Mobil Løsninger Off-Highway
Trådløse opdateringer: Udstyret til fremtiden med de rigtige telematikenheder
Softwareopdateringer handler om meget andet end at fjerne bugs og lukke sikkerhedshuller. Flere og flere producenter finder ud af, at de både til deres mobile anvendelser og i industrielle miljøer kan få yderligere funktionalitet til deres forskellige aktiver gennem opdateringer. På den måde imødekommer de ikke kun deres kunders behov. De får også forståelsen af softwareopdateringer som grundlag for implementering af nye forretningsmodeller i fremtiden.
Ved hjælp af trådløse opdateringer (kaldet OTA (over the air) kan dette nu opnås meget nemmere og mere effektivt. Producenterne behøver ikke sende teknikere ud for manuelt at installere opdateringer, og kunderne er ikke nødsaget til at køre deres maskiner på værksted.
Et spørgsmål om udstyrsteknologi
Da kundernes behov konstant ændrer sig, og det tager tid at etablere nye forretningsmodeller, stilles producenterne af industriaktiver over for spørgsmålet: Hvilket grundlag kan de bygge på i dag for i fremtiden at kunne udnytte det fulde potentiale af softwareopdateringer?
Telematikstyreenheder (TCU (telematics control unit)), der er baseret på mikroprocessorer er åbne og modulære systemer, normalt på basis af en lagdelt arkitektur. Dette gør dem fleksible at implementere i en bred vifte af brugsområder, inklusive fremtidige. (Foto: Bosch Rexroth)
En vigtig tilgang ligger i at vælge den rigtige IoT-hardware. Uanset om vi taler om maskiner til bygge og anlæg, landbrug eller skovbrug, skal producenterne overveje, hvilket udstyr de vil bruge, når deres aktiver skal kobles op til nettet. Her er det vigtigt at skelne mellem en mikroprocessor og en mikrocontroller-arkitektur.
Den vigtige skelnen mellem mikroprocessorer og mikrocontrollere – eksempel TCU'en
Hvordan omsættes denne skelnen til beslutningen om hardware? Det er en god idé at tage et kig på en maskines elektroniske styreenheder (ECU'er) – især telematikstyreenheden (TCU'en): Dens opgave består i trådløst at forbinde maskinen til IT-systemer på højere niveau i clouden. Dette foregår i TCU'en ved hjælp af hardware, et operativsystem (OS) og forskellige softwaremoduler. TCU'en er den centrale netværksenhed, hvortil andre styreenheder og sensorer nogle gange er forbundet.
Når den rigtige TCU vælges, er fokus mindre på spørgsmålet om, hvilke funktioner der kunne være relevante i fremtiden. Det handler mere om at lægge fundamentet for hele IoT-løsningens fleksibilitet og fremtidssikring.
Deep dive: the whitepaper "Telematics for Construction and Agricultural Machinery: Device Management« (Telematik til bygge og anlægs- og landbrugsmaskiner: enhedsstyring) viser, hvordan ikke-vejgående maskiner effektivt og sikkert kan forbindes via Internet of Things uden at ende i en teknologisk blindgyde.
Sammenlignet med en mikroprocessor-baseret TCU er en mikrocontroller-baseret TCU ofte billigere og kan godt dække alle de behov, som en producent har her og nu. Men hvis der opstår nye kundebehov eller der sker tekniske fremskridt i fremtiden, bliver tingene mere komplekse: Specialisering og omkostningsoptimering betyder, at disse enheder typisk indeholder begrænsede ressourcer og dermed begrænset mulighed for tilpasning og udvidelse. For eksempel er det næsten umuligt at udvide en sådan mikrocontroller-arkitektur med et 5G-modul uden at ændre det eksisterende design væsentligt. Det kræver så igen tilsvarende omfattende softwareændringer, for med en ny arkitektur kan den gamle software ikke blot genbruges.
En TCU baseret på mikroprocessorer kan være dyrere i indkøb, men producenterne kan ved hjælp af softwareopdateringer være mere fleksible hvad angår nye udviklinger. Softwareændringer er nemmere og hurtigere at foretage, fordi sådanne systemer har åbne grænseflader og har typisk mange tilgængelige biblioteker. Implementeringen af et 5G-modul vil derfor være meget lettere, når man kan udvide softwaren. Mikroprocessorarkitekturen skaber også bedre betingelser for at give enheden nye anvendelser i fremtiden og dermed opstille nye forretningsmodeller (såsom licensering af modeller).
Oversigt over telematisk hardwarearkitektur baseret på mikroprocessorer ift. mikrocontrollere (kilde: Bosch Rexroth)
En fleksibel tilgang til trådløse opdateringer
Hardwarearkitekturernes egenskaber og muligheder afhænger derfor i høj grad af den base, de er bygget på: mikrocontrollere eller mikroprocessorer. Producenterne rådes derfor til at tage disse grundlæggende forskelle i betragtning i deres strategiske overvejelser. Det betyder dog ikke, at man behøver at vælge. Når der bruges en TCU fra Rexroth (BODAS RCU), kommer den integrerede OTA Update Agent (opdateringshjælper) i spil. Den optræder som en central softwarehjælper og udfører ikke kun gnidningsløs opdatering af selve TCU'en. Den kan også netværksforbinde downstream-enheder baseret på mikrocontrollere og distribuere målrettede trådløse opdateringer.
Dr. Christian Grabe er Business Owner Project Digital Business Mobile Hydraulics hos Bosch Rexroth i Stuttgart. Christian har mere end 15 års erfaring med systemer til ikke-vejgående maskiner og udvikling af indlejret software. I sit arbejde udvikler han nye forretningskoncepter og digitale produkter inden for netværksforbundne ikke-vejgående maskiner.
Han fremlagde også sin holdning til mikrocontrollere ift. mikroprocessorer i ekspertpanelet "Over-the-Air Updates for Off-Highway Machinery" afholdt af Bosch i november 2020. Eksperterne i panelet behandlede spørgsmål som:
- Hvorfor er OTA blevet så relevant et emne?
- Hvilken indvirkning har en OTA-løsning på din virksomhed?
- Hvilke mulige udfordringer skal du tage i betragtning, når opdateringer udrulles trådløst?
- Hvad skal du tage højde for ved implementeringen? Hvilken rolle kommer OTA til at spille i de kommende år?
