2021年1月9日
スタートストップシステムのOTAソフトウェアアップデート
接続されたスタートストップシステムは、エネルギー生産に使用されるオフロード車両からの燃料消費とCO2排出を最適化します。 同社は長い業界経験を持っており、革新と調査を通じて、スタートストップシステムの主力製品を発売しました。 フェリックスは、EKUパワードライブの背景説明から始めます。 2009年、EKU PowerDrivesの創設者であるEdwardEichstetter、Manuel Klein、Leonardo Urionaは、最速の加速電気自動車を設計することで名を馳せ、2.681秒で0-100Kmの加速を記録しました。
by Karolina Beta
The Device Chronicleは、EKU PowerDrivesのKristianBinderとFelixSteinleに、スタートストップシステム、IoT、OTAソフトウェアのアップデートについて話しました。
効率のためのスタートストップシステム
創設者は、エネルギー部門の最適化に取り組むことに彼らのエンジニアリングの知識を注ぎ込みました。彼らは、大規模なエネルギー集約型プロセスをより効率的にしたいと考えていました。彼らは、石油およびガス産業で使用される特大のディーゼルエンジンを使用して井戸を完成させることに関連する問題を解決しようとしました。これらの機械は特大であったため、タスクを完了するために必要な燃料を過剰に消費していました。ディーゼルエンジンを小型の天然ガスエンジンに交換し、電気モーターとリチウムイオン電池を組み合わせたハイブリッド車を作るというアイデアでした。
同社は現在、頑丈なオフロード移動機械の柔軟性、持続可能性、効率の向上に注力しています。ディーゼルエンジンとしてより良いソリューションを提供するために、同社のエンジニアは専用の天然ガスエンジンハイブリッドコンセプトの開発を開始しました。これはディーゼルエンジンに取って代わり、よりクリーンで、よりエネルギーとコスト効率の高いソリューションを提供します。 「アイドル時間の短縮は節約の大きな部分であり、ダウンタイム中に最初の製品戦略をピボットし、アイドル管理の部分を取り、ディーゼルエンジンにも提供します。エンジンを自動的にオフにして、燃料とCO2排出量を節約する機会がありました。」
スタートストップシステムは自動車では正常です
この機会は、EKU PowerDrivesチームが自動車のスタートストップシステムで見たものに触発されました。 Kristian氏は、「自動車では、自動車を停止したとき、信号機がエンジンをオフにするなどのスタート/ストップシステムを使用するのが普通です」と説明しています。チームはこのアイデアを採用し、井戸の準備に使用される石油およびガス業界のトラックの大型ディーゼルエンジンに転送しました。彼らは、ユースケースが鉱業や海洋などの他のセクターにも適応できることを発見しました。 KU Power Drivesが稼働していました!
スタートストップシステムは大幅な節約をもたらします
テレメトリシステムで見つかったEKUパワードライブは、これらの大型マシンでは、自動化された開始/停止メカニズムを使用することで、ユースケースに応じて、マシンあたり1日あたり0.5〜2トンのCO2を排出量で節約できます。 Kristianは、これを、燃料費とエンジンメンテナンスにおける一次エネルギーの長期的な節約であり、メンテナンスが必要になる前にシステムをより長く使用できると説明しています。 Kristian氏は、次のように述べています。「稼働時間が30%少ない場合、システムを保守する前に、システムの寿命が30%長くなります。これらのエンジンの一般的なサービス間隔は、250時間ごとのオイル交換と、1000時間ごとまたは1年に最大4回の主要なメンテナンスです。要約すると、各ユニットのメンテナンスコストは年間30万に達する可能性があります。 OPH削減システムはサービス間隔を延長するため、これはクライアントにとって最大のコスト削減の1つです。グリーンエネルギー効率の非常に価値のある利点もありました。
多様な統合環境でストップシステムを開始する
スタートストップシステムは、フィールド内のさまざまな車両に統合されており、サポートされるシステムは多様であり、マシン構成はそれぞれの場合で大きく異なる可能性があります。 Kristian氏は続けます。「統合するエンジンメーカー、トランスミッション、PLCはさまざまです。そのため、出発点は、システムがどのように機能しているかを調べるためのデータです。電気配線はどのように行われますか?ユニットはどのような状態になりますか? CanBus J1939組み込みバスメカニズムから取得できる重要な信号は何ですか?等々。
同社は既製のロガーも使用しており、これらは実際にはオフラインデバイスです。現在開発中の独自の「エッジノード」デバイスのユースケースの1つは、バスロガーとして機能し、会社のSOPHIA(ステータス監視–稼働時間管理–インテリジェントオートメーション)クラウドシステムに接続することです。ロガーは最終的にオンラインになり、毎日のデータを取得します。顧客は、このデータからの洞察を使用して、システムがどの程度機能しているか、マシンのポンプが何時間行われているか、開始/停止の最適化によってアイドル時間が何時間短縮できるかを評価します。エンジニアリングに関する技術的な洞察に加えて、当社のSOPHIAクラウドは、クライアントの管理にグラフィカルなフロントエンドを提供し、クライアントが節約の機会を理解するのに役立ちます。エンジニアリングに関する技術的な洞察に加えて、SOPHIAクラウドは、クライアントの管理にグラフィカルなフロントエンドを提供し、クライアントがコスト削減の機会を理解するのに役立ちます。
エッジでストップシステムとデータを開始します
EKU Power Drivesの「エッジノード」はすべての移動ユニットに組み込まれ、ユニットが行うすべてのことを24時間年中無休で監視し、独自のストレージをもたらします。これらのデバイスはまだ開発中であるため、チームは現在「ファットノード」と呼ばれるものを使用しています。 」、産業用PC、ストレージ部分を実行し、組み込み制御デバイスをゲートウェイとして使用して、データを「ファットノード」にプッシュします。これの欠点は、ユニットを常に監視できるわけではなく、「ファットノード」に接続されている場合にのみ監視できることです。すべてのフリートでこれらの「ファットノード」を100%カバーしているわけではなく、すべての「ファットノード」が各モバイルマシンの履歴を認識していることを保証できないため、マシン履歴ベースの最適化には制限があります。サイトにすべてのデータがなく、WAN接続が弱い。
Kristianは、同社はユニットの状態に基づいて最適化を行い、予知保全をサポートすることを目指していると説明しています。 「私たちは、システムのモデルを作成し、システムが時間内にどのようになるかを予測するために、資産を備えたデジタルツインを持ちたいと考えています。」これは、現在準備中の次のステップです。現在、フィールドでのデータ取得、「ファットノード」でのデータのキャッシュ、圧縮/フィルタリングされたデータポイントのクラウドへの送信、GUIとレポートの提供のみを行っています。フィールド内最適化を追加することは、2021年の目標の1つです。
接続の課題
フェリックスは、スタート/ストップサービスを提供するマシンは、ほとんどが遠隔地にあり、到達しにくい場所にあると指摘しています。 「彼らは水圧破砕ポンプを実行するポンプトラックであり、テキサス州、ノースダコタ州、ペンシルベニア州、およびカナダ南部のアルバータ州の油田に配置できます。彼らは「文明」からはほど遠いので、南カナダの-30℃のような高温と低温に対処できる必要があります。トラックは砂漠に配置することもできます。 4Gがない可能性があります。多くの場合、企業は制御バンに衛星接続を備えていますが、帯域幅は高くありません。」したがって、戦略的な観点から、同社はデータのキャプチャとエッジからの送信に妥協的なアプローチを取っています。ユニット内の大型SSDカードのフラッシュメモリは、短期間に何が起こっているかを詳細に表示するためのデータを保持するために使用されます。エッジストレージは、マシンで何が起こったかの履歴全体を追跡するために使用されますか?
各ユニットの「エッジノード」デバイスには、詳細なエンジニアリングデータを数週間保持するのに十分なストレージが装備されます。これは、その後の障害と重大な状態の分析に役立ちます。このデータは、「エッジノード」上のデジタルツインモデルによって使用され、最適化および資産管理アプリケーションに数値を提供します。 「エッジノード」は、「凝縮された」データをローカルの「ファットノード」にプッシュし、WAN接続が許可するたびに、そこからクラウドに向かって同期します。例には、バッテリー電圧が時間の経過とともにどのように変化したかが含まれますか?発電機の電流は時間とともにどのように変化し、温度の変化に反応しますか?クーラントは温度変化にどのように反応しましたか?失敗するまでの時間の指標を作成する必要がありますか?フェリックスは、チームが分析を実行でき、ビッグデータではなくスマートデータを持ち、クラウドですべての分析を実行できるわけではないソフトウェアをフィールドにプッシュすることを目指していると述べ、戦略的アプローチを続けています。
チームは、ソフトウェアアップデートの帯域幅を節約することも検討しています。エッジノードはユニット/アセットにマウントされ、ファットノードはコントロールバンの内部にあります。コントロールバンは通常、10〜20ユニットのフリートを制御します。ソフトウェアと構成の更新用のローカルキャッシュとして機能する可能性があるため、「エッジノード」はこれらを1つずつプルする必要はありません。独自のファームウェアに加えて、「エッジノード」はCANバスを介して組み込み制御ユニットのファームウェアを更新するために使用されます。
IoTインフラストラクチャ
Felix Steinleは、サイトにあるローカルIoTインフラストラクチャについて説明しています。 EKU PDは独自の組み込みECUを構築し、そのアプリケーションソフトウェアは、Matlab / Simulink、コード生成、およびCのモデル駆動型設計を使用して開発されます。コントローラーとしてのすべてのSimulink ECUとカスタム構成パラメーターは、特定の要件に従って各顧客に設定されます。 。ソフトウェアの更新は、トラブルシューティングのために、ソフトウェアのジャストインタイム配信のために行われます。コンポーネント。頻繁な更新と修正が必要です。ソフトウェア更新の問題点は、ECUを更新するために物理的なアクセスが必要になることです。そのため、更新操作の実行中はマシンをシャットダウンする必要があります。これは、発生するたびに非常にコストがかかります。
Mender.ioからのOTAソフトウェアの更新により、現場でのアクセスが置き換えられます。水圧破砕現場では、技術者がトラックまで歩いて更新を行うのは簡単ではありません。すべてのユニットに手動で歩く努力に加えて、労働者の安全のために移動に制限があります。フィールドにアクセスせずに、リモートで新しいソフトウェアを使用してデバイスを再起動する方が効率的です。更新が機能せず、デバイスがブリックした場合、トラックがオフになる時間は非常にコストがかかるため、更新のロールバックメカニズムも必要になります。
Kristianは、独自のIoTインフラストラクチャを構築するEKU PDの背後にあるコアアイデアの1つは、「インテリジェントな自動化」と「M2M通信」をエッジに移行することで接続の問題を軽減し、孤立したシステムを小規模で長時間動作できるようにすることであったと説明しています。または、利用可能なアップリンク帯域幅がない場合でも、クラウドアプリケーションを介して洞察を提供することができます。彼は次のように述べています。「ローカルネットワーキングは産業用クラウドインフラストラクチャの重要なコンポーネントであると考えており、データを保持する場所に柔軟性を持たせ、パブリック/プライベートクラウドのハイブリッドアーキテクチャを可能にし、単一のクラウドプロバイダーのツールに依存する必要がないようにします。インフラ。"
コントローラーとプロセッサー
EKU Power Drivesはインフィニオンのコントローラーを使用しています。これは、EKUPDの組み込みリアルタイム制御システムが実行されるプラットフォームです。彼らは現在、データ取得のためにいくつかのゲートウェイタスクを実行し、このデータを「ファットノード」に中継しますが、これは後で完全に「エッジノード」に移動されます。同社はまた、組み込みデバイス用に独自のプロセッサモジュールを構築しており、リアルタイム制御、データ取得、およびデータトラックに配置された産業用PCを実行する組み込み制御を備えています。これらの産業用PCは、ゲートウェイとしてイーサネットを介して組み込みデバイスからデータを取得します。データ取得プラットフォームとフィールド内制御プラットフォームは、SOPHIAプラットフォームに統合されています。これは、Yoctoにパッケージ化されたLinuxオペレーティングシステムを実行する小さな組み込みエッジノードを備えたLinuxベースです。フィールドのデータ取得ノードはDebianオペレーティングシステムで実行されます。
Debianノードの展開メカニズムは、現在、データセンターにサーバーを大量に展開するために従来から使用されているオープンソースソフトウェアスタックであるFAIに基づいています。ただし、ここではDebianのインストールとパッチ適用に適用されます。しかし、組み込みエコシステムには、より自然なソリューションの中でFelixが必要です。「Debianベースのマシンと組み込みコントローラー向けの統合ソリューション」です。
付加価値
同社は、コストを削減し、機器の寿命を延ばし、二酸化炭素排出量を削減するために、現在の機械をより効率的に運用するのを支援しています。フェリックスはまた、同社が鉱業に付加価値をもたらす可能性があると考えています。キューイング時間、電気駆動装置、バッテリーシステムがあるため、これらの場合、IoT制御のスタート/ストップシステムを使用すると、エンジン時間を短縮できます。」 Kristianは、CO 2排出量を削減するという追加の政治的圧力があるため、EKU Power Driveは、古いマシンをより少ないエンジン時間で稼働させ続け、それに応じて排出量を削減するのに役立つと説明しています。
EKU Power Driveの顧客は、エネルギー会社に坑井完成サービスを提供する請負業者です。エネルギー会社はCO2フットプリントを削減する必要があるため、請負業者に圧力をかけ、サービスのCO2排出量を制限する必要があります。 EKUは、サービス会社が顧客から得たCO2要件を満たすためのソリューションを提供し、同時に機器のメンテナンスにかかる費用を節約できるようにします。同社は、エネルギー、鉱業、海運の各セクターでデバイスのフットプリントを拡大することを楽しみにしています。OTAソフトウェアの更新を実装すると、これらの業界内の効率向上プロセスとイノベーションが加速します。
Kristian、Felix、EKU PowerDriveチームのご活躍をお祈りしております。
EKU Power Drivesの「エッジノード」はすべての移動ユニットに組み込まれ、ユニットが行うすべてのことを24時間年中無休で監視し、独自のストレージをもたらします。これらのデバイスはまだ開発中であるため、チームは現在「ファットノード」と呼ばれるものを使用しています。 」、産業用PC、ストレージ部分を実行し、組み込み制御デバイスをゲートウェイとして使用して、データを「ファットノード」にプッシュします。これの欠点は、ユニットを常に監視できるわけではなく、「ファットノード」に接続されている場合にのみ監視できることです。すべてのフリートでこれらの「ファットノード」を100%カバーしているわけではなく、すべての「ファットノード」が各モバイルマシンの履歴を認識していることを保証できないため、マシン履歴ベースの最適化には制限があります。サイトにすべてのデータがなく、WAN接続が弱い。
Kristianは、同社はユニットの状態に基づいて最適化を行い、予知保全をサポートすることを目指していると説明しています。 「私たちは、システムのモデルを作成し、システムが時間内にどのようになるかを予測するために、資産を備えたデジタルツインを持ちたいと考えています。」これは、現在準備中の次のステップです。現在、フィールドでのデータ取得、「ファットノード」でのデータのキャッシュ、圧縮/フィルタリングされたデータポイントのクラウドへの送信、GUIとレポートの提供のみを行っています。フィールド内最適化を追加することは、2021年の目標の1つです。
接続の課題
フェリックスは、スタート/ストップサービスを提供するマシンは、ほとんどが遠隔地にあり、到達しにくい場所にあると指摘しています。 「彼らは水圧破砕ポンプを実行するポンプトラックであり、テキサス州、ノースダコタ州、ペンシルベニア州、およびカナダ南部のアルバータ州の油田に配置できます。彼らは「文明」からはほど遠いので、南カナダの-30℃のような高温と低温に対処できる必要があります。トラックは砂漠に配置することもできます。 4Gがない可能性があります。多くの場合、企業は制御バンに衛星接続を備えていますが、帯域幅は高くありません。」したがって、戦略的な観点から、同社はデータのキャプチャとエッジからの送信に妥協的なアプローチを取っています。ユニット内の大型SSDカードのフラッシュメモリは、短期間に何が起こっているかを詳細に表示するためのデータを保持するために使用されます。エッジストレージは、マシンで何が起こったかの履歴全体を追跡するために使用されますか?
各ユニットの「エッジノード」デバイスには、詳細なエンジニアリングデータを数週間保持するのに十分なストレージが装備されます。これは、その後の障害と重大な状態の分析に役立ちます。このデータは、「エッジノード」上のデジタルツインモデルによって使用され、最適化および資産管理アプリケーションに数値を提供します。 「エッジノード」は、「凝縮された」データをローカルの「ファットノード」にプッシュし、WAN接続が許可するたびに、そこからクラウドに向かって同期します。例には、バッテリー電圧が時間の経過とともにどのように変化したかが含まれますか?発電機の電流は時間とともにどのように変化し、温度の変化に反応しますか?クーラントは温度変化にどのように反応しましたか?失敗するまでの時間の指標を作成する必要がありますか?フェリックスは、チームが分析を実行でき、ビッグデータではなくスマートデータを持ち、クラウドですべての分析を実行できるわけではないソフトウェアをフィールドにプッシュすることを目指していると述べ、戦略的アプローチを続けています。
チームは、ソフトウェアアップデートの帯域幅を節約することも検討しています。エッジノードはユニット/アセットにマウントされ、ファットノードはコントロールバンの内部にあります。コントロールバンは通常、10〜20ユニットのフリートを制御します。ソフトウェアと構成の更新用のローカルキャッシュとして機能する可能性があるため、「エッジノード」はこれらを1つずつプルする必要はありません。独自のファームウェアに加えて、「エッジノード」はCANバスを介して組み込み制御ユニットのファームウェアを更新するために使用されます。
IoTインフラストラクチャ
Felix Steinleは、サイトにあるローカルIoTインフラストラクチャについて説明しています。 EKU PDは独自の組み込みECUを構築し、そのアプリケーションソフトウェアは、Matlab / Simulink、コード生成、およびCのモデル駆動型設計を使用して開発されます。コントローラーとしてのすべてのSimulink ECUとカスタム構成パラメーターは、特定の要件に従って各顧客に設定されます。 。ソフトウェアの更新は、トラブルシューティングのために、ソフトウェアのジャストインタイム配信のために行われます。コンポーネント。頻繁な更新と修正が必要です。ソフトウェア更新の問題点は、ECUを更新するために物理的なアクセスが必要になることです。そのため、更新操作の実行中はマシンをシャットダウンする必要があります。これは、発生するたびに非常にコストがかかります。
Mender.ioからのOTAソフトウェアの更新により、現場でのアクセスが置き換えられます。水圧破砕現場では、技術者がトラックまで歩いて更新を行うのは簡単ではありません。すべてのユニットに手動で歩く努力に加えて、労働者の安全のために移動に制限があります。フィールドにアクセスせずに、リモートで新しいソフトウェアを使用してデバイスを再起動する方が効率的です。更新が機能せず、デバイスがブリックした場合、トラックがオフになる時間は非常にコストがかかるため、更新のロールバックメカニズムも必要になります。
Kristianは、独自のIoTインフラストラクチャを構築するEKU PDの背後にあるコアアイデアの1つは、「インテリジェントな自動化」と「M2M通信」をエッジに移行することで接続の問題を軽減し、孤立したシステムを小規模で長時間動作できるようにすることであったと説明しています。または、利用可能なアップリンク帯域幅がない場合でも、クラウドアプリケーションを介して洞察を提供することができます。彼は次のように述べています。「ローカルネットワーキングは産業用クラウドインフラストラクチャの重要なコンポーネントであると考えており、データを保持する場所に柔軟性を持たせ、パブリック/プライベートクラウドのハイブリッドアーキテクチャを可能にし、単一のクラウドプロバイダーのツールに依存する必要がないようにします。インフラ。"
コントローラーとプロセッサー
EKU Power Drivesはインフィニオンのコントローラーを使用しています。これは、EKUPDの組み込みリアルタイム制御システムが実行されるプラットフォームです。彼らは現在、データ取得のためにいくつかのゲートウェイタスクを実行し、このデータを「ファットノード」に中継しますが、これは後で完全に「エッジノード」に移動されます。同社はまた、組み込みデバイス用に独自のプロセッサモジュールを構築しており、リアルタイム制御、データ取得、およびデータトラックに配置された産業用PCを実行する組み込み制御を備えています。これらの産業用PCは、ゲートウェイとしてイーサネットを介して組み込みデバイスからデータを取得します。データ取得プラットフォームとフィールド内制御プラットフォームは、SOPHIAプラットフォームに統合されています。これは、Yoctoにパッケージ化されたLinuxオペレーティングシステムを実行する小さな組み込みエッジノードを備えたLinuxベースです。フィールドのデータ取得ノードはDebianオペレーティングシステムで実行されます。
Debianノードの展開メカニズムは、現在、データセンターにサーバーを大量に展開するために従来から使用されているオープンソースソフトウェアスタックであるFAIに基づいています。ただし、ここではDebianのインストールとパッチ適用に適用されます。しかし、組み込みエコシステムには、より自然なソリューションの中でFelixが必要です。「Debianベースのマシンと組み込みコントローラー向けの統合ソリューション」です。
付加価値
同社は、コストを削減し、機器の寿命を延ばし、二酸化炭素排出量を削減するために、現在の機械をより効率的に運用するのを支援しています。フェリックスはまた、同社が鉱業に付加価値をもたらす可能性があると考えています。キューイング時間、電気駆動装置、バッテリーシステムがあるため、これらの場合、IoT制御のスタート/ストップシステムを使用すると、エンジン時間を短縮できます。」 Kristianは、CO 2排出量を削減するという追加の政治的圧力があるため、EKU Power Driveは、古いマシンをより少ないエンジン時間で稼働させ続け、それに応じて排出量を削減するのに役立つと説明しています。
EKU Power Driveの顧客は、エネルギー会社に坑井完成サービスを提供する請負業者です。エネルギー会社はCO2フットプリントを削減する必要があるため、請負業者に圧力をかけ、サービスのCO2排出量を制限する必要があります。 EKUは、サービス会社が顧客から得たCO2要件を満たすためのソリューションを提供し、同時に機器のメンテナンスにかかる費用を節約できるようにします。同社は、エネルギー、鉱業、海運の各セクターでデバイスのフットプリントを拡大することを楽しみにしています。OTAソフトウェアの更新を実装すると、これらの業界内の効率向上プロセスとイノベーションが加速します。
Kristian、Felix、EKU PowerDriveチームのご活躍をお祈りしております。
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