly- ja pilviasiakkaille kasvoi kolmannella neljänneksellä 123 prosenttia. Yhtiö ennustaa optisten verkkojen ja IP-verkkojen yhteenlasketun liiketoiminnan kasvavan ensi vuonna jopa 30 prosenttia.

Lovable vie vibekoodauksen yritysten omiin pilviin

Ruotsalainen AI-yhtiö Lovable haluaa tehdä vibekoodauksesta yritysten tuotantokelpoisen ohjelmistokehityksen työkalun. Uuden Deploy on AWS -ratkaisun avulla tekoälyllä luodut sovellukset voidaan ajaa yrityksen omassa pilviympäristössä. Ensimmäisten suurasiakkaiden joukossa on Deutsche Telekom.

Donut Labin kylmätestissä kovat tulokset

Donut Labin kiinteän elektrolyytin akku säilytti lähes 97 prosenttia kapasiteetistaan 30 asteen pakkasessa. VTT tekemässä testissä tulos saavutettiin ilman akun eristystä, lämmitystä tai aktiivista lämmönhallintaa. Tulos jää hieman CES-messuilla luvatusta 99 prosentista, mutta on poikkeuksellisen hyvä verrattuna perinteisiin litiumioniakkuihin.

Nokia lyhentää piirisuunnittelun kuukausista päiviin tekoälyllä

Nokia ottaa käyttöön Cadencen tekoälyagentteihin perustuvan suunnitteluympäristön, jonka avulla monimutkaisia piirisuunnittelun ja analyysin työvaiheita voidaan nopeuttaa jopa viisinkertaisesti. Cadencen mukaan aiemmin kuukausia vaatineita suunnittelukierroksia voidaan lyhentää päiviin.

Muratan lämpötila-anturi on lähes näkymätön

Murata on kehittänyt maailman pienimmäksi kutsumansa NTC-termistorin. Uuden NCU01-sarjan komponentin mitat ovat vain 0,25 × 0,125 millimetriä. Niin pientä anturia on jo vaikea erottaa paljaalla silmällä.

Komponenttikauppa käy kuumana – Digikey kasvaa ja investoi

Elektroniikkakomponenttien jakelija Digikey kertoo kasvavansa tänä vuonna yli 50 prosenttia. Voimakkaan kasvun jatkuessa yhtiö investoi seuraavien 18 kuukauden aikana 100 miljoonaa dollaria jakelukeskuksensa kapasiteettiin ja automaatioon.

TI mittaa tekoälypalvelimen sähköhäiriöt nanosekunnin tarkkuudella

Tekoälypalvelimien GPU- ja prosessorikorttien tehonsyötössä voi esiintyä nanosekuntien mittaisia jännitehäiriöitä, jotka aiheuttavat toimintahäiriöitä ja pahimmillaan laitevikoja. Texas Instrumentsin uusi AD-muunnin tekee nämä häiriöt näkyviksi ja mahdollistaa niiden jatkuvan etävalvonnan.

600 megabittiä satelliitin sisällä

Satelliittien sisäinen tiedonsiirto vaatii nopeuden lisäksi poikkeuksellista luotettavuutta ja säteilynkestoa. STMicroelectronics on esitellyt uuden RHFLVDS42-vastaanotinpiirin, joka siirtää dataa jopa 600 megabitin sekuntinopeudella ja kestää avaruuden ankarat olosuhteet.

2026  # mobox för megabox
Oct Nov   # puffbox mobox till square
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Reaaliaikainen moottorinsäätö irrotetaan prosessorin tehtävistä

ETN - Technical articleHumanoidirobottien servokäyttöjen on ohjattava nivelten liikkeitä tarkasti ja nopeasti. Samalla niiden mikro-ohjaimilta vaaditaan yhä enemmän tiedonsiirtoa, diagnostiikkaa ja muita järjestelmätason toimintoja. Ratkaisuna on erottaa aikakriittinen moottorinsäätö muista prosessorin tehtävistä ja siirtää se erillisen laitteiston hoidettavaksi.

Lue lisää...

OPINION

Googlen jätti-investointi: aika on kypsä uudelle ydinvoimalle

Googlen 13 miljardin euron investointi Suomeen on valtava uutinen. Vielä suurempi uutinen saattaa kuitenkin olla se, mitä investointi kertoo Suomen sähköntarpeesta. Tekoäly tarvitsee sähköä. Paljon sähköä, tasaisesti ja ympäri vuorokauden.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Jolla haluaa Ruotsin poliisien taskuun
  • PHP-hyökkäykset leviävät – Eurooppa pahiten tulilinjalla
  • Tulevaisuuden 6G-verkko näkee esteet ennen kuin yhteys katkeaa
  • Myös matalalla lentävä satelliitti tarvitsee tarkkaa aikaa
  • Insta valmistautuu satojen miljoonien varmenteiden aikakauteen

NEW PRODUCTS

  • Muratan lämpötila-anturi on lähes näkymätön
  • 600 megabittiä satelliitin sisällä
  • ISM-taajuuksille entistä pienempi tehovahvistin
  • Uusi anturi mittaa satojen ampeerien virtoja ilman mittausvastusta
  • Sama anturi mittaa korkeuden vuoristossa ja syvyyden veden alla
 
 

Section Tapet