Die Bedeutung Speichersysteme in der Fabrik der Zukunft

23rd October 2019
Source: Hyperstone
Posted By : Victoria Chercasova
Die Bedeutung Speichersysteme in der Fabrik der Zukunft

Die sich schnell entwickelnde Partnerschaft „Fabrik der Zukunf“t verdankt ihren Erfolg dem hochwertigen Management von Daten, die nicht nur verarbeitet und zwischen den Systemen kommuniziert werden, sondern auch Leistung, Ausdauer, Sicherheit und Zuverlässigkeit verbessern.

„Fabriken der Zukunft"  ist die öffentlich-private Partnerschaft der Europäischen Union im Wert von 1,15 Milliarden Euro für fortschrittliche Herstellung und Produktion. Es ist die kollaborative Integration von Information Communicational Technology (ICT) und Automation Technology (AT), die die Fertigungslandschaft verändert hat. Ihre Fortschritte erfordern Flexibilität, Sicherheit, Produktivität und vor allem Zuverlässigkeit. Es ist ein lösungsorientierter Ansatz, bei dem eine höhere Ressourceneffizienz und Produktionsqualität allein nicht mehr ausreichen.

Der internationale Robotikverband prognostiziert, dass bis 2020 über 3 Millionen Industrieroboter in die Lieferkette integriert werden - das Rückgrat dieser Roboter sind effiziente Datentransaktionen und sichere Speicherung. Automatisierte Systeme und Roboter liefern verwertbare Informationen in Form von hochsensiblen Daten, damit die Leistung optimiert, maschinelles Lernen genutzt und Sicherheit, Zuverlässigkeit und Sicherheit gewährleistet werden kann.

In der Vergangenheit verfügten die Fabriken über wenige Computer mit wenigen Komponenten, was zu einem relativ geringen kumulierten Ausfallrisiko führte. Heute verlangt die Fabrik der Zukunft Ökosysteme, die vollständig von Embedded Computern betrieben werden. Mit einer Vielzahl von Komponenten haben ICT und AT ein deutlich höheres kumuliertes Ausfallrisiko. Da die Abhängigkeit von Fabriken mit jeder hinzugefügten Komponente wächst und jede ausfallende Komponente einen Systemausfall oder einen Werksstopp auslösen kann, verlangen die Fabriken der Zukunft robuste Systemarchitekturen, die die Kontrolle über den Stromausfall nicht beeinträchtigen. Die Qualität dieser Lösungen hängt von der Qualität des in die Systeme eingebetteten Speichers ab. Aus diesem Grund ist die Einhaltung des Industriequotienten ein integraler Bestandteil bei der Entwicklung von Lagersystemen für die Fabrik der Zukunft.

Wie bereits erwähnt, reicht es nicht mehr aus, eine höhere Ressourceneffizienz und eine höhere Produktionsqualität zu gewährleisten. Da das Rückgrat von ICT und AT eine effiziente Datentransaktionen und sichere Speicherung sind, verlangen die Speichermodule, die den Host verwalten, anwendungsspezifische Optimierung, robuste Produkte, hochzuverlässige Komponenten, umfangreiche Tests und Langlebigkeit. Die Implementierung hochwertiger Speichermodule ist ein wesentlicher Schritt, um sichere und zuverlässige Innovationen bei niedrigeren Gesamtbetriebskosten zu erreichen.

Welche Bedeutung hat der Flash-Speicher-Controller in ICT und AT?

Speichersysteme innerhalb von ICT und AT stellen eine Reihe von Herausforderungen dar. Daher ist es wichtig zu verstehen, wie Flash-Speicher-Controller funktionieren, um diese Systeme so zuverlässig wie möglich zu machen. Heute sind NAND-Flash-Speicher-Controller das Gehirn hinter allen globalen, nichtflüchtigen Datenübertragungen. Was wie ein winziger Chip aussieht, kommuniziert und verwaltet Datenmassen zwischen der Host-Schnittstelle und dem Flash-Array, das dann letztendlich die Daten speichert. Da die Hersteller die Dichte der Bits in den Flashs erhöht haben, sind die physikalischen und logischen Anforderungen an die Steuerungstechnik exponentiell gestiegen. 

Die Fabrikautomatisierung erfordert einen industrietauglichen Flash-Speicher-Controller, der für die Verwaltung sensibler Daten entwickelt wurde,  um mit einer starker Fehlerkorrektur-Codierung, zuverlässigen Ökosystemen und Firmware-Funktionen Ausfälle des Speichersystems zu verhindern. Der Flash-Controller sollte über all diese Funktionen und Mechanismen verfügen und diese ausführen, ohne die Systemleistung im Laufe der Zeit zu beeinträchtigen. Embedded IPCs wurden entwickelt, um sichere, produktive Umgebungen zu schaffen, die mit niedrigeren Gesamtkosten laufen. Nichts davon kann jedoch ohne Zuverlässigkeit erreicht werden, denn in dem Moment, in dem ein System unerwartet ausfällt, muss eine Fülle kostspieliger Ressourcen investiert werden.

Die von der Künstlichen Intelligenz generierten Lerndaten erfordern zudem eine zuverlässige Speicherung. Kompromittierte Daten aus dem Gelernten können viel Zeit in Anspruch nehmen, um wieder erlernt zu werden, und schwerwiegende Auswirkungen auf die Lieferketten haben. Eine vollständig vernetzte Lieferkette erfordert kollaborative Roboter, eine dezentrale Produktionssteuerung und die Nutzung großer Datenmengen und Analysen zur Verwaltung von Fabriken.

In den heutigen Fabriken können Roboter ohne Schutzzäune mit Menschen zusammenarbeiten. So unterstützt beispielsweise in der Vormontage im Wolfsburger Volkswagens-Werk ein Roboter die Arbeiter durch das Anziehen von Schrauben. Ein solches System erfordert sichere und vorhersehbare Bewegungen, die aus stabilen und effizienten Datentransaktionen resultieren. Die dezentrale Produktionssteuerung ermöglicht es Unternehmen, fortschrittliche Technologien einzusetzen, um die Kommunikation zwischen Werkstücken, Maschinen und Menschen zu ermöglichen. Das spart Zeit, Ressourcen und senkt das Risiko von menschlichen Fehlern. Ähnlich wie bei kollaborativen Robotern erfordert der DSP jedoch, dass Datenmengen werksübergreifend übertragen werden. Darüber hinaus nutzen Hersteller immer mehr Anwendungen zur Datenanalyse und nutzen Predictive Analytics, um Parameter zu untersuchen und Entscheidungen zu treffen, die die Qualität in der gesamten Lieferkette beeinflussen und sicherstellen. Der Gesamterfolg und die Zuverlässigkeit all dieser Aspekte hängt von der Qualität und Leistungsfähigkeit des Flash-Speicher-Controllers bei der Verarbeitung der kommunikativen Daten sowie von seiner Sicherheit und Optimierung für seine genaue Auslastung ab.

Sicherheitsfunktionen können integriert werden, um sichere Fundamente zu gewährleisten.

Heutzutage ist das gesamte Fertigungs-Know-how eines Unternehmens in den Köpfen seiner Mitarbeiter weniger verbreitet als in einem digital gespeicherten  ICT und AT. Aus diesem Grund können Sicherheitsverletzungen zu einem vollständigen Verlust von sensiblem Wissen führen. Hacker-Systeme können auch zu einem gefährlichen Systemverhalten führen. Bestimmte Flash-Speicher-Controller ermöglichen die Integration zusätzlicher Sicherheitsfunktionen, um sicherzustellen, dass die Grundlagen für ein sicheres System vorhanden sind.

Industrie-PCs, Prüf- und Messgeräte sowie Datenlogger verändern jeden Bereich unseres Lebens, und wenn sie unerwartet versagen, kann dies schwerwiegende Auswirkungen auf die Produktionsumgebung und globale Produktion, den Aktienmarkt und die Lebensgrundlage der Beteiligten haben. Kosten bestimmen viele Entscheidungen; aber für die Fabrik der Zukunft können die Reparatur-, Wartungs- und Austauschkosten deutlich höher sein als die anfängliche Materialliste. Deshalb ist die Qualität von enormer Bedeutung für ICTs und ATs.

Warum das Power Fail Management in allen Steuerungen entscheidend und unterschiedlich ist.

Lieferketten sind von Strom abhängig, und wenn es zu einem Stromausfall kommt, müssen die Systeme entweder über eine zuverlässige Stromquelle verfügen oder sicher abgeschaltet werden, ohne dass die zu verarbeitenden Daten gefährdet werden. Die Robustheit bei Stromausfällen ist ein bekanntes Merkmal von Flash-Speicher-Controllern. Es ist eines der wichtigsten Merkmale für industriell anspruchsvolle Speichersysteme, um die Immunität gegen Datenverluste bei Stromausfällen zu gewährleisten. Diese Funktion muss die Datenintegrität während so einem Ereignis aufrechterhalten, was nicht nur einzelne Maschinen, sondern ganze Lieferketten beeinträchtigen könnte. Das FoF konzentriert sich stark auf das Maschinenlernen, ein Konzept, bei dem Roboter Daten sammeln und miteinander kommunizieren, um die beste Vorgehensweise zu optimieren. Systeme wie diese erfordern ein erstklassiges Power Fail Management, um sicherzustellen, dass die gesamte Kette von Maschinen und Anlagen nicht von einer ausfallenden Maschine abhängig ist, die Lerndaten gefährden und die Systemleistung beeinträchtigen könnte.

Es wird oft davon ausgegangen, dass die Robustheit bei Netzausfällen eine Standard-Firmwarefunktion ist, die von verschiedenen Controller Herstellern gleichermaßen durchgeführt wird. Das ist jedoch nicht der Fall. Der Controller ist das Gehirn, das den Flash steuert. Und wie bei allen Gehirnen gibt es unterschiedliche IQ-Werte. Es wäre naiv zu glauben, dass es ausreichend ist einfach ein Datenblatt anzusehen und die notwendigen Kästchen ankreuzen würde, da man ohne effiziente Power Cycle Tests nicht sicherstellen kann, dass die Prozesse auf dem erforderlichen Niveau durchgeführt werden. 

Die Ausrichtung auf anspruchsvolle, industrielle Anwendungen ist ein Ziel von Hyperstone. Folglich hat das Unternehmen einen starken Fokus auf die Robustheit bei Stromausfällen gelegt, die nicht nur in ihrem Hardware-Design, sondern auch in ihrer grundlegenden Firmware-Architektur tief verankert ist, um fehlerhafte Daten und ausfallende Geräte zu vermeiden. Plötzliche Stromausfälle können ein Speichersystem beim Schreiben, Lesen, Löschen, Mapping-Aktualisierungen und Hintergrundfirmwareoperationen treffen. Hyperstone Produkte wurden entwickelt, um Stromausfälle frühzeitig zu erkennen, damit alle Vorgänge sofort zu gestoppt und geschützt werden können. Letztendlich sollte man die Kästchen nicht einfach ohne weitere Einsicht ankreuzen - diese Merkmale sind nie gleich. Wenn Sie ein industrielles Speichersystem entwerfen, ist es am besten, wenn Sie sich über die Technologie hinter dem Datenblatt informieren und eine beträchtliche Anzahl von Power Cycle Tests durchführen, bevor Sie konkrete Entscheidungen treffen.

Die Fabrik der Zukunft, die Roboter und die Technologie, die sie verkörpert, haben ihr Rückgrat auf einem zuverlässigen, nichtflüchtigen Speicher. Es ist die Aufgabe von Systemintegratoren, sicherzustellen, dass die zuverlässigsten Flash-Speicher-Controller verwendet werden, die in die Karten und Module integriert sind, die in diesen Systemen landen. Die Entscheidung, welcher Flash-Speicher-Controller Ihr Speichersystem unterstützen soll, kann von Ihnen getroffen werden und kann die Qualität Ihres Endprodukts erheblich beeinflussen. Die Funktionen, aus denen sich ein industrielles Speichersystem zusammensetzt, Power Fail Management und weitere Designflexibilität sind für Industriedesigns unerlässlich, und darauf ist Hyperstone spezialisiert. 

 





Sign up to view our publications

Sign up

Sign up to view our downloads

Sign up

SPS IPC Drives 2019
26th November 2019
Germany Nuremberg Messe
Vietnam International Defense & Security Exhibition 2020
4th March 2020
Vietnam National Convention Center, Hanoi