风能提供清洁的可再生能源。核心概念很简单：风力涡轮机旋转叶片来发电。然而，今天的系统绝非简单。现代风力涡轮机的叶片可以扫过 120 米的圆周，成本超过 100 万美元，并产生数兆瓦的电力。每个涡轮机可能包括多达 1,000 个传感器和执行器——集成应变计、轴承监视器和功率调节技术。涡轮机可以通过改变叶片间距和功率提取来控制叶片速度和发电量。控制涡轮机是一项复杂的工作，需要许多协作处理器关闭高速回路并实施智能监控和优化算法。但真正的挑战是整合这些涡轮机，以便它们一起工作。一个风电场可能包括数百个涡轮机。它们通常安装在海上难以进入的位置。农场必须实施一个从根本上真正的分布式控制系统。像所有电力系统一样，农场的目标是使发电量与负荷相匹配。拥有数百台涡轮机的农场必须通过平衡广泛地域的负载和发电来优化该负载。当然，风是动态的。几乎每一张风电场的照片都显示出平静的海面和落日。但是，当暴风雨席卷风电场时，事情就会变得充满挑战。在暴风雨中，控制系统必须决定如何从阵风中获取能量以产生恒定的电力。它必须智能地平衡许多涡轮机的负载。一个关键的考虑因素是对价值 5 亿美元的已安装资产的负载和潜在损坏。这不是一个缓慢或不可靠的控制系统的环境。可靠性和性能至关重要。

General Atomics 必须满足对数据带宽和可用性的严格要求。他们本可以自行设计和实施用于数据集成的自定义解决方案，但这会大大延迟项目。此外，为特定项目开发和维护定制软件解决方案的生命周期成本可能是巨大的。

乔伊设备面临诸多挑战。首先是机器集成和控制。机器的业务端有一个快速旋转的圆柱体，带有6英寸镶钻切割齿。它以每分钟几十吨的速度咀嚼岩石。该系统穿过前面的岩石，形成一个矩形矿道。当机器向前移动时，液压升降器支撑天花板。自动钻头和螺钉将 3 英尺长的螺钉拧入天花板以稳定天花板。岩石和煤炭落入切割筒下方的一组聚集“手指”中。这些手指舀起岩石和煤并将其存放在传送带上。传送带从机器下方穿过并从后面出来。一列长达一英里的传送带车跟随切割机进入矿井。岩石以每分钟超过 400 英尺的速度沿着这列火车喷射，直到最后流入轨道车厢。当前的系统在刀具旁边放置一个操作员笼子。令人窒息的灰尘（潜在爆炸性）、倒塌的风险以及金属和岩石附近的混乱使操作员笼子成为危险场所。

传统的中心站电网以 15 分钟的输出更新周期运行，这迫使运营商过度发电以补偿潜在的停电或电网上意外的新电力需求。此外，它们不能有效地利用分布式、动态的可再生能源发电，例如太阳能电池板或风力涡轮机。