Kun työkone on verkon ulkopuolella – Data Mule tuo käyttötiedon osaksi IoT:tä

Teollisuuden digitalisaatiossa puhutaan usein reaaliaikaisesta datasta. Kaikissa käyttötapauksissa jatkuva yhteys ei kuitenkaan ole tarpeen eikä se aina ole edes mahdollinen. Esimerkiksi metsäkoneet, maatalouskoneet, maanalaiset kaivoskoneet sekä syrjäisten rakennus- ja infrastruktuurityömaiden laitteet voivat toimia pitkiä aikoja mobiiliverkon ulottumattomissa. Silti niiden käyttötunneista, kulutuksesta ja tuotantomääristä syntyy arvokasta tietoa huollon, kalustonhallinnan ja toiminnan suunnittelun tueksi.

Data Mule tarjoaa näihin ympäristöihin käytännöllisen tiedonsiirtoratkaisun, joka mahdollistaa käyttötiedon hyödyntämisen ilman konekohtaista jatkuvaa verkkoyhteyttä.

Data Mule perustuu tiedon välivarastointiin ja myöhempään lähettämiseen. Sen sijaan, että jokaiselle työkoneelle rakennettaisiin oma verkkoyhteys, tiedon kuljettamiseen hyödynnetään laitetta, joka käy koneen lähellä muutenkin. Tyypillisesti tämä laite on koneenkäyttäjän älypuhelin.

Työkone tallentaa käyttötietonsa esimerkiksi työvuorokohtaisiin tiedostoihin. Kun puhelin on koneen lähellä, sovellus noutaa tiedostot lyhyen kantaman langattomalla yhteydellä, kuten Bluetooth Low Energyllä (BLE). Puhelin säilyttää tiedot ja lähettää ne IoT-alustalle, kun verkkoyhteys on jälleen saatavilla. Viive voi olla muutamista minuuteista vuorokauteen, mutta kone ei tarvitse omaa internetyhteyttä. Keskeinen ajatus on yksinkertainen: verkkoyhteyttä ei aina tarvitse tuoda koneen luo, jos tieto voidaan kuljettaa yhteyden luo.

Yhteysratkaisua valittaessa tärkein kysymys on, kuinka nopeasti tietoon pitää pystyä reagoimaan. Hälytykset, etäohjaus ja välitöntä reagointia edellyttävä diagnostiikka tarvitsevat jatkuvan tai riittävän ajantasaisen yhteyden. Käyttötuntien seuranta, polttoaineen- ja energiankulutuksen raportointi, tuotantomäärien analysointi sekä kuormitussyklien tarkastelu eivät sen sijaan välttämättä edellytä sekuntien tai minuuttien tarkkuutta.

Jos tiedot riittävät huoltosuunnitteluun tai raportointiin kerran työvuorossa tai vuorokaudessa, Data Mule voi vähentää konekohtaisen yhteyslaitteiston ja dataliittymien tarvetta. Samalla se voi tuoda seurannan piiriin kalustoa, josta ei aiemmin ole kerätty tietoa lainkaan.

Yhteysratkaisuvaihtoehtoja on muitakin. Mobiiliverkkomodeemi soveltuu koneisiin, jotka työskentelevät kuuluvuusalueella. Satelliittiyhteys voi tarjota yhteyden syrjäisillä alueilla, mutta laitteisto ja tiedonsiirto voivat nostaa kustannuksia. USB-muistiin tai huoltokannettavaan perustuva manuaalinen keruu puolestaan vaatii erillisiä työvaiheita ja voi viivästyttää tietojen saapumista. Data Mule sijoittuu näiden väliin: se hyödyntää olemassa olevaa puhelinta ja koneen lähellä tapahtuvia käyntejä. Ratkaisuja on mahdollista myös yhdistää. Esimerkiksi mobiiliverkkoyhdyskäytävällä varustettu työkone voi käyttää Data Mulea varayhteytenä silloin, kun se työskentelee verkon kuuluvuusalueen ulkopuolella.

Data Mulen onnistumisen ratkaisee ennen kaikkea se, kuinka hyvin se huomioi koneenkäyttäjän ajankäytön ja varmistaa tiedon säilymisen. Tiedonkeruun on sovittava koneenkäyttäjän normaaliin työpäivään. Jos siirto vaatii useita kirjautumisia, valikoiden selaamista tai pitkää odottelua, tietojen kerääminen voi jäädä epäsäännölliseksi. Käyttökokemuksen on siksi oltava yksinkertainen, ja tiedostojen lähettämisen tulee tapahtua mahdollisimman automaattisesti taustalla.

Yhtä tärkeää on tiedon luotettavuus. Langaton yhteys voi katketa kesken siirron, joten tiedostojen eheys on voitava tarkistaa esimerkiksi tarkistussummilla ja keskeytynyttä siirtoa jatkaa. Tietoa ei pidä poistaa koneesta tai puhelimesta ennen kuin vastaanottava järjestelmä on vahvistanut sen vastaanoton. Näin vältetään puuttuvat tai kahdentuneet tiedot, jotka heikentäisivät raportointia.

Myös tietoturva ja ylläpidettävyys kuuluvat kokonaisuuteen. Laiteparien ja salatun lähiyhteyden lisäksi tarvitaan suojattu tiedonsiirto pilveen, turvallisesti säilytetyt tunnistetiedot sekä hallittu sovellusten toimitusketju. Digitaalisesti allekirjoitetut ohjelmistojulkaisut, ohjelmiston komponenttiluettelo ja säännölliset haavoittuvuustarkistukset mahdollistavat tietoturvan todentamisen ja auditoinnin. Dokumentoitu konerajapinta helpottaa puolestaan uusien konemallien liittämistä ilman, että jokaista integraatiota täytyy rakentaa alusta.

Wapice on kehittänyt Data Mule -Android-sovelluksen, joka noutaa työkoneen tiedostoja Bluetooth Low Energy -yhteydellä ja lähettää ne verkkoyhteyden palauduttua IoT-TICKET-alustalle. Koneen ja sovelluksen välinen protokolla on dokumentoitu, ja toteutusta tukevat integraatio-opas sekä konesimulaattori. Tiedonsiirrossa hyödynnetään samaa JSON-muotoa kuin IoT-TICKETin muissa HTTP-integraatioissa.

Käytännössä tärkein hyöty syntyy siitä, ettei Data Mulen kautta saapuva tieto jää erilliseksi tietovarannoksi. Tiedot siirtyvät suoraan IoT-TICKET-alustalle, jossa myös uusien laitteiden luominen voi tapahtua automaattisesti. Kerättyä tietoa voidaan tarkastella IoT-TICKETissä samoissa näkymissä, raporteissa ja analyyseissä kuin jatkuvasti verkkoon liitettyjen laitteiden tietoa. Näin koko konekalustosta voidaan muodostaa yhtenäisempi tilannekuva riippumatta siitä, miten yksittäinen kone lähettää tietonsa.

Data Mule ei myöskään sulje pois muita liitäntätapoja. IoT-TICKETiin voidaan liittää koneita valmiiksi integroiduilla laitteilla, Wapice Intelligent Edge -reunalaskentaohjelmistolla tai olemassa olevan telematiikkayksikön tai ohjausjärjestelmän rajapinnan kautta.

Data Mule sopii erityisesti tilanteisiin, joissa koneen luona käydään säännöllisesti ja kerättyä tietoa hyödynnetään huollon, kalustonhallinnan ja toiminnan suunnittelussa. Jos koneen luona käydään harvoin tai tiedon perusteella on toimittava välittömästi, tarvitaan toisenlainen yhteysratkaisu.

Hyvä lähtökohta on määritellä, mitä päätöksiä kerättävällä tiedolla halutaan tukea ja kuinka nopeasti tiedon on oltava käytettävissä. Sen jälkeen voidaan arvioida, mitkä koneet tarvitsevat oman jatkuvan yhteyden ja mille riittää puhelimen välittämä tiedonsiirto. Näin digitalisaation hyötyjä voidaan laajentaa myös vaikeasti tavoitettaviin koneisiin ilman tarpeetonta teknistä monimutkaisuutta.

Kun tiedonkeruu rakennetaan käyttötarpeen eikä pelkän yhteysteknologian ehdoilla, myös verkon ulkopuolella toimivat työkoneet voivat olla osa yhtenäistä ja hyödyllistä IoT-kokonaisuutta.

Tutustu tarkemmin Data Muleen IoT-TICKETIN sivuilla: https://iot-ticket.com/iot-ticket-datamule/