Intelektualumo sluoksnis iš naujo apibrėžia automatiką
Pramonės automatika tradiciškai buvo grindžiama jutikliais, PLC, pavaromis, valdikliais ir kita technine įranga, skirta produktyvumui, nuoseklumui ir procesų efektyvumui didinti. Šios technologijos tebėra esminės, tačiau keičiasi jų vaidmuo.
Dabar prie nusistovėjusios automatikos infrastruktūros pridedamas naujas intelektualumo sluoksnis. Kraštinis skaičiavimas, dirbtinis intelektas, programine įranga apibrėžtas valdymas, pramoninis junglumas ir pažangi analitika leidžia mašinoms interpretuoti veiklos duomenis ir veikti savarankiškiau.
Mano nuomone, svarbus pokytis yra ne tai, kad dirbtinis intelektas pakeis įprastą automatikos techninę įrangą. Priešingai, dirbtinis intelektas suteikia esamam automatikos turtui daugiau galimybių. Tikroji galimybė slypi derinant patikrintas valdymo technologijas su intelektualumu, galinčiu nuolat interpretuoti tai, kas vyksta gamybos ceche.
Kraštinis dirbtinis intelektas priartina sprendimų priėmimą prie mašinos
Vienas svarbiausių pokyčių – duomenų apdorojimo perkėlimas arčiau krašto. Įprastos architektūros dažnai siunčia didelius informacijos kiekius į centralizuotus serverius ar debesijos platformas analizei. Nors šis metodas tebėra naudingas, jis ne visada tinka taikomosioms programoms, kurioms reikia neatidėliotinos reakcijos.
Kraštinis dirbtinis intelektas leidžia analizuoti duomenis tiesiogiai mašinoje arba netoli jos. Tai gali reikšmingai sumažinti ryšio delsą ir pagerinti tokių taikomųjų programų kaip mašininė rega, kokybės tikrinimas, būklės stebėjimas ir prognozinė techninė priežiūra reakcijos laiką.
Pavyzdžiui, regos sistema gali vietoje nustatyti gamybos defektą ir inicijuoti taisomuosius veiksmus, nelaukdama, kol duomenys bus perduoti į nuotolinę skaičiavimo aplinką. Taip galima greičiau reaguoti, sumažinti medžiagų švaistymą ir užtikrinti tolygesnę gamybą.
Svarbi platesnė išvada: intelektualumas tampa pačios mašinos dalimi, o nebepriklauso vien centralizuotai IT infrastruktūrai.
Pasenusi įranga tampa strateginiu turtu
Visiškai naujos išmaniosios gamyklos vizija yra patraukli, tačiau ji neatspindi daugumos gamybos aplinkų realybės. Daugelyje gamyklų ir toliau naudojamos prieš daugelį metų ar net dešimtmečių įdiegtos mašinos ir valdymo sistemos.
Visiškas šių sistemų pakeitimas gali būti brangus, trikdantis veiklą ir techniškai nebūtinas. Dažnai praktiškesnė strategija yra laipsniška modernizacija.
Aplink esamą įrangą galima įdiegti šiuolaikinius jutiklius, pramoninius šliuzus, ryšio sąsajas, krašto kompiuterius, stebėjimo platformas ir dirbtiniu intelektu pagrįstą analitiką. Šis metodas leidžia gamintojams gauti daugiau naudingų duomenų iš esamo turto ir kartu išvengti visiško pakeitimo sąnaudų bei veiklos rizikos.
Inžinerijos požiūriu tai viena vertingiausių pramoninio automatizavimo tendencijų. Senoji mašina nebūtinai turi pasenti vien todėl, kad jos pradinė valdymo architektūra yra sena. Pasirinkus tinkamą sąsajos ir duomenų strategiją, esama įranga gali tapti šiuolaikinės skaitmeninės gamybos aplinkos dalimi.
Atviros architektūros mažina technologinį priklausomumą
Pramonės sistemoms tampant vis labiau susietoms, sąveikumas tampa toks pat svarbus kaip ir atskirų įrenginių našumas. Šiuolaikinėse gamyklose gali būti įvairių tiekėjų PLC, robotų, jutiklių, regos sistemų, pramoninių kompiuterių, duomenų bazių, debesijos paslaugų ir analitikos platformų.
Uždaros architektūros gali apsunkinti šių sistemų integravimą ir brangiai kainuoti jų keitimą. Atviros ir sąveikios architektūros suteikia daugiau lankstumo, nes leidžia skirtingų aplinkų įrangai ir programinei įrangai veiksmingiau keistis informacija.
Šis lankstumas taip pat gerina ilgalaikį pritaikomumą. Gamintojai gali diegti naujas technologijas neperprojektuodami visos automatizavimo struktūros kaskart, kai atsiranda nauja platforma ar ryšio technologija.
Tačiau atvirumas neturėtų būti suprantamas vien kaip neribotas junglumas. Iš tiesų veiksmingai atvirai architektūrai reikia aiškiai apibrėžtų sąsajų, patikimo pramoninio tinklo, tinkamų duomenų modelių ir disciplinuotos kibernetinio saugumo praktikos.
Atsparumas turi būti projektuojamas kartu su efektyvumu
Daugelį metų investicijos į automatizavimą pirmiausia buvo grindžiamos našumo didėjimu, mažesniu darbo jėgos poreikiu, didesne gamybos apimtimi ir mažesnėmis veiklos sąnaudomis. Tai tebėra svarbu, tačiau gamybos organizacijos dabar susiduria su platesniu veiklos rizikų spektru.
Tiekimo grandinės sutrikimai, komponentų prieinamumas, besikeičiantys reglamentai, kibernetinio saugumo grėsmės, darbuotojų trūkumas ir nenuspėjamos rinkos sąlygos gali paveikti gamybos tęstinumą.
Dėl to atsparumas tampa pagrindiniu inžineriniu reikalavimu. Šiuolaikinė automatizavimo sistema turėtų ne tik efektyviai veikti įprastomis sąlygomis, bet ir išlikti prižiūrima bei pritaikoma pasikeitus aplinkybėms.
Todėl gyvavimo ciklo aspektams reikia skirti daugiau dėmesio. Produkto prieinamumas, atsarginių dalių tiekimas, pakeitimo galimybės, tiekimo terminų matomumas, techninė priežiūra ir suderinamumas su būsimomis technologijomis gali labai paveikti ilgalaikę investicijos į automatizavimą vertę.
Kibernetinis saugumas tampa automatizavimo architektūros dalimi
Operacinių technologijų ir informacinių technologijų susiliejimas suteikia reikšmingų pranašumų, tačiau taip pat padidina galimą atakos paviršių.
Valdikliams, jutikliams, tinklų sietuvams, pramoniniams kompiuteriams ir gamybos sistemoms tampant vis labiau susietoms, kibernetinis saugumas nebegali būti laikomas vien izoliuota IT atsakomybe. Į saugumą reikia atsižvelgti visoje automatizavimo architektūroje.
Tinklo segmentavimas, prieigos kontrolė, saugus ryšys, įrenginių autentifikavimas, programinės įrangos priežiūra ir tinkama stebėsena tampa vis svarbesni siekiant apsaugoti tiek gamybos duomenis, tiek fizines operacijas.
Mano nuomone, kibernetinis saugumas turėtų būti laikomas projektavimo parametru, kaip ir patikimumas, prieinamumas bei našumas. Saugumo priemones įdiegti jau įdiegtoje automatizavimo sistemoje paprastai yra sudėtingiau nei tinkamas apsaugos priemones integruoti inžinerijos etape.
Funkcinė sauga tampa pagrindinės konstrukcijos dalimi
Sauga taip pat vis labiau integruojama į šiuolaikines automatizavimo strategijas. Robotika, kompiuterinė rega, autonominė įranga ir didelės spartos automatizuoti procesai suteikia naujų produktyvumo galimybių, tačiau kartu kelia ir papildomų saugos reikalavimų.
Šiuolaikiniai saugos sprendimai apima šviesos užuolaidas, saugos reles, saugos valdiklius, avarinio stabdymo įtaisus, durų blokatorius, lazerinius skenerius ir kitas apsaugos technologijas. Šios sistemos suteikia galimybę aptikti pavojingas sąlygas ir inicijuoti tinkamas apsaugines reakcijas.
Svarbus pokytis yra tas, kad sauga vis dažniau projektuojama kaip automatizavimo sistemos dalis, o ne laikoma atskiru sluoksniu, pridedamu projekto pabaigoje.
Geresnės jutiklių ir diagnostikos galimybės taip pat gali pagerinti operatorių informuotumą, padėdamos darbuotojams veiksmingiau suprasti mašinos būseną ir galimus pavojus.
DI turėtų papildyti valdymą, o ne jį pakeisti
Tikėtina, kad DI atliks vis svarbesnį vaidmenį pramonės automatizavimo srityje, tačiau svarbu skirti išmaniąją analizę nuo deterministinio valdymo.
Tradiciniai PLC ir valdymo architektūros sprendimai tebėra itin vertingi vykdant nuspėjamas, pasikartojančias ir saugai kritines mašinų operacijas. DI ypač naudingas atliekant modelių atpažinimo, anomalijų aptikimo, vaizdų interpretavimo, optimizavimo ir didelių operacinių duomenų kiekių analizės užduotis.
Todėl geriausia architektūra gali būti ne vien DI pagrindu veikianti gamykla. Vietoj to tai yra sluoksniuota sistema, kurioje deterministinis valdymas atlieka laiko atžvilgiu kritines mašinų funkcijas, o DI ir analitika teikia aukštesnio lygio išmanumą.
Šis atskyrimas gali užtikrinti praktišką patikimumo ir prisitaikomumo pusiausvyrą.
Kitas automatizavimo pranašumas atsiras dėl integracijos
Naujos kartos pramoninę automatiką neapibrėš viena technologija. Vien kraštinis DI nesukurs išmaniosios gamyklos, kaip ir vien robotika ar debesijos junglumas negali užtikrinti visiškos skaitmeninės transformacijos.
Tikrasis pranašumas atsiras dėl integracijos.
Sujungti jutikliai gali generuoti duomenis. Kraštinis skaičiavimas gali juos apdoroti vietoje. DI gali nustatyti dėsningumus ir anomalijas. Atviros architektūros gali perduoti informaciją tarp sistemų. Kibernetinis saugumas gali apsaugoti infrastruktūrą, o saugos technologijos – žmones ir įrangą.
Kai šios technologijos kuriamos kaip darni sistema, gamintojai gali sukurti ne tik išmanesnes, bet ir lankstesnes bei atsparesnes automatizacijos aplinkas.
Praktinis kelias išmaniosios gamybos link
Kad pasinaudotų šiais pokyčiais, gamintojams nebūtinai reikia iš naujo projektuoti visą gamybos aplinką. Laipsniškas požiūris dažnai gali užtikrinti geresnius techninius ir ekonominius rezultatus.
Pirmasis žingsnis gali būti mašinų ir procesų, kuriuose papildomi jutikliai ar junglumas suteiktų išmatuojamą vertę, nustatymas. Tuomet kraštinį stebėjimą galima diegti ten, kur svarbus mažas delsos laikas arba vietinis duomenų apdorojimas. DI galima pasirinktinai taikyti tokiose srityse kaip patikra, prognozuojamoji techninė priežiūra, energijos vartojimo optimizavimas ar anomalijų aptikimas.
Tuo pat metu gamintojai gali palaipsniui gerinti sistemų sąveikumą, kibernetinį saugumą ir funkcinę saugą.
Šis požiūris skaitmeninę transformaciją iš didelio masto keitimo projekto paverčia kontroliuojamu inžineriniu procesu su išmatuojamais etapais.
Žvilgsnis į ateitį
Pramoninė automatika pereina į etapą, kuriame aparatinė įranga, programinė įranga, junglumas, intelektas ir atsparumas tampa vis labiau tarpusavyje susiję.
Mašinos, PLC, jutikliai, pavaros ir valdymo sistemos, padėjusios pagrindus šiuolaikinei gamybai, ir toliau sudarys jos pagrindą. Keisis tai, kas supa šias sistemas – jų intelektas.
Kraštinis DI leis greičiau priimti sprendimus vietoje. Atviros architektūros suteiks daugiau lankstumo. Senosios įrangos modernizavimas prailgins esamų išteklių naudojimo laiką. Kibernetinis saugumas ir sauga taps neatsiejamais projektavimo aspektais, o atsparios architektūros padės gamintojams reaguoti į neapibrėžtumą.
Sėkmingiausi gamintojai nebūtinai bus tie, kurie pirmieji pritaikys pažangiausias technologijas. Tai bus organizacijos, kurios supras, kur technologijos sukuria išmatuojamą veiklos vertę, ir integruos jas į patikimą, prižiūrimą bei ateičiai parengtą automatizacijos architektūrą.
