工業(yè)PC vs 商用PC
發(fā)布時間：2024-11-12 作者：Kristen Quasey
圖片來源：西門子
隨著工廠車間技術(shù)的擴(kuò)展，利用額外的計算能力是必要的。先進(jìn)的自動化控制和機(jī)器仿真提供了競爭優(yōu)勢，但需要巨大的處理能力和內(nèi)存，而傳統(tǒng)PC系統(tǒng)通常不具備。
下一代制造業(yè)的革命已經(jīng)來臨，為了在這場工業(yè)革命中實(shí)現(xiàn)更大的投資回報和競爭優(yōu)勢，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者們需要規(guī)劃如何進(jìn)行戰(zhàn)略擴(kuò)張，最重要的是如何處理好他們的數(shù)據(jù)。
機(jī)器視覺、人工智能（AI）、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動化、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器和全廠仿真產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，必須在工廠車間進(jìn)行處理和捕獲。這些數(shù)據(jù)可以提供給自動化算法、維護(hù)周期或性能報告。工廠中數(shù)字化信息的增加需要更多的計算能力來記錄數(shù)據(jù)、與機(jī)器交互、允許遠(yuǎn)程訪問并提供對運(yùn)營的直接洞察，從而為決策提供依據(jù)。
擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的成本可能很高，制造商已經(jīng)學(xué)會了積極削減開支以保持競爭力。升級現(xiàn)有生產(chǎn)線或?qū)⑵鋸?fù)制以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，都需要滿足現(xiàn)代化工廠相應(yīng)的計算需求。
一些企業(yè)試圖在工業(yè)環(huán)境中通過采用辦公環(huán)境熟悉的商用級PC組件來降低計算成本。批量生產(chǎn)的商業(yè)級PC系統(tǒng)雖然具有較低的前期價格，但長期成本卻大幅增加。這種折衷方案無法應(yīng)對惡劣的環(huán)境、縮短的組件壽命以及較低的固有計算能力和可擴(kuò)展性。
專用的工業(yè)PC系統(tǒng)通過冗余降低了系統(tǒng)故障風(fēng)險。工業(yè)PC的設(shè)計旨在顯著延長組件在工業(yè)環(huán)境中的使用壽命，并可抵抗灰塵、高溫、寒冷和潮濕等惡劣環(huán)境。
01 減少停機(jī)時間
在工業(yè)環(huán)境中，生產(chǎn)停機(jī)始終是一個重大問題。現(xiàn)代工廠的系統(tǒng)故障意味著生產(chǎn)可能陷入停頓，導(dǎo)致成本增加和訂單履行延遲，從而導(dǎo)致財務(wù)損失并破壞客戶關(guān)系。最近幾年物流鏈故障頻發(fā)，許多依靠準(zhǔn)時制生產(chǎn)和無縫運(yùn)營來略微增加利潤的制造商，因停產(chǎn)、缺乏原材料或關(guān)鍵部件以及長期停工而受到嚴(yán)重?fù)p害。對一些企業(yè)來說，由于經(jīng)營環(huán)境的意外變化而造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了準(zhǔn)時制運(yùn)行所節(jié)省的邊際成本的累積價值。
避免停機(jī)風(fēng)險意味著評估現(xiàn)在做出的決策將如何影響未來幾年的生產(chǎn)，并確保有適當(dāng)?shù)挠媱潄斫档腿魏物L(fēng)險。商用PC產(chǎn)品線的可用性因需求而異。機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)和其他處理密集型計算需求通常在高性能圖形處理單元（GPU）上計算。
在游戲、加密貨幣挖礦和數(shù)據(jù)科學(xué)等不同行業(yè)的推動下，對GPU的空前需求給依賴先進(jìn)計算能力的工業(yè)應(yīng)用帶來了重大挑戰(zhàn)。短缺抬高了價格并阻礙了采購的進(jìn)度。
如果商業(yè)級PC的關(guān)鍵組件在生產(chǎn)中出現(xiàn)故障，它還是否可用？響應(yīng)速度有多快？工業(yè)PC供應(yīng)商擁有支持工業(yè)需求的內(nèi)置流程，包括硬件合作伙伴關(guān)系，以確保制造商不受限于商業(yè)供應(yīng)鏈。
▲基于圖形處理單元的工業(yè)PC可用于AI推理應(yīng)用，包括視覺檢測、缺陷檢測、預(yù)測性維護(hù)和自動導(dǎo)引車。
02 工業(yè)PC環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)安全
網(wǎng)絡(luò)安全是降低停機(jī)風(fēng)險的另一個重要考慮因素。隨著工廠對遠(yuǎn)程訪問的開放程度越來越高，以及更多機(jī)器集成到物聯(lián)網(wǎng)中，它們變得很容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊。漏洞或黑客攻擊會危及敏感數(shù)據(jù)和知識產(chǎn)權(quán)，甚至導(dǎo)致生產(chǎn)流程遭到破壞。
工業(yè)PC系統(tǒng)在設(shè)計時充分考慮了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全需求，提供默認(rèn)安全的安裝，并將強(qiáng)大的用戶訪問控制集成到現(xiàn)有的工廠安全和定期安全補(bǔ)丁中。商業(yè)PC組件在安裝和定期維護(hù)后需要對強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)安全措施進(jìn)行額外投資，以降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險并確保這些關(guān)鍵系統(tǒng)的持續(xù)可靠性。
03 安全地擴(kuò)大工廠生產(chǎn)規(guī)模
在開發(fā)新機(jī)器或添加需要額外計算能力的功能時，工業(yè)環(huán)境中的決策者應(yīng)考慮應(yīng)用設(shè)計的工業(yè)PC 解決方案。保持競爭力需要最新的技術(shù)，而這種技術(shù)需要先進(jìn)的處理能力。
使用大規(guī)模生產(chǎn)的計算解決方案雖然能降低短期成本，但可能會導(dǎo)致長期風(fēng)險。工業(yè)PC供應(yīng)商提供比商業(yè)系統(tǒng)更高的標(biāo)準(zhǔn)功能，其內(nèi)存和處理功能也可以針對應(yīng)用進(jìn)行定制。定制工控機(jī)系統(tǒng)在組裝時對每個組件都進(jìn)行了嚴(yán)格的測試，以確保沒有缺陷或不合格的部件會導(dǎo)致間歇性故障或壽命短于預(yù)期。工業(yè)PC系統(tǒng)還可以集成特定AI和仿真應(yīng)用通常需要的高級處理能力。
工業(yè)PC可提供長期可用性，這對于一致性和遺留系統(tǒng)的支持至關(guān)重要，而商用PC通常會經(jīng)歷快速的硬件和軟件更改，這使得長期兼容性成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)。工業(yè)條件還加速了商用硬件組件的磨損，需要頻繁更換并產(chǎn)生額外的維護(hù)成本。
面向工業(yè)應(yīng)用的PC解決方案的部署需要考慮數(shù)十年的時間，而不是短短幾個月或幾年。安全的零部件供應(yīng)鏈?zhǔn)枪I(yè)環(huán)境中運(yùn)營穩(wěn)定性和競爭力的關(guān)鍵指標(biāo)。雖然商用PC可以立即節(jié)省成本，但高昂的維護(hù)費(fèi)用加上長期停機(jī)風(fēng)險，使得企業(yè)有必要對工業(yè)PC進(jìn)行戰(zhàn)略性投資。
對未來場景的整體了解對于規(guī)劃新機(jī)器和擴(kuò)展現(xiàn)有操作至關(guān)重要。如果生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵計算機(jī)處理硬件出現(xiàn)故障，維修會是什么樣子，時間范圍是什么？使用普通的商用PC組件需要進(jìn)行組裝、配置和現(xiàn)場測試，然后才能進(jìn)行維修。定制的、特定于應(yīng)用的工業(yè)PC解決方案經(jīng)過測試、配置和交付，隨時可以安裝。與工業(yè)PC供應(yīng)商合作意味著您擁有一個供應(yīng)鏈合作伙伴，而不是任由各種供應(yīng)商隨意采購關(guān)鍵零件。
隨著制造行業(yè)的進(jìn)一步數(shù)字化，每年都會做出更多增加計算需求的決策。了解滿足這些計算需求的復(fù)雜性，包括當(dāng)前的技術(shù)需求和長期的支持考慮，對許多企業(yè)未來的成功至關(guān)重要。
關(guān)鍵概念：
■ 了解工業(yè)環(huán)境中使用的PC中組件故障的停機(jī)風(fēng)險。
■ 選擇專為滿足惡劣環(huán)境和嚴(yán)苛要求而設(shè)計的工業(yè) PC 解決方案，可確保工業(yè)應(yīng)用所需的長使用壽命。
思考一下：
如何通過工業(yè)PC提高工廠的計算能力？