ABONAMENTE VIDEO REDACȚIA
RO
EN
×
▼ LISTĂ EDIȚII ▼
Numărul 45
Abonament PDF

Bosch Big Data Analytics Solution for I4.0

Augusta Ene
Groupleader Analytics Service Center @Bosch



Cosmin Lazar
Data Scientist @Bosch
PROGRAMARE

Bosch "Invented for life" este un motto extrem de bine cunoscut. Dar ce ziceți de Bosch "Simply. Connected"? Noul slogan scoate în evidență noua abordare a companiei care oferă soluții pentru case inteligente, orașe inteligente, mobilitate urbana inteligenta, și nu in cele din urma pentru fabrici inteligente, elementul cheie al conceptului Industry 4.0. În timp ce casele inteligente vor oferi mai mult confort și mai multă siguranță, iar orașul inteligent va îmbunătăți calitatea vieții, inițiativa Industry 4.0 va permite ca fabrica viitorului să fie flexibilă, conectată și inteligentă, astfel încât oamenii, masinile și produsele să comunice intre ele.

Scurt istoric: versiunile 1.0 - 3.0

Termenul Industry 4.0 presupune existența anterioară a versiunilor 1.0, 2.0 și 3.0; si intr-adevăr, aceste versiuni corespund revolutiior industriale majore care au modelat lumea asa cum este ea acum: Versiunea 1.0 se referă la prima revolutie industriala ce coincide cu aparitia primelor mașini pe aburi, care au inlocuit mare parte din productia manuala. Versiunea 2.0 ce corespunde practic revolutiei tehnologice incepe cu aparitia primei linii de producție și asamblare, care a făcut procesul de producție mai rapid, mai ieftin și mai eficient prin divizarea producției în pași. Acest lucru a permis deservirea pieței de masă cu un impact social foarte important. Versiunea 3.0 sau revolutia digitala incepe cu aparitia calculatoarelor, precum și a roboților și masinilor controlate cu ajutorul calculatorului. Rezultatele imediate ale utilizarii calculatoarelor in industrie au fost automatizarea producției și reducerea costurilor la scară largă. Acesta este, foarte pe scurt, status quo-ul industriei curente din punct de vedere istoric.

Noua revolutie industriala: Industry 4.0

Viitorul industriei se bazează pe toate elementele enumerate mai sus, dar este mult mai flexibil. Avand ca si element inovator conceptul de conectivitate (concept ce implica furnizori de materii prime, clienti, operatori umani, masini si produse), industria viitorului dobandeste capacitatea de a se autoorganiza. Tendința socială actuală a personaliza, este un factor determinant pentru fabrica viitorului. Într-o astfel de fabrică, elementul de legătură este informația care spune masinilor și roboților cum ar trebui să seorganizeze pentru fiecare proiect.

Prin conectarea oamenilor, a masinilorși a materialelor, se poate realiza o virtualizare a intregului proces de producție, în timp real. Astfel, coordonarea constantă devine o posibilitate reală, o coordonare între diferite locuri de pe glob, chiar dincolo de perimetrul unei companii.

Big Data - realitatea care produce schimbarea

Conceptul de Big Data sta la baza implementarii conceptului I4.0. Termenul big data este utilizat pentru a ilustra scenarii în care arhitecturile analitice clasice devin ineficiente pentru analiza datelor. Prin definiție, conceptul "big data" are trei trăsături cunoscute drept "3V": volum, varietate și viteză. Dacă ne referim strict la caracteristicile "3V", peisajul producției de date la nivel global arată astfel: 1V) producerea de date la nivel mondial se dublează anual, iar această tendință ascendentă afectează toate sectoarele economice și industriale; 2V) datele nestructurate cresc mult mai rapid decât datele structurate, iar 3V) viteza cu care datele sunt generate devine din ce în ce mai mare, fiind determinată de creșterea numărului de aparaturi/senzori ce generează datele noi. Concluzia evidentă este că epoca Big Data a sosit de ceva timp, iar noi trebuie să ne adaptăm.

Arhitectura Big Data

Industria manufacturieră este unul din sectoarele care produce big data. Fiind unul dintre cei mai importanți actori în productia de componente industriale, componente pentru productia de automobile și masini de construcții în întreaga lume, compania noastră este în pas cu această evoluție firească; iar primul lucru care trebuie adaptat este întreaga arhitectură IT din fabricile de productie.

Implementarea unei arhitecturi complete, end-to-end, pentru analiza big data este o provocare din mai multe motive: i) necesitatea de a îndeplini cerințele personalizate specifice diferitelor tipuri de afaceri, ii) absenta tehnologiilor suficient de mature pentru integrare/modelare/acces de date pe piață, și iii) nevoia de a adapta mulți dintre algoritmii de analiza si data mining la big data. Noua arhitectură trebuie să facă față provocărilor de mai sus, și, în cazul nostru, să îndeplinească anumite cerințe specifice, cum ar fi constrângerile în timp (aproape) real, date eterogene sau analiza și vizualizarea unui volumului mare de date. Arhitecții noștri IT implementează soluția generică din Figura 1, utilizând, în principal, tehnologii open source. Soluția are la bază Apache Hadoop Ecosystem și este adaptată astfel încât să îndeplinească cerințele sectorului nostru de business.

Figura 1. Arhitectură generică pentru o platformă analitică Big Data

Modelul analitic Big Data

Împreună cu colegii din Germania, SUA și India, asociații Bosch din Cluj-Napoca dezvoltă soluții analitice bazate pe datele ce provin din producția realizată în fabricile Bosch din întreaga lume. Noi asigurăm monitorizarea procesului în timp real, management optim al evenimentelor neprevezute si al erorilor, predicția evenimentelor, suport bazat pe date pentru rezolvarea problemelor, optimizarea managementului riscului, reducerea timpului de reacție la cererile clienților. De la modele analitice vizuale la modele complexe de predicție, analiza realizată trebuie să fie conformă cu standardele de calitate înaltă a industriei automobile, din moment ce acestea influențează procesele de producției direct.

Figura 2. Modelul CRISP-DM [1]

Standardele sunt o garanție a calității

Modelul CRISP-DM (Cross Industry Standard Process for Data Mining) [1] este standardul pe care îl implementăm în toate proiectele noastre. Asociații Bosch din Cluj-Napoca conduc proiectele în toate etapele lor, de la înțelegerea logicii de business la realizare și lansare. Înțelegerea procesului industrial prin colaborarea cu inginerii din fabrică este o parte componentă crucială a procesului de înțelegere a datelor, iar acest lucru poate fi realizat doar menținând un contact direct cu owner-ii procesului industrial din centrele competente.

Dezvoltarea unei soluții analitice complete se bazează, pe de o parte pe o infrastructură IT fiabilă, dar pe de altă parte, pe abilitățile interdisciplinare ale asociaților Bosch: cunoștințe DB (baze de date), abilități de programre și cunoștințe solide de matematică, statistică, machine learning și data mining. Astfel, soluțiile create în centrele noastre de analiză sunt implementate în fabrici Bosch din lumea întreagă. Pe termen lung, dorim ca soluțiile să deservească nu doar fabricile Bosch, ci și piața externă.

În ceea ce privește beneficiile asociate, luând în considerare cele mai mult de 250 de fabrici Bosch de pe glob, Dr. Volkmar Denner (CEO Bosch) estimează că Industry 4.0 va ajuta compania să economisească sute de milioane de euro anual până în 2020.

Referinte:

[1] Pete Chapman, Julian Clinton, Randy Kerber, Thomas Khabaza, Thomas Reinartz, Colin Shearer, and Rüdiger Wirth (2000); CRISP-DM 1.0 Step-by-step data mining guides

Conferință

Sponsori

  • ntt data
  • 3PillarGlobal
  • Betfair
  • Telenav
  • Accenture
  • Siemens
  • Bosch
  • FlowTraders
  • MHP
  • Connatix
  • UIPatj
  • MetroSystems
  • Globant
  • Colors in projects