Was ist ein Embedded Computer?
Embedded-Computer liefern zuverlässig Rechenleistung, sind robust und bilden die Basis für viele Anwendungen in Branchen wie Fertigung, Transport, Lagerhaltung, Logistik, Energie, Landwirtschaft, Militär und vielen anderen. In hochfrequentierte E-Commerce-Lagern steuern Computer die autonomen mobilen Roboter (AMRs). Diese können dann die zu versendenden Artikel automatisch zur vorgesehenen Verpackungsposition transportieren. An Straßenladestationen für Elektrofahrzeuge steuert ein Computer das Laden und bietet Überwachung, Berechnungen sowie Zahlungsabwicklungs-Dienste. Auf Viehfarmen steuern Computer die automatischen Fütterungsanlagen und liefern regelmäßig eine festgelegte Menge Futter entsprechend der Anzahl von Kühen in jedem Paddock. Sie ermöglichen außerdem eine Fernüberwachung und Echtzeitsteuerung für den Betreiber. Diese Computer, die in verschiedenen industriellen Anwendungsmaschinen verwendet werden und Rechenleistung, intelligente Steuerung, Fernüberwachung und mehr bereitstellen, werden als Embedded-Computer bezeichnet.
Die Definition und Entwicklung von Embedded-Computern
Das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) definiert einen Embedded-Computer als einen Computer mit Verarbeitung, Speicher und Ein-/Ausgabe, der in ein größeres mechanisches oder elektronisches Gerät integriert ist und für die Verarbeitung und Ausführung spezifischer Aufgaben im System verantwortlich ist. Er wird auch als eingebettet bezeichnet, weil er in Maschinen oder Schränken verdeckt und verborgen ist.
Im Allgemeinen liegt der größte Unterschied zwischen einem Embedded-Computer und einem Personal Computer (PCs) in der Nutzungsumgebung. Personal Computer werden normalerweise in einer komfortablen und sicheren Geschäftsumgebung oder zu Hause verwendet. Sie werden benötigt um Dokumente, Internetzugang und Unterhaltung bereitzustellen. Die überwiegende Mehrheit der Embedded-Computer hingegen ist in mechanischen Geräten oder elektrischen Schränken installiert. Sie müssen kontinuierlich und unterbrechungsfrei Aufgaben in rauen Umgebungen ausführen. Deshalb werden die meisten Embedded-PC Anwendungsfälle von erfahrenen Systemintegratoren bereut und sind fast ausschließlich im gewerblich bzw. industriellen zu finden.
Frühere Embedded-Computer waren darauf spezialisiert, eine einzelne Aufgabe oder Funktion auszuführen. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt in der Computertechnologie sowie Technologien wie IoT, KI, 5G und Robotik sind Embedded-Computer jedoch wesentlich leistungsfähiger geworden. Sie können viele weitere Funktionen unterstützen und komplexere und intelligentere Aufgaben bewältigen. Dadurch werden sie allmählich zur treibenden Kraft für IoT und Automatisierung.
Industrielle Anwendungen
Intelligente Fertigung
Die Fertigungsindustrie war die erste, die Embedded-Computer einsetzte, um ihre Prozesse zu optimieren. Von intelligenten Fabriken bis hin zu intelligenten Geräten sind Embedded-Computer für die Datensammlung, Überwachung und vorausschauende Wartung von Maschinen und Geräten vor Ort verantwortlich. Sie bieten effektive Steuerung und Datenanalyse und helfen Unternehmen, die Produktionseffizienz zu verbessern.
Railway-Computing
Embedded-Computer bieten Edge Computing-Funktionen, welche insbesondere für sensible Gleisinfrastrukturen wichtig sind. Sie erfüllen Aufgaben wie die Signalsteuerung, Überwachung und Detektion der Eisenbahninfrastruktur. Sie sind in Passagier-Infotainment-Systemen in Zügen zu finden und gewährleisten Sicherheit durch Datensammlung und Echtzeitkontrolle.
Intelligenter Verkehr
In einem intelligenten Transportsystem unterstützen Embedded-Computer das städtische Verkehrsmanagement, die Überwachung sowie technologiegestützte Gesetzesvollstreckung. Sie verbessern die Effizienz des städtischen Verkehrsmanagements und das Benutzererlebnis. Embedded-Computer werden in Outdoor-Equipment-Schränken installiert, um die Echtzeit-Verkehrsüberwachung und Datenanalyse durchzuführen. Die Daten werden zur zentralisierten Verwaltung an das Verkehrsmanagementzentrum übertragen.
Fahrzeug-Computing
Eingebettete Computer in Fahrzeuganwendungen fungieren als das Managementzentrum für Informationsverbindung und Überwachung. Sie ermöglichen Flottenmanagement durch dynamische Überwachung, Wartungsvorhersage, Fehleranalyse, Sicherheitsüberwachung und andere Funktionen. Dies verbessert die Effizienz der Ressourcenallokation und Sicherheit enorm.
Intelligente Energie
Embedded-Computer steuern und überwachen die Energieproduktion und ermöglichen die vorausschauende Wartung von Geräten. Angesichts immer verteilterer Energie und erneuerbarer grüner Energie kann intelligentes Management das Netz ermöglichen, Energie effizienter zu verteilen und relevante Daten in Echtzeit zu überwachen.
Lagerhaltung und Logistik
Eingebettete Computer werden in Lagerhaltung und Logistik eingesetzt, um verschiedene Sensoren, RFID-Lesegeräte, GNSS, Netzwerkkommunikation und mehr zu verbinden. Sie dienen der Steuerung von Dispatch-Management-Systemen, autonomen mobilen Robotern (AMR) sowie automatischen Inspektions- und Verteilsystemen. Durch sie lässt sich intelligente Lagerhaltung, autonome Handhabung und Logistik zu realisieren.
Gemeinsame Herausforderungen für Embedded-Computer
- Begrenzter Installationsplatz：Embedded Computer werden üblicherweise in einer Maschine oder in einem Schrank installiert. In diesem begrenzten Installationsraum sind kleine Größe, ausreichende Wärmeableitung und mechanische Beschränkungen bezüglich der Montagemethoden sehr häufige Herausforderungen für Embedded-Computer.
- 24/7 Langzeitstabile Betriebsfähigkeit：Embedded-Computer müssen in industriellen Umgebungen wie Produktionslinien-Automatisierungseinrichtungen, Überwachungsausrüstungen, Navigationssystemen usw. ununterbrochen über lange Zeit laufen. Vorübergehende Abschaltungen oder Unterbrechungen können zu erheblichen Verlusten führen. Daher gibt es sehr strenge Anforderungen an die Computerstabilität.
- Raue Umgebung：Eingebettete Computer arbeiten in relativ rauen Umgebungen wie kalten oder heißen Umgebungen wie Fahrzeugen oder Kesselräumen. Neben großen Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen gehen von der Umgebung häufig Stöße, Vibrationen oder starke elektromagnetische Interferenzen aus. Daher müssen die Computer robust und stoßfest sein, um Systemschäden oder Abstürze zu verhindern.
- Langfristige Lieferung：Anders als bei Konsumerprodukten, die möglicherweise innerhalb eines Jahres oder zwei auslaufen, müssen Anlagen die mit Embedded-Computern ausgestattet sind, oft für ein Jahrzehnt oder länger verwendet werden. Daher muss die Verfügbarkeit der Embedded-Computer sehr lang sein. Zudem sollten die Hersteller und Systempartner bestenfalls auch dedizierte Vorräte für ein Projekt bereit halten. So kann sicher gestellt werden, dass im Falle von Erweiterung ode Ersatz, geliefert werden kann. Das führt zu einem kontinuierlichen Betrieb kundenseitig und vermindert Ausfallzeiten sowie Kosten.
Cincoze Embedded-Computer
Die Embedded-Computer von Cincoze bieten folgende Vorteile:
- Umfassende Produktlinie：Cincoze bietet eine umfassende Produktlinie, darunter die robusten Computer der DIAMOND-Produktlinie für anspruchsvolle industrielle Umgebungen. Die Display-Computing-Produktlinie CRYSTAL zeichnen sich für die Anzeigetechnologie in Maschinen und Geräten aus. Die GPU-Computing-Produktlinie GOLD ist bestens geeignet für KI- und IoT-Anwendungen, die Echtzeit-Bildverarbeitung im großen Maßstab erfordern. Jede dieser drei Produktlinien erfüllt einen einzigartigen Zweck, um den vielfältigen Anforderungen industrieller Kunden hinsichtlich Leistung, Erweiterbarkeit, Größe, Energieverbrauch oder Industriezertifizierung gerecht zu werden. Es gibt eine Produktserie für jeden möglichen Bedarf, was ein entscheidender Faktor dafür war, dass Cincoze zu einem anerkannten Marktführer im Embedded-Computing Sektor geworden ist.
- Robustes Design：Die Robustheit ist ein integraler Bestandteil der DNA der Embedded-Computer von Cincoze. Von Industriedesign über die Auswahl der industriellen Komponenten bis hin zum Systemdesign ist alles durchdacht. So ist beispielsweise Schutz vor Stromspitzen und elektrostatischer Entladung (ESD) bis hin zu einem breiten Betriebstemperaturbereich obligatorisch. Das Design, das stoß- und vibrationsbeständig ist, gewährleistet zudem zuverlässigen und stabilen Betrieb.
- Modulares Design：Cincoze Embedded-Computer nutzen exklusive modulare Erweiterungstechnologien, darunter CMI, CFM und MEC. So können Kunden flexibel I/O- und andere Funktionen erweitern oder hinzufügen. So ist es möglich den Anwendungsanforderungen gerecht zu werden und eine schnelle Datenverarbeitung zu ermöglichen.
- Exklusive Patente：Die Produkte von Cincoze sind auf die Bedarfe der Kunden zugeschnitten. Die Embedded-Computer von Cincoze sind darauf ausgelegt, die Herausforderungen in den Anwendungen der Kunden zu lösen. Dementsprechend bieten die sorgfältig durchdachten und einzigartigen Designs, welche durch internationale Patente geschützt sind, einen einzigartigen Kundennutzen.
- Internationale Zertifizierungen：Zusätzlich zu den obligatorischen Produktzertifizierungen stellt Cincoze sicher, dass Kunden die stabilsten und zuverlässigsten Produkte erhalten, indem sie viele freiwillige Zertifizierungen beinhalten. Darunter sind zum Beispiel UL für Sicherheit, IEC 60068-2-1, IEC 60068-2-2 und IEC 60068-2-14 für weite Temperaturbereiche und viele andere. Die Embedded-Computer haben auch relevante Zertifizierungen für spezielle Industrieanforderungen. Darunter den militärischen Standard MIL-STD 810G oder den für Industrieumgebungen wichtigen EMV-Schutz gemäß der EN 61000-6-2 und EN 61000-6-4.
- Langfristige Versorgung：Cincoze verwendet ausschließlich Komponenten in Industriequalität, um Zuverlässigkeit auf Industrieniveau und langfristige Versorgungsdienste für 10 bis 15 Jahre zu gewährleisten.
