I. Inteligentna instrumentacija
Unutar kontrolnih sistema instrumenti služe kao osnovne komponente čiji je tehnološki napredak paralelan s evolucijom tehnologije sistema upravljanja. Sa teorijom upravljanja koja sada napreduje u novu eru inteligentne kontrole, inteligentna transformacija automatiziranih instrumenata postala je neizbježna.
Inteligentna evolucija instrumenata i mjerača prvenstveno proizlazi iz razvoja i primjene mikroprocesora i tehnologija umjetne inteligencije. Na primjer, korištenje inteligentnih tehnika kao što su neuronske mreže, genetski algoritmi, evolucijsko računanje i haotična kontrola omogućava instrumentima i mjeračima da postignu veliku brzinu, visoku efikasnost, multifunkcionalnost i poboljšanu fleksibilnost. Drugi primjer uključuje korištenje fuzzy inference tehnologije zasnovane na fuzzy pravilima za donošenje različitih vrsta nejasnih odluka u vezi sa dvosmislenim odnosima između objekata. Pored toga, softverske-tehnike filtriranja signala-kao što su Brza Fourierova transformacija (FFT), Short{5}}Fourier Transform (STFT) i Wavelet Transform-nude efikasna sredstva za pojednostavljenje hardvera, poboljšanje signala{7}}za{8}}dinamičke karakteristike senzora i poboljšanje omjera šuma. Nadalje, umjetne neuronske mreže iskorištavaju moćne mogućnosti uključujući samo{10}}učenje, samo-prilagodbu, samo-organizaciju, asocijativne memorijske funkcije i svojstva mapiranja crne{13}}kutije za nelinearne kompleksne odnose između ulaza i izlaza.
Trenutno, najslabiji i najkritičniji za razvoj{0}}sektor u polju inteligentne tehnologije u Kini je osnovna industrija instrumenata, mjerača i senzora. Sa brzim napretkom nauke i tehnologije i stalnim povećanjem nivoa automatizacije, kineska industrija instrumentacije će proći kroz nove transformacije i postići novi razvoj. Visoko{3}}orijentacija instrumentacijskih proizvoda, posebno njihova inteligentnost, postat će glavni smjer budućeg razvoja nauke o instrumentima, tehnologije i industrije. Inteligentni instrumenti i brojila zasnovani na teoriji inteligentnog upravljanja postigli su napredak u sljedećim područjima:
① Stručni kontrolori
Stručni kontrolni sistemi (ECS) predstavljaju suštinski pristup kontroli{0}}baziran na znanju. Ovi sistemi funkcionišu kao programski okviri opremljeni širokim specijalizovanim znanjem i iskustvom. Koristeći umjetnu inteligenciju i kompjutersku tehnologiju, oni vrše rasuđivanje i prosuđivanje zasnovano na znanju i stručnosti koje obezbjeđuje jedan ili više stručnjaka iz domena. Simulirajući procese donošenja odluka-ljudskih stručnjaka, oni rješavaju složene probleme koji zahtijevaju ljudsku stručnost za optimalna rješenja.
② Fuzzy Controllers
Fuzzy kontroleri (FC), takođe poznati kao fuzzy logic controlleri (FLC), dobili su široku primenu u industrijskoj kontroli zbog svoje sposobnosti da rukuju nesigurnošću, nepreciznošću i nejasnim informacijama. Oni omogućavaju efikasnu kontrolu procesa u kojima je matematičko modeliranje nepraktično i rješavaju probleme izvan konvencionalnih metoda upravljanja.
③ Kontroler neuronske mreže
Primena neuronskih mreža u industrijskim kontrolnim sistemima poboljšava mogućnosti obrade informacija i podiže sistemsku inteligenciju. Kontrola neuronske mreže, skraćeno kao neuronska kontrola, koristi tehnologiju neuronske mreže za modeliranje složenih nelinearnih objekata. Funkcionira kao kontroler, vrši optimizacijske proračune, provodi rasuđivanje ili upravlja dijagnozom kvarova.
Treba napomenuti da u oblasti inteligentne instrumentacije, uprkos brojnim publikacijama kineskih naučnika o neuronskim mrežama, nejasnoj kontroli ili haotičnoj kontroli, rigorozan, pedantan i istinski inovativan rad i dostignuća ostaju retki. Neki-instrumenti i brojila još uvijek moraju biti uvezeni iz inostranstva.
II. Mrežni kontrolni sistemi
Kontrolni sistemi u 21. veku će integrisati umrežavanje sa kontrolom. Istraživanje umreženih kontrolnih sistema (NCS) postalo je jedna od najnovijih-tema u oblasti automatizacije. Kako komunikacione mreže postaju integrisane kao ključna komponenta unutar kontrolnih sistema, to značajno obogaćuje tehnologije i metodologije industrijske kontrole. Donio je značajne promjene u sisteme automatizacije i industrijske sisteme upravljanja u smislu arhitekture, metoda upravljanja i pristupa ljudsko{5}}mašinskoj saradnji. Istovremeno, uveo je nove izazove kao što su sprega između kontrole i komunikacije, vremenska kašnjenja, metode raspoređivanja informacija, pristupi distribuirane kontrole i dijagnostika kvarova.
Pojava ovih novih izazova zahtijeva stalne inovacije u metodama upravljanja i algoritmima unutar umreženih okruženja. Vođeni stalnim napretkom računarskih, komunikacijskih i mrežnih tehnologija, tradicionalni kontrolni domeni prolaze kroz transformaciju bez presedana, evoluirajući prema mrežnim arhitekturama. Strukture upravljačkog sistema su napredovale od početnog CCS-a (Computer Centralized Control System) do druge-generacije DCS-a (Distributed Control System), a sada prema preovlađujućem FCS-u (Fieldbus Control System). Zahtjev za-brzinim prijenosom velikih-podataka kao što su slike i glasovni signali dodatno je potaknuo integraciju industrijskog Etherneta sa kontrolnim mrežama. Ovaj talas umreženih industrijskih kontrolnih sistema uključuje više savremenih tehnologija-uključujući ugrađene sisteme, multi-standardnu industrijsku kontrolnu mrežnu međupovezanost i bežične tehnologije-čime se širi razvojni prostor za industrijsku kontrolu i stvaraju nove mogućnosti.
Pokretanje industrijalizacije kroz informatizaciju služi i kao moćna garancija za održivi brzi ekonomski rast i ključno sredstvo za transformaciju tradicionalnih industrijskih arhitektura. Kao predstavnik informacione tehnologije, integracija mrežne tehnologije sa industrijskim kontrolnim sistemima značajno podiže mogućnosti upravljačkog sistema. On transformiše relativno zatvorene strukture upravljanja informacijama preduzeća postojećih industrijskih kontrolnih sistema, prilagođavajući se potrebama modernog-upravljanja automatizacijom širom preduzeća. Mrežna tehnologija je pokrenula transformaciju tradicionalnih arhitektura industrijskih sistema upravljanja.
Integracija sabirnice polja, Etherneta, višestrukih industrijskih kontrolnih mrežnih interkonekcija, ugrađene tehnologije i bežične komunikacije u industrijske kontrolne mreže osigurava originalnu stabilnost i zahtjeve{0}}u realnom vremenu kontrolnih sistema uz povećanje otvorenosti i interoperabilnosti sistema. Ovo poboljšava prilagodljivost sistema različitim okruženjima. U današnjoj eri ekonomske globalizacije, ova umrežena arhitektura industrijskog kontrolnog sistema omogućava preduzećima da upravljaju tržišnom konkurencijom bez presedana. Ubrzava razvoj novih proizvoda, smanjuje troškove proizvodnje i poboljšava informacijske usluge, predstavljajući ogromne razvojne izglede.
III. Bežična industrijska komunikacija
Bežična industrijska komunikacija je još jedna tema o kojoj se žestoko raspravlja u oblasti automatizacije. Poduzeća za industrijsku kontrolu sve više prepoznaju da će bežična tehnologija biti temelj za sljedeći tehnološki skok, značajno povećavajući efikasnost postrojenja i osiguravajući sigurnost korisnika.
Kako bežična tehnologija postaje sve zastupljenija, različiti dobavljači nude niz hardverskih i softverskih tehnologija kako bi olakšali integraciju komunikacijskih mogućnosti u proizvode. Podržani komunikacijski standardi uključuju Bluetooth, Wi-Fi, GPS (Sistem globalnog pozicioniranja), 5G i WiMax (Svjetska interoperabilnost za pristup mikrovalnim pećnicama). Međutim, kada se dodaju karakteristike bežičnog povezivanja, odabir odgovarajućih čipova i povezanog softvera (pod pretpostavkom da su odabrane implementacijske funkcije ispravno i ispunjavaju relevantne zahtjeve validacije) može biti veliki izazov. Čak i sa održivim dizajnom, neuspjeh u optimizaciji performansi, potrošnje energije, cijene i obima može spriječiti uspjeh na tržištu. Današnje najtoplije tehnologije nisu nužno najbolji komunikacijski standardi ili ono što kupcima treba. Stoga bi odabrane implementacije hardvera i softvera trebale imati prilagodljivost: svaka nova generacija proizvoda ne bi trebala zahtijevati počinjanje od nule.
Trend ulaska bežične tehnologije u industrijske aplikacije je neosporan, posebno tamo gdje su žičana rješenja nepraktična. Međutim, ovo zahtijeva kontinuirano usavršavanje same bežične tehnologije. Pouzdanost, sigurnost komunikacije i-performanse u realnom vremenu, kompatibilnost i druge mogućnosti zahtijevaju dalje poboljšanje. Shodno tome, u bliskoj budućnosti, industrijska bežična tehnologija će ostati proširenje tradicionalnih žičanih rješenja, s većinom instrumenata i proizvoda za automatizaciju koji uključuju ugrađene mogućnosti bežičnog prijenosa. Na međunarodnom planu, istraživanje bežične tehnologije je još uvijek u povojima, a relevantni standardi su u razvoju. Kineske istraživačke institucije aktivno učestvuju u ovom procesu, što je doprinijelo unapređenju bežične tehnologije u procesnim industrijama Kine.
S obzirom da bežična tehnologija ostaje u fazi istraživanja i razvoja i usavršavanja, njena funkcionalnost je sama po sebi ograničena. Štaviše, u domenu tehnologije automatizacije, ne postoji univerzalno priznat i dokazan standard bežične tehnologije koji je dovoljno pouzdan za aplikacije upravljanja u stvarnom{1}}vremenu, ograničenje koje postaje posebno izraženo u scenarijima s vrlo kratkim ciklusom. Shodno tome, trenutni opseg primjene bežične tehnologije ograničen je na prikupljanje podataka i nadzor (SCADA).
Međutim, kako se pouzdanost bude poboljšala, bežična tehnologija će naći širu primjenu. Bežična komunikacija će doživjeti brz rast u narednim godinama, ali neće zamijeniti žičanu komunikaciju. Stabilnost, pouzdanost i sigurnost svojstvene ožičenim sistemima će se zadržati. Bežična rješenja će zamijeniti samo žičana rješenja tamo gdje je žičana implementacija nepraktična ili pretjerano skupa. Organska integracija bežičnih i žičanih sistema, uz iskorištavanje njihovih snaga, pružiće nove puteve za povećanje produktivnosti. Koristite žičanu komunikaciju gdje je to prikladno, a bežičnu komunikaciju gdje je to prikladno. Budući da i žičana i bežična komunikacija podržavaju TCP/IP protokol, ove dvije metode komunikacije mogu se organski integrirati kako bi se iskoristile njihove prednosti i povećala produktivnost.
IV. Internet stvari i automatizacija
Danas je Internet stvari (IoT) jedan od najčešće zastupljenih pojmova u glavnim medijima, blisko povezan s konceptom "inteligencije". Iz perspektive "upravljanja, kontrole i inteligencije", IoT i industrijska automatizacija dijele zajedničku liniju. Industrijska automatizacija obuhvata prikupljanje podataka, prijenos i računanje, dok IoT uključuje sveobuhvatno otkrivanje, pouzdan prijenos i inteligentnu obradu-dva su fundamentalno međusobno povezana.
IoT stavlja veći naglasak na bežično povezivanje, masovno prikupljanje podataka i inteligentno računanje. Odnos između IoT-a i tehnologije automatizacije duboko je isprepleten. Ključna razlika leži u povezivanju: "Tradicionalne automatizacijske mreže se pretežno oslanjaju na žičane veze s ograničenim dosegom, dok senzorske mreže prvenstveno koriste bežične puteve prijenosa, omogućavajući mnogo širu povezanost." Ova inherentna veza čini prirodnim za proizvođače industrijske automatizacije da istražuju mogućnosti unutar IoT razvoja.
Ključne domene aplikacija za IoT uključuju: Aplikacije u proizvodnji industrijskih proizvoda, praćenje, praćenje napretka i praćenje kvaliteta; Primjene u sistemima za praćenje, praćenje i sprječavanje{0}}falsifikovanja vrijedne robe i opasnih materijala; Prijave u elektronskim akreditivima za velike konferencije,-sastanke na visokom nivou i važne događaje; elektronske karte za-područja sa velikim prometom na velikim sportskim događajima, koncertima i turističkim atrakcijama (npr. Shanghai World Expo); IoT tehnologija za naplatu putarine, daljinsku automatsku identifikaciju i upravljanje različitim tipovima vozila; IoT tehnologija za automatsku identifikaciju, snimanje, pozicioniranje i ispitivanje osoblja unutar određenih područja; IoT tehnologija za potpunu-sljedivost procesa u lancima stočarstva i prehrambene industrije; IoT tehnologija u sektorima poljoprivrede, pomoći u katastrofama i hitnim situacijama; IoT tehnologija za upravljanje vrijednom i kritičnom imovinom; IoT tehnologija za aplikacije kompletnog{6}}procesa u brendiranoj odjeći; IoT tehnologija za upravljanje bibliotekama; Primjena IoT tehnologije u upravljanju vojnim vatrenim oružjem, upravljanju osobljem, upravljanju vozilima, menadžmentu materijala i sigurnosti/povjerljivosti; Primjena IoT tehnologije u zrakoplovstvu, automobilskoj industriji i drugim sektorima; Primjena IoT tehnologije u maloprodajnoj industriji; Primjena IoT tehnologije u socijalnoj sigurnosti; Primjena IoT tehnologije u razvoju pametnih gradova; i -komunikacijske tehnologije kratkog dometa: Zigbee čipovi, Zigbee komunikacioni moduli, Zigbee mreže, GPS, RTLS (Sistemi lokacije u stvarnom-realnom vremenu), Bluetooth tehnologija, UWB (Ultra-širokopojasna) tehnologija i aplikacije; EPC (Electronic Product Code) mreže: EPC označavanje, EPC srednji softver, EPC serveri, EPC platforme javnih usluga, EPC mreže; senzorske mreže, mobilne komunikacijske mreže, globalne mreže za pozicioniranje i povezane mreže aplikacija; softverski sistemi za analizu poslovne inteligencije, itd.
"Internet stvari" je preokrenuo tradicionalni način razmišljanja koji je fizički odvajao infrastrukturu od IT infrastrukture. Efikasno povezuje fizičke objekte kao što su putevi i zgrade sa personalnim računarima, mobilnim telefonima, kućnim aparatima, transportnim sistemima i IT infrastrukturom. Ovo omogućava sveobuhvatnu međupovezanost između državne administracije, proizvodnje, društvenog upravljanja i ličnih života pojedinaca.
Iz perspektive industrijskog lanca koji zahtijeva IoT, uzvodne tehnologije i industrije uključuju automatsku kontrolu, detekciju informacija i radiofrekventnu identifikaciju (RFID), dok se nizvodno fokusira na IoT aplikacije. Stručnjaci iz industrije dalje tvrde: "Tradicionalna industrijska automatizacija je zapravo dio IoT-a", pozivajući proizvođače automatizacije industrijske kontrole da postanu pokretačka snaga za implementaciju IoT-a. Kao tačka konvergencije informatizacije i automatizacije, IoT posjeduje ogroman potencijal i prednosti. Neke organizacije su jasno prepoznale njegov potencijal za optimizaciju procesa upravljanja i proizvodnih tokova, postižući preliminarne uspjehe. Tradicionalne automatizacijske mreže imaju zapanjujuće sličnosti sa senzorskim mrežama unutar IoT-a.
V. Računarstvo u oblaku i automatizacija
Argonne National Laboratory
Računarstvo u oblaku predstavlja evoluciju distribuirane obrade, paralelne obrade i grid računarstva-ili bolje rečeno, komercijalnu realizaciju ovih koncepata računarskih nauka. Njegova srž leži u skladištenju i izračunavanju masivnih podataka, sa posebnim naglaskom na tehnologiju virtuelizacije. U suštini, računarstvo u oblaku je internet{3}}bazirani superkompjuterski model koji povezuje ogromne resurse za pružanje različitih IT usluga korisnicima.
Na primjer, model računarstva u oblaku će donijeti značajne transformacije u industriju softvera za automatizaciju. Ključne promjene uključuju:
① Arhitekture sistema automatizacije će postati fleksibilnije, sa distribuiranim arhitekturama koje se šire na šire razmjere.
U modernim velikim-projektima industrijske automatizacije i informatizacije, sistemi postaju sve složeniji i masovniji. Postojeće mrežne i sistemske arhitekture više nisu opremljene za efikasno rješavanje ovih izazova. Revolucionarni koncept računarstva u oblaku u osnovi je demontirao krute arhitektonske okvire koji se tradicionalno nalaze u sistemima automatizacije. U okviru sistema računarstva u oblaku, sistemi automatizacije i informatizacije više ne rade samo na jednom fiksnom računaru. Umjesto toga, oni rade na cijeloj mreži, uključujući Internet, koristeći mrežu kao cjelinu za dodjelu sistemskih resursa i izvršavanje različitih funkcija.
② Analiza i obrada velikih informacija postat će standardne funkcije softvera za automatizaciju.
U modernim velikim-projektima automatizacije, obim automatizacije i informacijskih podataka nastavlja eksponencijalno rasti, a opisivanje kao "masovnih" nije pretjerano. Shodno tome, tipovi baza podataka, modeli skladištenja podataka i obrasci čitanja/upita podataka koji se trenutno koriste u softveru za automatizaciju su svi usredsređeni na tačnu i pravovremenu obradu velikih količina podataka. Rukovanje ogromnim informacijama postalo je jedno od uskih grla koje ograničavaju razvoj softvera za automatizaciju.
U eri računarstva u oblaku, korisnici mogu iskoristiti računsku snagu iz različitih hardverskih platformi i mreža na različitim slojevima. Oni mogu lako da koriste usluge (SaaS), platforme (PaaS) i računarski hardver/mrežne resurse (IaaS) unutar "oblaka", potpuno integrišući računarske mogućnosti javne mreže. Ovo čini analizu i obradu masivne automatizacije i informacijskih podataka izvodljivim, zadovoljavajući zahtjeve velikih-aplikacionih sistema, istovremeno omogućavajući kontrolu složenih automatizacija i informacionih sistema.
③ Potpuna transformacija modela inženjerskog razvoja.
U eri računarstva u oblaku, razvoj inženjerskih projekata više nije ograničen na pojedinačne računare. SaaS model omogućava korisnicima da direktno koriste softver na serverima dobavljača softvera za automatizaciju putem Interneta. Proces razvoja se odvija unutar cloud computing mreže, a po završetku se generiše direktno izvršni inženjerski projekat.
④ Transformacija modela usluga dobavljača softvera i smanjenje troškova održavanja.
Model računarstva u oblaku takođe smanjuje troškove usluga za dobavljače softvera. Ranije su dobavljači trebali pružiti tehničku podršku i održavanje softvera za automatizaciju koji radi u različitim hardverskim i softverskim okruženjima. U eri oblaka, oni trebaju održavati samo jednu instancu softvera na svojim serverima.
⑤ Smanjuje hardverske zahtjeve za sisteme automatizacije i podiže industrijski status softvera.
Bilo da su privatni oblaci zasnovani na internim korporativnim mrežama ili hibridni oblaci sa eksternom vezom, oba imaju za cilj dinamičku alokaciju računarskih resursa. Ovo omogućava glatkiji, stabilniji rad sistema, značajno smanjujući hardverske zahtjeve bez ugrožavanja efikasnosti. Opšte je poznato da u trenutnim sistemima automatizacije softver služi kao „duša“, ali ima relativno nisku vrijednost, čineći samo 5%-10% ukupnih troškova. U eri računarstva u oblaku, kako se zahtjevi za hardverom smanjuju dok zahtjevi za softverom postaju sve stroži, vrijednost i značaj softvera u industriji automatizacije će značajno porasti.
⑥ Nove tehnologije i filozofije proizvoda će postati srž konkurencije.
Bez sumnje, model računarstva u oblaku će donijeti duboku transformaciju u industriju softvera za automatizaciju. Kako se kretati u trendovima u IT razvoju? Kako razviti softver za automatizaciju sljedeće{1}}generacije zasnovan na računarstvu u oblaku? Kako osigurati kompatibilnost naslijeđenih verzija softvera za automatizaciju sa platformama u oblaku? Kako nadograditi tradicionalne sisteme automatizacije na sisteme zasnovane na oblaku-? Ovo će postati primarna razmatranja industrijskih preduzeća. Sa sazrijevanjem tehnologije računarstva u oblaku i naporima sektora automatizacije, kineski razvoj sistema automatizacije koji koriste "cloud computing" brzo će napredovati. Ovo je također pitanje na koje bi kineska industrija automatizacije trebala obratiti veliku pažnju.
VI. Automatizacija u nisko-ekonomiji ugljenika
Automatizacija u nisko{0}}ekonomiji je široka i kritična tema. Ovo ilustrujemo koristeći procesnu industriju kao primer. Procesna industrija obuhvata sektore kao što su petrokemija, rafinerije, hemikalije, metalurgija, farmaceutski proizvodi, građevinski materijali, laka industrija, proizvodnja papira, rudarstvo, zaštita životne sredine i proizvodnja energije{3}}koje imaju dominantne pozicije u kineskoj nacionalnoj ekonomiji. Ovi sektori zauzimaju vitalnu ekonomsku ulogu, sa godišnjom vrednošću proizvodnje kineskih preduzeća procesne industrije koja čini 66% ukupne godišnje vrednosti proizvodnje svih industrijskih preduzeća širom zemlje.
Status razvoja procesnih industrija direktno utiče na ekonomsku osnovu nacije. Kao masivni sektor koji zauzima vitalnu poziciju, procesne industrije služe kao ključni temeljni stub za nacionalni ekonomski rast i čine bitnu komponentu proizvodnje. Karakteriziraju rukovanje kontinuiranim ili povremenim tokovima materijala i energije, oni pretežno proizvode robu u velikim-serijama.
Primarne metode proizvodnje i obrade u procesnim industrijama uključuju hemijske reakcije, odvajanje i miješanje. U eri ekonomije znanja 21. stoljeća, procesne industrije-kao tradicionalni proizvodni sektori-ostat će vitalni stubovi ekonomskog razvoja. Ove industrije su i glavni proizvođači energije i sirovina i značajni potrošači energije, zbog čega je kritična ušteda energije, smanjenje potrošnje i kontrola emisija. Uobičajeni nedostaci u ovim sektorima uključuju visoku potrošnju energije, ozbiljno zagađenje, loš kvalitet proizvoda, zastarjele proizvodne procese, nizak nivo automatizacije, slabe prakse upravljanja, nisku integraciju informacija i nedovoljnu ukupnu konkurentnost. Industrija čini najveći sektor kineske ekonomije, a ujedno je i primarni potrošač energije i resursa, kao i glavni doprinositelj zagađenju životne sredine. Procesne industrije su shodno tome postale primarni cilj za poboljšanje, posebno u šest glavnih sektora: prerada nafte, hemikalije, čelik, proizvodnja električne energije, obojeni metali i građevinski materijali. Ovi sektori čine skoro 70% industrijske potrošnje energije u zemlji.
Stručnjaci tvrde: Prvo, ciljanje na nove probleme i industrije vođene trendovima-uvijek je bila ključna tajna uspješne inovacije u svim sektorima! Nova pitanja odnose se na velike izazove koji zahtijevaju fokusiranu pažnju za budući ljudski društveni razvoj; "trend-driven" industrije označavaju projekte sa ogromnim budućim potencijalom.
Dakle, koji su glavni izazovi koji zahtijevaju fokusiranu pažnju na budući ljudski društveni razvoj i projekte s ogromnim budućim potencijalom? Nesumnjivo, jedno od takvih područja su projekti koji služe "nisko-ekonomiji sa niskim sadržajem ugljenika" i "nisko-tehnologijama sa niskim sadržajem ugljenika"! "Ekonomija s niskim-ugljičnim rješenjima" postala je vitalni strateški izbor za istraživačke institucije i preduzeća. Drugim riječima, snažno promoviranje razvoja "niskougljične ekonomije" neizbježno osigurava inicijativu u inovacijama za istraživačke projekte i razvoj tržišta. Trenutno, globalna ekonomija ubrzava svoju tranziciju prema "niskougljičnoj-ekonomiji," koja je iznjedrila brojne nove tačke ekonomskog rasta. „Ekonomija s niskim-ugljičnim djelima“ će biti kamen temeljac buduće nacionalne i korporativne konkurentnosti. Pametna preduzeća izvrsna su u iskorištavanju prilika, transformaciji proizvodnih metoda i preuzimanju vodstva-pretvarajući pasivnost u proaktivnost. Oni koriste promjene u paradigmama društvenog razvoja kao pokretača za ubrzani rast, nastojeći da zauzmu vrhunac u niskougljičnoj ekonomiji.
Prilikom formulisanja strategija korporativnog razvoja, preduzeća treba da razmotre kako da uspostave "strategiju sa niskim-ugljičnim emisijama" i da teže rastu u tandemu sa nacionalnim trendovima održivog razvoja. Kao što je čuveni guru menadžmenta Peter Drucker rekao: "Niko ne može kontrolisati promjenu, ali svako je može preduprediti!" Kineske procesne industrije moraju prihvatiti ovaj princip, nastojeći da ostanu ispred krivulje. Nisko-smanjenje emisije ugljenika je nacionalni imperativ, istorijska misija i obaveza procesnih preduzeća. Prihvatanje "niskog-ugljika" predstavlja glavnu misiju za ove industrije.
VII. Automatizacija u sigurnosti na radnom mjestu
Automatizacija u zaštiti na radnom mjestu je posljednjih godina često korišten termin! Ovaj porast proizlazi iz kontinuiranog javljanja različitih nesreća na radnom mjestu, što dovodi do sve veće potražnje za tehnologijama automatizacije za poboljšanje sigurnosti. Sada je hitan prioritet kako efikasno iskoristiti napredne tehnologije kao što su automatizacija i informatizacija za podizanje standarda sigurnosti na radnom mjestu. Shodno tome, nacija je predložila strategiju "Nauka i tehnologija za sigurnost"! Razvoj sigurnosti je jednako neodvojiv od automatizacije. Sigurnost u proizvodnji može se kategorizirati na mehaničku sigurnost i sigurnost procesa.
Sigurnost mašina prvenstveno štiti osoblje i posvećena joj je značajna pažnja. Sigurnosni prekidači, sigurnosna dugmad, sigurnosna vrata i zaštitne prostirke postali su neophodni u tvornicama, praćeni proizvodima kao što su sigurnosni senzori, sigurnosni PLC-ovi, sigurnosne magistrale i sigurnosni Ethernet. Sigurnost procesa osigurava sigurnost proizvodnih procesa. Danas mnogi dobavljači automatizacije razmatraju pružanje sigurnosnih rješenja. Pravo sigurnosno rješenje uključuje više od isporuke jednog ili više sigurnosnih proizvoda; prvenstveno se radi o povećanju sigurnosti opreme korisnika. Kako ugraditi sigurnosne funkcije u mašine i opremu korisnika, poboljšavajući sigurnost bez utjecaja na proizvodni proces, i dalje je potreban bolji razvoj.
Automatizacija se odnosi na proces u kojem mašine ili uređaji rade ili se kontroliraju prema unaprijed određenim programima ili uputstvima bez ljudske intervencije. Usvajanje tehnologije automatizacije ne samo da oslobađa ljude od teškog fizičkog rada, određenih mentalnih zadataka i teških ili opasnih radnih okruženja, već i proširuje ljudske sposobnosti, značajno povećavajući produktivnost rada i povećavajući sposobnost čovječanstva da razumije i transformira svijet. Stoga mašine, oprema, sistemi ili procesi (procesi proizvodnje i upravljanja) postižu unaprijed određene ciljeve putem automatiziranog otkrivanja, obrade informacija, analize i prosuđivanja i kontrole manipulacije-sve prema ljudskim zahtjevima-uz minimalno ili nikakvo direktno ljudsko učešće. Sigurnosna automatizacija se odnosi na implementaciju strategije "Nauka i tehnologija za sigurnost" kroz tehnologiju automatizacije za postizanje bezbedne proizvodnje. Kada se primjenjuje na određene industrije, sigurnosna automatizacija poprima različite oblike, kao što su: - Automatizacija sigurnosne proizvodnje u rudniku uglja - Automatizacija petrohemijske sigurnosti - Automatizacija proizvodnje hemijske sigurnosti - Automatizacija proizvodnje u metalurškoj sigurnosti - Automatizacija proizvodnje sigurnosti u transportu - Automatizacija za sigurnost u pametnim zgradama} automatizacija proizvodnje u ostaloj industriji {{12
VIII. -Ušteda i potrošnja-Smanjenje automatizacije
Posljednjih godina, "očuvanje energije i smanjenje potrošnje" pojavilo se kao vrlo značajan koncept u razvoju tehnologije automatizacije u Kini. "Očuvanje energije, smanjenje emisija i naučni razvoj" postali su strateški vodeći principi za kineski ekonomski rast.
Prema procjenama, Kina troši 4,3 puta više energije od Sjedinjenih Država i 11,5 puta više od Japana da bi proizvela svaki dolar BDP-a. Stopa iskorišćenja energije u Kini iznosi samo 26,9% od američkog i 11,5% od nivoa u Japanu. Ovo ukazuje na to da potrošnja energije čini značajan dio troškova proizvoda za kineska preduzeća, a istovremeno naglašava ogroman potencijal za uštedu energije unutar ovih kompanija. Povećanje konkurentnosti proizvoda kroz uštedu energije i smanjenje potrošnje je u potpunosti izvodljivo.
Kao nosilac i medij za tehnološku transformaciju, industrija proizvodnje opreme služi kao temeljni sektor "orijentisan na{0}}sredstva". Njegovi proizvodi-oprema za proizvodnju za sve industrije-sačinjavaju temelj temeljne infrastrukture. Okarakterisan širokim obimom, raznolikim kategorijama, visokim tehnološkim sadržajem i jakim međusobnim vezama sa drugim industrijama, kineski sektor proizvodnje opreme je godinama evoluirao u sveobuhvatan industrijski sistem značajnog obima i tehnološke sofisticiranosti, postajući vitalni stub nacionalne ekonomije. Očuvanje energije i poboljšanje efikasnosti korištenja energije nisu samo dugoročne-strategije za osiguranje normalnih proizvodnih operacija i postizanje zdravog, održivog korporativnog razvoja, već i neizbježni izbori za preduzeća da se prilagode zahtjevima tržišta, smanje troškove, povećaju profit, poboljšaju ekološke performanse i povećaju konkurentnost. Da bi preduzeća postigla održiv rast, implementacija štednje energije i smanjenja potrošnje je imperativ.
Kako se vremena budu razvijala, zadaci očuvanja energije i smanjenja emisija postat će sve izazovniji, a ciljevi kontrole postaju sve strožiji. Uvođenje ovih ciljeva će nametnuti veće zahtjeve industrijskim operacijama. Proaktivno usvajanje naprednih tehnologija za-uštedu energije i smanjenje potrošnje{3}}i implementacija naučnih koncepata upravljanja, modela i procesa su ključni putevi za preduzeća da postignu ove ciljeve. Promocija i primjena novih tehnologija, procesa, materijala i metoda zasnovanih na tehnološkim inovacijama može postepeno izbaciti iz proizvodnje neefikasnu opremu i grupe proizvoda koje -koje troše energiju-, igrajući vitalnu ulogu u unapređenju očuvanja energije i smanjenju potrošnje. Poticanje uštede energije i smanjenja potrošnje kroz visokotehnološke-inovacije je bitan korak za industriju proizvodnje opreme. To je zato što moderne visoke tehnologije duboko i ekstenzivno utiču na razvoj ovog sektora. Napredak savremenih visokih tehnologija nameće veće, novije i bolje zahtjeve industriji proizvodnje opreme. Visoka{12}}podrška je podjednako sastavni dio napora "očuvanja energije i smanjenja potrošnje" unutar sektora proizvodnje opreme.
Na primjer, energetska efikasnost motora, optimizacija procesa, konverzija-u-resurs, korištenje otpadne topline, transformacija poduzeća i usvajanje nove energije su suštinski povezani sa tehnologijom automatizacije.
IX. Razvoj softvera za industrijsko upravljanje
Napredak industrijskog upravljačkog softvera je još jedan vitalni aspekt tehnologije automatizacije. Od 1990-ih, IBM-ove uzastopne akvizicije dobavljača srednjeg softvera podigle su srednji softver u srž IT arhitekture preduzeća, postepeno naglašavajući kritičnu važnost i centralnu ulogu softvera. Nakon toga, IBM je kupio renomirane softverske kompanije poput Lotusa i DB2. Softver je počeo da napreduje zajedno sa hardverom. IBM je 2004. prodao svoj PC posao kompaniji Lenovo-, što je signaliziralo kraj zlatnog doba hardvera i zoru ere uzdizanja softvera.
Unutar industrijske kontrole, softverizacija hardvera predstavlja ključni trend, a primjer je pojava ugrađenih mekih PLC-ova. Trenutno, tržište sadrži najnoviji CoDeSys V3.4 softver (ugrađeni sistemski meki PLC baziran na CoDeSys platformi) koji je pionir njemačkog 3S softvera. Zagovara koncept "otvorene, rekonfigurabilne automatizacije" usredsređene na "ponovnu upotrebu". Ovaj softver radi u okviru IEC 61131 razvojnog okruženja, podržavajući više standardnih jezika industrijske automatizacije uključujući merdevine logike, dijagrame toka, blok dijagrame i napredni ST jezik.
Ponovna upotreba softvera predstavlja metodologiju i teoriju unutar kompjuterskog softverskog inženjerstva, koja u suštini služi kao rješenje za eliminaciju suvišnih napora u razvoju softvera. To predstavlja dokazan pristup za povećanje produktivnosti razvoja softvera i kvaliteta proizvoda. Ponovno korištenje softvera uključuje korištenje postojećeg softvera i njegovih djelotvornih komponenti za izgradnju novog softvera ili sistema, čime se smanjuje vrijeme razvoja i troškovi održavanja. Ona predstavlja ključnu tehnologiju za poboljšanje produktivnosti i kvaliteta softvera.
Ključni faktori (i tehnički i ne-tehnički) za postizanje ponovne upotrebe softvera prvenstveno obuhvataju sedam aspekata: tehnologiju softverskih komponenti, softversku arhitekturu, inženjering domene, reinženjering softvera, procese otvorenih komponenti, CASE (Computer-Aided Software Engineering) tehnologiju i razne ne{2}}tehničke faktore. Prednosti ponovne upotrebe softvera uključuju: (1) Veću produktivnost (i posljedično smanjenje troškova); (2) Poboljšan kvalitet softvera. (greške se mogu brže ispraviti); (3) Odgovarajuća upotreba ponovne upotrebe softvera poboljšava održavanje sistema.
Osim prednosti ponovne upotrebe softvera, CoDeSys softver također ima mogućnost rekonfiguracije proizvodnje. Rekonfigurabilna proizvodnja je proces koji vodi upravljanje i kontrolu rekonfiguracije proizvodnog sistema. Omogućava proizvodnim sistemima da efikasno reaguju na promenljiva okruženja. Rekonfigurabilnost se odnosi na sistem u kojem njegovi hardverski moduli i/ili softverski moduli mogu rekonfigurisati (ili resetovati) sistemsku arhitekturu i algoritme na osnovu promene tokova podataka ili kontrolnih tokova. Ovo obuhvata: organizacionu rekonfigurabilnost, rekonfiguribilnost poslovnog procesa, rekonfigurabilnost proizvoda, rekonfigurabilnost sistema za obradu u radnji i rekonfigurabilne informacione platforme.
Najistaknutija prednost rekonfigurabilnih sistema je njihova sposobnost da promijene svoju arhitekturu kako bi odgovarala specifičnim zahtjevima aplikacije. Suočavajući se sa-tržištem koje se stalno mijenja, kako omogućiti proizvodnim sistemima da brzo i ekonomično odgovore na promjenjive zahtjeve tržišta predstavlja značajan izazov za današnju proizvodnu industriju. Tradicionalne mehanizirane automatizirane proizvodne linije nude ekonomiju obima za serijsku proizvodnju, ali im nedostaje agilnost u odgovoru na promjene tržišta. Dok fleksibilni proizvodni sistemi mogu skratiti izradu prototipa proizvoda i proizvodne cikluse, oni zahtijevaju značajna ulaganja sa dugim periodima povrata. Shodno tome, postoji hitna potreba za novom proizvodnom paradigmom koja kombinuje prednosti masovne proizvodnje sa brzom prilagodljivošću dinamičnim, promenljivim proizvodnim okruženjima, uz potpuno iskorištavanje postojećih proizvodnih resursa. U tom kontekstu, nedavno predloženi rekonfigurabilni proizvodni sistem predstavlja efikasno rešenje za ispunjavanje ovih zahteva.
Dodatno, Siemens TIA Portal (博途) koji je preporučio predstavlja inovativnu softversku platformu za inženjering koju je razvio Siemens na osnovu koncepta TIA (Totally Integrated Automation). On upravlja svim zadacima automatizacije unutar jednog okruženja inženjerske konfiguracije, pojednostavljujući rad dizajnera, povećavajući efikasnost i smanjujući troškove. Postizanjem objedinjene komunikacije, unificiranog programiranja i objedinjenih podataka, čini cjelovit, organski integriran sistem. Ovo ispunjava očekivanja industrije za potpuno integriranu platformu za izvođenje rješenja za automatizaciju, omogućavajući centralizirano upravljanje dizajnom proizvoda, mehaničkim dizajnom i dizajnom automatizacije unutar jednog softverskog paketa. Shodno tome, on stoji kao najintuitivnija, najefikasnija i najpouzdanija softverska platforma inženjerske tehnologije koja je danas dostupna. Ovaj razvoj zaslužuje pažnju u sektoru industrijske kontrole.
X. Univerzalizacija simulacije i modeliranja
Tehnologija umreženog modeliranja i simulacije predstavlja trenutno žarište istraživanja u ovoj oblasti. Njegov tehnički opseg i modeli primjene kontinuirano se šire i razvijaju zajedno s napretkom u mrežnoj tehnologiji. Brzi razvoj umrežavanja i računarskih tehnologija uvodi nas u eru sveprisutnog računarstva. Sveprisutno računarstvo uspostavlja informacioni prostor sastavljen od računarstva i komunikacije, stapajući se sa fizičkim prostorom ljudskog života kako bi formirao inteligentno okruženje.
Unutar ovog inteligentnog prostora, pojedinci mogu transparentno pristupiti računarskim i informacijskim uslugama bilo kada i bilo gdje. Tehnologija umreženog modeliranja i simulacije će evoluirati prema univerzalizaciji. „Univerzalna simulaciona tehnologija“, koja integriše sveprisutno računarstvo, postiže konvergenciju informacija i fizičkog prostora, pokrećući moderno modeliranje i simulaciono istraživanje, razvoj i primenu u novu eru.
Za buduća složena, heterogena i dinamična sveprisutna računarska okruženja, sveprisutni simulacijski sistemi pokazuju sljedeće osnovne karakteristike:
⑴ Sveprisutna dostupnost:Resursi za simulaciju su sveprisutni. Koristeći grid tehnologiju, simulacijske mreže omogućavaju -orijentisano pružanje različitih softverskih i hardverskih resursa za simulaciju u svakodnevnom životu. Ovo štiti korisnike od složenih, heterogenih sveprisutnih računarskih okruženja, čineći resurse simulacije univerzalno dostupnim i rješavajući problem "sveprisutnosti".
⑵ Bilo kada, bilo gdje:Korisnici mogu pristupiti uslugama simulacije na svojim radnim ili stambenim lokacijama bez povezivanja s namjenskim računarom. Grid tehnologija proširuje terminale aplikacije za simulaciju na svaki kutak mreže, potpuno oslobađajući korisnike od vremenskih i prostornih ograničenja. Svaki umreženi uređaj može pristupiti simulacijskim resursima i uslugama unutar mrežnog okruženja, ispunjavajući zahtjev za pristup "bilo kada i bilo gdje".
⑶ Prilagodljivo:Informacijski prostor simulacije pruža koherentne simulacijske usluge koje se prilagođavaju promjenjivim uvjetima, isporučujući računarska okruženja prilagođena potrebama korisnika.
⑷ Transparentno:Korisnici pristupaju uslugama simulacije uz minimalan svjesni napor. Interakcija je veoma prirodna-čak i neprimijećena od strane korisnika-otjelovljujući ono što se naziva implicitna interakcija.
Integracija sveprisutnih računarskih koncepata i tehnologija u simulacijske mreže efikasno rješava nove zahtjeve sveprisutnih simulacijskih okruženja-mobilnosti, prilagodljivosti, inteligencije i modela aplikacija-omogućujući simulacijskim informacionim prostorima da isporuče prilagodljiva okruženja i konzistentne usluge prilagođene potrebama korisnika. Konvergentna tehnologija grid računarstva i sveprisutnog računarstva-sveprisutna simulacijska grid tehnologija-pojavit će se kao nova fokusna tačka u umreženom modeliranju i simulacijskim istraživanjima i aplikacijama.
Ukratko, trenutnih deset najvećih trendova u tehnologiji automatizacije otkrivaju da se inovacije u automatizaciji mogu sažeti u nekoliko ključnih riječi: integracija, komunikacija, saradnja, energetska efikasnost, sigurnost, standardi i otvorenost. To je također dovelo do brojnih novih proizvoda i koncepata. Dugi niz godina nova automatizacija je bila najdirektnija sila koja je pokretala brzi razvoj proizvodnje. Ova sila, neizbježno pokretana pokretačkom snagom "inovacije", nesumnjivo će briljantno zasjati u eri inteligentne proizvodnje!