I. Instrumentatie inteligenta
În cadrul sistemelor de control, instrumentele servesc ca componente fundamentale al căror progres tehnologic este paralel cu evoluția tehnologiei sistemului de control. Odată cu progresul teoriei controlului în noua eră a controlului inteligent, transformarea inteligentă a instrumentelor automate a devenit inevitabilă.
Evoluția inteligentă a instrumentelor și contoarelor provine în primul rând din dezvoltarea și aplicarea microprocesoarelor și a tehnologiilor de inteligență artificială. De exemplu, utilizarea tehnicilor inteligente, cum ar fi rețelele neuronale, algoritmii genetici, calculul evolutiv și controlul haotic permite instrumentelor și contoarelor să atingă viteză mare, eficiență ridicată, multifuncționalitate și flexibilitate sporită. Un alt exemplu implică utilizarea tehnologiei de inferență fuzzy bazată pe reguli fuzzy pentru a lua diferite tipuri de decizii fuzzy cu privire la relațiile ambigue dintre obiecte. În plus, tehnicile de filtrare a semnalelor bazate pe software--cum ar fi Transformarea Fourier rapidă (FFT), Transformarea Fourier de scurt-timp (STFT) și Transformarea Wavelet-oferă mijloace eficiente de simplificare a hardware-ului, de a îmbunătăți raporturile semnal-la-zgomot și de a îmbunătăți dinamica senzorului caracteristici. În plus, rețelele neuronale artificiale folosesc capabilități puternice, inclusiv auto{10}}învățare, auto-adaptare, auto-organizare, funcții de memorie asociativă și proprietăți de mapare-cutie neagră pentru relații complexe neliniare între intrări și ieșiri.
În prezent, cel mai slab și cel mai critic{0}}sector de dezvoltare din domeniul tehnologiei inteligente din China este industria de bază a instrumentelor, contoarelor și senzorilor. Odată cu progresul rapid al științei și tehnologiei și creșterea continuă a nivelurilor de automatizare, industria instrumentelor din China va suferi noi transformări și va realiza noi dezvoltări. Orientarea de înaltă-tehnologie a produselor de instrumentare, în special inteligența lor, va deveni direcția principală pentru dezvoltarea viitoare a științei, tehnologiei și industriei instrumentelor. Instrumentele și contoarele inteligente bazate pe teoria controlului inteligent au făcut progrese în următoarele domenii:
① Controlere experți
Sistemele de control expert (ECS) reprezintă o abordare de control bazată pe{0}}cunoștințe prin excelență. Aceste sisteme funcționează ca cadre programatice dotate cu cunoștințe și experiență de specialitate extinse. Folosind inteligența artificială și tehnologia computerelor, aceștia efectuează raționament și judecată bazate pe cunoștințele și expertiza furnizate de unul sau mai mulți experți în domeniu. Simulând procesele de luare a deciziilor de către experți umani-, aceștia rezolvă probleme complexe care necesită expertiză umană pentru soluții optime.
② Controlere fuzzy
Controlerele fuzzy (FC), cunoscute și sub denumirea de controlere cu logică fuzzy (FLC), au câștigat o aplicare pe scară largă în controlul industrial datorită capacității lor de a gestiona incertitudinea, imprecizia și informațiile neclare. Ele permit controlul eficient al proceselor în care modelarea matematică este nepractică și rezolvă probleme dincolo de metodele convenționale de control.
③ Controler de rețea neuronală
Aplicarea rețelelor neuronale în sistemele de control industrial îmbunătățește capacitățile de procesare a informațiilor și crește inteligența sistemului. Controlul rețelei neuronale, abreviat ca control neuronal, folosește tehnologia rețelei neuronale pentru a modela obiecte neliniare complexe. Funcționează ca un controler, efectuează calcule de optimizare, efectuează raționament sau se ocupă de diagnosticarea defecțiunilor.
Trebuie remarcat faptul că, în domeniul instrumentării inteligente, în ciuda numeroaselor publicații ale savanților chinezi despre rețelele neuronale, controlul fuzzy sau controlul haotic, lucrările și realizările riguroase, meticuloase și cu adevărat inovatoare rămân rare. Unele instrumente-de înaltă calitate și contoare mai trebuie importate din străinătate.
II. Sisteme de control în rețea
Sistemele de control din secolul 21 vor integra rețelele cu controlul. Cercetarea privind sistemele de control în rețea (NCS) a devenit unul dintre subiectele-de vârf în domeniul automatizării. Pe măsură ce rețelele de comunicații devin integrate ca o componentă de bază în sistemele de control, acest lucru îmbogățește semnificativ tehnologiile și metodologiile de control industrial. A adus schimbări substanțiale sistemelor de automatizare și sistemelor de control industrial în ceea ce privește arhitectura, metodele de control și abordările de colaborare între oameni-mașini. Simultan, a introdus noi provocări, cum ar fi cuplarea între control și comunicare, întârzieri, metode de programare a informațiilor, abordări de control distribuit și diagnosticarea defecțiunilor.
Apariția acestor noi provocări necesită inovare continuă în metodele și algoritmii de control în medii în rețea. Impulsat de progresul continuu al tehnologiilor informatice, de comunicații și de rețea, domeniile tradiționale de control trec printr-o transformare fără precedent, evoluând către arhitecturi de rețea. Structurile sistemului de control au progresat de la CCS inițial (Sistem de control centralizat pe computer) la a doua-generație DCS (Sistem de control distribuit), iar acum la FCS (sistem de control Fieldbus) predominant. Cererea de transmisie de-viteză mare a datelor de-volum mare, cum ar fi imagini și semnale vocale, a determinat și mai mult integrarea Ethernet industrial cu rețelele de control. Acest val de sisteme de control industrial în rețea încorporează mai multe tehnologii contemporane-inclusiv sisteme încorporate, interconectivitate multi-standard de rețea de control industrial și tehnologii fără fir-, extinzând astfel spațiul de dezvoltare pentru controlul industrial și creând noi oportunități.
Conducerea industrializării prin informatizare servește atât ca o garanție puternică pentru o creștere economică rapidă susținută, cât și ca un mijloc crucial pentru transformarea arhitecturilor industriale tradiționale. Ca reprezentant al tehnologiei informației, integrarea tehnologiei de rețea cu sistemele de control industrial crește semnificativ capacitățile sistemului de control. Transformă structurile relativ închise de gestionare a informațiilor de întreprindere ale sistemelor de control industrial existente, adaptându-se la nevoile de gestionare a automatizării la nivel de întreprindere-modernă. Tehnologia de rețea a propulsat transformarea arhitecturilor tradiționale ale sistemelor de control industrial.
Integrarea fieldbus, Ethernet, interconexiuni multiple de rețele de control industrial, tehnologie încorporată și comunicații fără fir în rețelele de control industrial asigură stabilitatea inițială și cerințele{0}}în timp real ale sistemelor de control, sporind în același timp deschiderea și interoperabilitatea sistemului. Acest lucru îmbunătățește adaptabilitatea sistemului la diverse medii. În epoca actuală a globalizării economice, această arhitectură de sistem de control industrial în rețea permite întreprinderilor să navigheze în competiția fără precedent pe piață. Accelerează dezvoltarea de noi produse, reduce costurile de producție și îmbunătățește serviciile de informare, prezentând perspective vaste de dezvoltare.
III. Comunicații industriale fără fir
Comunicarea industrială fără fir este un alt subiect aprins dezbătut în domeniul automatizării. Întreprinderile de control industrial recunosc din ce în ce mai mult că tehnologia fără fir va constitui fundamentul următorului salt tehnologic, sporind semnificativ eficiența fabricii și asigurând siguranța utilizatorilor.
Pe măsură ce tehnologia fără fir devine din ce în ce mai răspândită, diverși furnizori oferă o gamă de tehnologii hardware și software pentru a facilita integrarea capabilităților de comunicare în produse. Standardele de comunicare acceptate includ Bluetooth, Wi-Fi, GPS (Global Positioning System), 5G și WiMax (interoperabilitate la nivel mondial pentru acces la microunde). Cu toate acestea, atunci când adăugați caracteristici de conectivitate fără fir, selectarea cipurilor adecvate și a software-ului aferent (presupunând că implementarea aleasă funcționează corect și îndeplinește cerințele relevante de validare) poate fi foarte dificilă. Chiar și cu un design viabil, eșecul de a optimiza performanța, consumul de energie, costul și scala poate împiedica succesul pe piață. Cele mai populare tehnologii de astăzi nu sunt neapărat cele mai bune standarde de comunicare sau ceea ce au nevoie clienții. Prin urmare, implementările hardware și software selectate ar trebui să prezinte adaptabilitate: fiecare nouă generație de produse nu ar trebui să pornească de la zero.
Tendința de intrare a tehnologiei fără fir în aplicații industriale este de netăgăduit, în special acolo unde soluțiile cu fir nu sunt practice. Cu toate acestea, acest lucru necesită o rafinare continuă a tehnologiei fără fir în sine. Fiabilitatea, certitudinea comunicării și-performanța în timp real, compatibilitatea și alte capabilități necesită îmbunătățiri suplimentare. În consecință, pe termen scurt, tehnologia industrială fără fir va rămâne o extensie a soluțiilor tradiționale cu fir, majoritatea instrumentelor și produselor de automatizare încorporând capabilități de transmisie wireless încorporate. Pe plan internațional, cercetarea în domeniul tehnologiei fără fir este încă la început, cu standarde relevante în curs de dezvoltare. Instituțiile de cercetare chineze participă activ la acest proces, care a contribuit la avansarea tehnologiei fără fir în industriile de proces din China.
Având în vedere că tehnologia fără fir rămâne în faza de cercetare și dezvoltare și rafinare, funcționalitatea acesteia este în mod inerent limitată. În plus, în domeniul tehnologiei de automatizare, nu există un standard de tehnologie fără fir recunoscut și dovedit universal, care să fie suficient de fiabil pentru aplicațiile de control în timp real-, o limitare care devine deosebit de pronunțată în scenariile cu timpi de ciclu foarte scurti. În consecință, domeniul de aplicare actual al tehnologiei fără fir este limitat la achiziția și monitorizarea datelor (SCADA).
Cu toate acestea, pe măsură ce fiabilitatea se îmbunătățește, tehnologia fără fir va găsi aplicații mai largi. Comunicațiile wireless vor experimenta o creștere rapidă în următorii ani, dar nu vor înlocui comunicațiile prin cablu. Stabilitatea, fiabilitatea și securitatea inerente sistemelor cu fir vor persista. Soluțiile wireless le vor înlocui pe cele cu fir numai în cazul în care implementarea prin cablu este nepractică sau prohibitiv de costisitoare. Integrarea organică a sistemelor fără fir și cu fir, valorificând punctele lor forte respective, va oferi noi căi de creștere a productivității. Utilizați comunicația prin cablu acolo unde este potrivit și comunicarea fără fir acolo unde este potrivit. Deoarece atât comunicațiile cu fir, cât și cele fără fir acceptă protocolul TCP/IP, aceste două metode de comunicare pot fi integrate organic pentru a-și valorifica punctele forte și pentru a crește productivitatea.
IV. Internetul lucrurilor și automatizarea
Astăzi, Internetul Lucrurilor (IoT) este, fără îndoială, unul dintre termenii cei mai des prezentați în marile instituții media, strâns asociat cu conceptul de „inteligență”. Din perspectiva „managementului, controlului și inteligenței”, IoT și automatizarea industrială au o linie comună. Automatizarea industrială cuprinde achiziția, transmiterea și calculul de date, în timp ce IoT implică detectarea cuprinzătoare, transmisia fiabilă și procesarea inteligentă-cele două sunt fundamental interconectate.
IoT pune un accent mai mare pe conectivitatea wireless, colectarea masivă de date și calculul inteligent. Relația dintre IoT și tehnologia de automatizare este profund împletită. Distincția cheie constă în conectivitate: „Rețelele tradiționale de automatizare se bazează în principal pe conexiuni prin cablu cu acoperire limitată, în timp ce rețelele de senzori utilizează în principal căi de transmisie fără fir, permițând conectivitate mult mai largă”. Această conexiune inerentă face ca producătorii de automatizări industriale să exploreze oportunități în dezvoltarea IoT.
Domeniile cheie de aplicație pentru IoT includ: Aplicații în fabricarea produselor industriale, urmărirea, monitorizarea progresului și urmărirea calității; Aplicații în sistemele de monitorizare, urmărire și anti{0}}contrafacere pentru bunuri valoroase și materiale periculoase; Aplicații în acreditări electronice pentru conferințe mari, întâlniri-la nivel înalt și evenimente importante; bilete electronice pentru zone cu trafic intens-la evenimente sportive majore, concerte și atracții turistice (de exemplu, Shanghai World Expo); Tehnologie IoT pentru colectarea taxelor de trafic, identificarea automată de la distanță și gestionarea diferitelor tipuri de vehicule; Tehnologie IoT pentru identificarea automată, înregistrarea, poziționarea și interogarea personalului în zonele desemnate; Tehnologie IoT pentru trasabilitatea completă-procesului în lanțurile de creștere a animalelor și industria alimentară; Tehnologia IoT în sectoarele agriculturii, ajutorului în caz de dezastre și răspunsului la urgențe; Tehnologie IoT pentru gestionarea activelor valoroase și critice; Tehnologie IoT pentru aplicații cu proces complet-în îmbrăcăminte de marcă; Tehnologia IoT pentru managementul bibliotecilor; Aplicații ale tehnologiei IoT în managementul armelor de foc militare, managementul personalului, managementul vehiculelor, managementul materialelor și securitate/confidențialitate; Aplicații ale tehnologiei IoT în aviație, automobile și alte sectoare; Aplicații ale tehnologiei IoT în industria de retail; Aplicații ale tehnologiei IoT în securitatea socială; Aplicații ale tehnologiei IoT în dezvoltarea orașului inteligent; și tehnologii de comunicații cu rază scurtă-: cipuri Zigbee, module de comunicații Zigbee, rețele Zigbee, GPS, RTLS (sisteme de localizare în timp real-), tehnologie Bluetooth, tehnologie și aplicații UWB (Ultra-bandă largă); Rețele EPC (Electronic Product Code): etichetare EPC, middleware EPC, servere EPC, platforme de servicii publice EPC, rețele EPC; rețele de senzori, rețele de comunicații mobile, rețele de poziționare globală și rețele de aplicații aferente; sisteme software de analiză de business intelligence etc.
„Internetul lucrurilor” a răsturnat mentalitatea tradițională care separa fizic infrastructura de infrastructura IT. Conectează eficient facilități fizice, cum ar fi drumuri și clădiri, cu computere personale, telefoane mobile, electrocasnice, sisteme de transport și infrastructură IT. Acest lucru permite interconectivitate cuprinzătoare între administrația guvernamentală, producția, managementul social și viața personală a persoanelor.
Din perspectiva lanțului industrial cerut de IoT, tehnologiile și industriile din amonte includ controlul automat, detectarea informațiilor și identificarea prin radiofrecvență (RFID), în timp ce în aval se concentrează pe aplicațiile IoT. Experții din industrie afirmă în continuare: „Automatizarea industrială tradițională face de fapt parte din IoT”, solicitând producătorilor de automatizări de control industrial să devină forța motrice pentru implementarea IoT. Ca punct de convergență al informatizării și automatizării, IoT posedă un potențial și avantaje imense. Unele organizații au recunoscut cu profunditate potențialul său de optimizare a proceselor de management și a fluxurilor de lucru de producție, obținând succese preliminare. Rețelele tradiționale de automatizare au similitudini izbitoare cu rețelele de senzori din IoT.
V. Cloud Computing și automatizare
Laboratorul Național Argonne
Cloud computing reprezintă evoluția procesării distribuite, a procesării paralele și a calculării în grilă-sau, mai degrabă, realizarea comercială a acestor concepte informatice. Miezul său se află în stocarea și calcularea datelor masive, cu accent deosebit pe tehnologia de virtualizare. În esență, cloud computing este un model de supercomputing bazat pe internet-care conectează resurse vaste pentru a furniza diverse servicii IT utilizatorilor.
De exemplu, modelul de cloud computing va aduce transformări semnificative în industria software-ului de automatizare. Schimbările cheie includ:
① Arhitecturile sistemelor de automatizare vor deveni mai flexibile, arhitecturile distribuite extinzându-se la scari mai largi.
În proiectele moderne de-automatizare industrială și informatizare la scară largă, sistemele devin din ce în ce mai complexe și masive. Arhitecturile de rețea și de sistem existente nu mai sunt echipate pentru a face față acestor provocări în mod eficient. Conceptul revoluționar de cloud computing a demontat în mod fundamental cadrele arhitecturale rigide găsite în mod tradițional în sistemele de automatizare. În cadrul sistemelor de cloud computing, sistemele de automatizare și informatizare nu mai rulează doar pe un singur computer fix. În schimb, aceștia operează în întreaga rețea, inclusiv pe Internet, valorificând rețeaua în ansamblu pentru a aloca resursele sistemului și pentru a executa diverse funcții.
② Analiza și procesarea informațiilor masive vor deveni funcții standard ale software-ului de automatizare.
În proiectele moderne de automatizare-la scară largă, volumul datelor de automatizare și informații continuă să crească exponențial, iar a-l descrie ca fiind „masiv” nu este o exagerare. În consecință, tipurile de baze de date, modelele de stocare a datelor și modelele de citire/interogare a datelor utilizate în prezent în software-ul de automatizare sunt toate centrate pe procesarea precisă și în timp util a volumelor mari de date. Manipularea informațiilor masive a devenit unul dintre blocajele care constrâng dezvoltarea software-ului de automatizare.
În era cloud computing, utilizatorii pot folosi puterea de calcul de la diverse platforme hardware și rețele din diferite straturi. Aceștia pot utiliza cu ușurință serviciile (SaaS), platformele (PaaS) și resursele hardware/rețelei de calcul (IaaS) în „cloud”, integrând pe deplin capabilitățile de calcul ale rețelei publice. Acest lucru face ca analiza și procesarea datelor de automatizare și informații masive să fie fezabilă, satisfacând cerințele sistemelor de aplicații la scară mare-permițând în același timp controlul sistemelor complexe de automatizare și informații.
③ Transformarea completă a modelelor de dezvoltare inginerească.
În era cloud computing, dezvoltarea proiectelor de inginerie nu se mai limitează la computerele individuale. Modelul SaaS permite utilizatorilor să utilizeze direct software-ul de pe serverele furnizorilor de software de automatizare prin Internet. Procesul de dezvoltare are loc în cadrul rețelei de cloud computing și, la finalizare, este generat un proiect de inginerie direct executabil.
④ Transformarea modelelor de servicii ale furnizorilor de software și reducerea costurilor de întreținere.
Modelul de cloud computing reduce, de asemenea, costurile serviciilor pentru furnizorii de software. Anterior, furnizorii trebuiau să ofere suport tehnic și întreținere pentru software-ul de automatizare care rulează în diverse medii hardware și software. În era cloud, ei trebuie doar să mențină o singură instanță software pe serverele lor.
⑤ Reduce cerințele hardware pentru sistemele de automatizare și ridică statutul software-ului în industrie.
Fie că sunt cloud-uri private bazate pe rețele interne corporative sau cloud-uri hibride cu conectivitate externă, ambele urmăresc alocarea dinamică a resurselor de calcul. Acest lucru permite operațiuni de sistem mai fluide și mai stabile, reducând semnificativ cerințele hardware fără a compromite eficiența. Este larg recunoscut faptul că în sistemele de automatizare actuale, software-ul servește drept „suflet”, dar deține o valoare relativ scăzută, reprezentând doar 5%-10% din costul total. În era cloud computing, pe măsură ce cerințele hardware scad, în timp ce cerințele software devin din ce în ce mai stricte, valoarea și importanța software-ului în industria automatizării vor crește substanțial.
⑥ Noile tehnologii și filozofiile de produs vor deveni nucleul concurenței.
Fără îndoială, modelul de cloud computing va aduce o transformare profundă în industria software-ului de automatizare. Cum să navighezi în tendințele în dezvoltarea IT? Cum să dezvolte-generația următoare de software de automatizare bazat pe cloud computing? Cum se asigură compatibilitatea versiunilor software de automatizare vechi cu platformele cloud? Cum să actualizați sistemele tradiționale de inginerie de automatizare la sisteme bazate pe cloud-? Acestea vor deveni considerații principale pentru întreprinderile din industrie. Odată cu maturizarea tehnologiei cloud computing și eforturile sectorului automatizării, dezvoltarea în China a sistemelor de automatizare care utilizează „cloud computing” va avansa rapid. Aceasta este, de asemenea, o problemă căreia ar trebui să acorde o atenție deosebită industria chineză de automatizare.
VI. Automatizare în economie cu-carbon redus
Automatizarea în economia-cu emisii reduse de carbon este un subiect amplu și critic. Ilustram acest lucru folosind industria de proces ca exemplu. Industria de proces cuprinde sectoare precum industria petrochimică, rafinare, chimie, metalurgie, produse farmaceutice, materiale de construcție, industria ușoară, fabricarea hârtiei, minerit, protecția mediului și industriile de generare a energiei-care dețin poziții dominante în economia națională a Chinei. Aceste sectoare ocupă un rol economic vital, valoarea producției anuale a întreprinderilor din industria de proces din China reprezentând 66% din valoarea producției anuale totale a tuturor întreprinderilor industriale la nivel național.
Starea de dezvoltare a industriilor de proces are un impact direct asupra fundamentului economic al națiunii. Fiind un sector masiv care ocupă o poziție vitală, industriile de proces servesc ca un pilon fundamental fundamental pentru creșterea economică națională și constituie o componentă esențială a producției. Caracterizati prin manipularea fluxurilor de materiale și energie continue sau intermitente, produc în principal bunuri în loturi-la scară mare.
Metodele primare de producție și procesare în industriile de proces includ reacții chimice, separare și amestecare. În era economiei bazate pe cunoaștere a secolului XXI, industriile de proces-ca sectoare tradiționale de producție-vor rămâne piloni vitali ai dezvoltării economice. Aceste industrii sunt atât mari producători de energie și materii prime, cât și consumatori importanți de energie, ceea ce face ca conservarea energiei, reducerea consumului și controlul emisiilor să fie critice. Deficiențele comune în aceste sectoare includ consumul ridicat de energie, poluarea severă, calitatea slabă a produselor, procesele de producție învechite, nivelurile scăzute de automatizare, practicile de management slabe, integrarea scăzută a informațiilor și competitivitatea generală insuficientă. Industria constituie cel mai mare sector al economiei Chinei și este, de asemenea, principalul consumator de energie și resurse, precum și principalul contributor la poluarea mediului. Industriile de proces au devenit, prin urmare, ținta principală pentru îmbunătățire, în special în șase sectoare majore: rafinarea petrolului, produse chimice, oțel, generare de energie, metale neferoase și materiale de construcție. Aceste sectoare reprezintă aproape 70% din consumul de energie industrială al națiunii.
Experții susțin: în primul rând, țintirea problemelor emergente și a industriilor bazate pe tendințe{0}}a fost întotdeauna un secret cheie pentru inovarea de succes în toate sectoarele! Problemele emergente se referă la provocări majore care necesită o atenție concentrată pentru dezvoltarea viitoare a societății umane; Industriile „conduse-tendințelor” denotă proiecte cu un potențial imens de viitor.
Deci, care sunt provocările majore care necesită o atenție concentrată pentru viitoarea dezvoltare a societății umane și proiectele cu potențial imens de viitor? Fără îndoială, un astfel de domeniu îl reprezintă proiectele care deservesc „economie cu emisii reduse de carbon” și „tehnologii cu emisii reduse de-carbon”! „Economia cu emisii reduse de carbon” a devenit o alegere strategică vitală pentru instituțiile de cercetare și întreprinderi. Cu alte cuvinte, promovarea energică a dezvoltării „economiei cu emisii reduse de carbon” asigură inevitabil inițiativa în inovare pentru proiectele de cercetare și dezvoltarea pieței. În prezent, economia globală își accelerează tranziția către o „economie cu emisii scăzute de dioxid de carbon”, care a generat numeroase noi puncte de creștere economică. „Economia cu emisii reduse de carbon” va fi piatra de temelie a viitoarei competitivități naționale și corporative. Întreprinderile inteligente excelează în a profita de oportunități, transformă metodele de producție și preia conducerea-transformând pasivitatea în proactivitate. Ei valorifică schimbările în paradigmele dezvoltării societale ca motoare pentru creșterea accelerată, străduindu-se să cucerească terenul înalt în economia-cu emisii reduse de carbon.
Atunci când formulează strategii de dezvoltare corporativă, întreprinderile ar trebui să ia în considerare cum să stabilească o „strategie cu emisii reduse de-carbon” și să se străduiască să crească în tandem cu tendințele naționale de dezvoltare durabilă. După cum a declarat renumitul guru al managementului Peter Drucker: „Nimeni nu poate controla schimbarea, dar toată lumea poate trece înaintea ei!” Industriile de proces din China trebuie să îmbrățișeze acest principiu, străduindu-se să rămână în fruntea curbei. Reducerea-scăzută a emisiilor de carbon este un imperativ național, o misiune istorică și o obligație pentru întreprinderile de proces. Adoptarea „cu emisii reduse de-carbon” reprezintă o misiune majoră pentru aceste industrii.
VII. Automatizare în securitatea la locul de muncă
Automatizarea în siguranța locului de muncă a devenit un termen folosit frecvent în ultimii ani! Această creștere se datorează apariției continue a diferitelor accidente la locul de muncă, conducând la o cerere tot mai mare de tehnologii de automatizare pentru a spori siguranța. Prioritatea urgentă acum este cum să folosiți eficient tehnologiile avansate precum automatizarea și informatizarea pentru a ridica standardele de siguranță la locul de muncă. În consecință, națiunea a propus strategia „Știință și tehnologie pentru siguranță”! Dezvoltarea siguranței este la fel de inseparabilă de automatizare. Siguranța în producție poate fi clasificată în siguranță mecanică și siguranță proces.
Siguranța mașinilor protejează în primul rând personalul și a primit o atenție semnificativă. Întrerupătoarele de siguranță, butoanele de siguranță, ușile de siguranță și covorașele de siguranță au devenit esențiale în fabrici, însoțite de produse precum senzori de siguranță, PLC-uri de siguranță, autobuze de siguranță și Ethernet de siguranță. Siguranța proceselor asigură securitatea proceselor de producție. Astăzi, mulți furnizori de automatizări iau în considerare furnizarea de soluții de siguranță. O adevărată soluție de siguranță presupune mai mult decât furnizarea unuia sau mai multor produse de siguranță; este vorba în primul rând de sporirea siguranței echipamentelor utilizatorului. Modul de încorporare a funcțiilor de siguranță în mașinile și echipamentele utilizatorului, îmbunătățind asigurarea siguranței fără a afecta procesul de producție, necesită încă o dezvoltare mai bună.
Automatizarea se referă la procesul în care mașinile sau dispozitivele funcționează sau se controlează conform unor programe sau instrucțiuni predeterminate, fără intervenție umană. Adoptarea tehnologiei de automatizare nu numai că eliberează oamenii de munca fizică grea, anumite sarcini mentale și mediile de lucru dure sau periculoase, dar extinde și capacitățile umane, sporind semnificativ productivitatea muncii și sporind capacitatea umanității de a înțelege și transforma lumea. Prin urmare, mașinile, echipamentele, sistemele sau procesele (procese de producție și management) ating obiective predeterminate prin detectarea automată, procesarea informațiilor, analiză și judecată și controlul manipulării-toate în funcție de cerințele umane-cu implicare umană minimă sau inexistentă. Automatizarea siguranței se referă la implementarea strategiei „Știință și tehnologie pentru siguranță” prin tehnologia de automatizare pentru a obține o producție sigură. Când este aplicată unor industrii specifice, automatizarea siguranței ia forme distincte, cum ar fi: - Automatizarea producției pentru siguranța minelor de cărbune - Automatizarea producției pentru siguranța petrochimică - Automatizarea producției pentru siguranța chimică - Automatizarea producției pentru siguranța metalurgică - Automatizarea producției pentru siguranța transporturilor - Automatizarea producției pentru siguranța clădirilor inteligente - - Automatizarea siguranței producției în alte industrii
VIII. -Economisirea și consumul de energie-Reducerea automatizării
În ultimii ani, „conservarea energiei și reducerea consumului” a apărut ca un concept extrem de semnificativ în dezvoltarea tehnologiei de automatizare a Chinei. „Conservarea energiei, reducerea emisiilor și dezvoltarea științifică” au devenit principii directoare strategice pentru creșterea economică a Chinei.
Potrivit estimărilor, China consumă de 4,3 ori mai multă energie decât Statele Unite și de 11,5 ori mai mult decât Japonia pentru a genera fiecare dolar din PIB. Rata de utilizare a energiei din China este de doar 26,9% din nivelul SUA și 11,5% din Japonia. Acest lucru indică faptul că consumul de energie constituie o parte substanțială din costurile produselor pentru întreprinderile chineze, subliniind totodată potențialul enorm de economisire a energiei în cadrul acestor companii. Creșterea competitivității produselor prin conservarea energiei și reducerea consumului este pe deplin fezabilă.
În calitate de purtător și mijloc de transformare tehnologică, industria de fabricare a echipamentelor servește ca un sector de bază „orientat{0}}pe mijloace”. Produsele sale-echipamentele de producție pentru toate industriile-constituie piatra de bază a infrastructurii de bază. Caracterizat prin sferă largă, categorii diverse, conținut tehnologic ridicat și interconexiuni puternice cu alte industrii, sectorul de fabricare a echipamentelor din China a evoluat de-a lungul anilor într-un sistem industrial cuprinzător, cu o scară considerabilă și o sofisticare tehnologică, devenind un pilon vital al economiei naționale. Conservarea energiei și îmbunătățirea eficienței utilizării energiei nu sunt doar strategii-pe termen lung pentru asigurarea operațiunilor normale de producție și pentru realizarea unei dezvoltări corporative sănătoase și durabile, ci și alegeri inevitabile pentru întreprinderi de a se adapta la cerințele pieței, de a reduce costurile, de a crește profiturile, de a îmbunătăți performanța de mediu și de a spori competitivitatea. Pentru ca întreprinderile să obțină o creștere susținută, implementarea conservării energiei și a reducerii consumului este imperativă.
Pe măsură ce vremurile evoluează, sarcinile de conservare a energiei și de reducere a emisiilor vor deveni din ce în ce mai dificile, cu obiectivele de control din ce în ce mai stricte. Introducerea acestor obiective va impune cerințe mai mari operațiunilor industriale. Adoptarea proactivă a tehnologiilor avansate de-economisire și reducere a consumului-de energie și implementarea conceptelor, modelelor și proceselor de management științific sunt căi cruciale pentru ca întreprinderile să atingă aceste obiective. Promovarea și aplicarea noilor tehnologii, procese, materiale și metode bazate pe inovarea tehnologică poate elimina treptat echipamentele ineficiente și grupurile de produse cu consum mare de-energie-din producție, jucând un rol vital în promovarea conservării energiei și a reducerii consumului. Conducerea conservării energiei și a reducerii consumului prin inovația de înaltă-tehnologie este un pas esențial pentru industria de fabricare a echipamentelor. Acest lucru se datorează faptului că tehnologiile moderne de înaltă influență influențează profund și extins dezvoltarea acestui sector. Avansarea tehnologiilor moderne înalte impune cerințe mai mari, mai noi și mai bune industriei de fabricare a echipamentelor. Asistența-de înaltă tehnologie este la fel de parte integrantă a eforturilor de „conservare a energiei și reducerea consumului” din sectorul producției de echipamente.
De exemplu, eficiența energetică a motorului, optimizarea proceselor, conversia-în-resurse, utilizarea căldurii reziduale, transformarea întreprinderii și adoptarea de noi energie sunt toate legate intrinsec de tehnologia de automatizare.
IX. Dezvoltarea software-ului de control industrial
Avansarea software-ului de control industrial este un alt aspect vital al tehnologiei de automatizare. Începând cu anii 1990, achizițiile succesive de către IBM de furnizori de middleware au ridicat middleware la nucleul arhitecturii IT pentru întreprinderi, evidențiind treptat importanța critică și rolul central al software-ului. Ulterior, IBM a achiziționat companii de software renumite precum Lotus și DB2. Software-ul a început să avanseze alături de hardware. În 2004, IBM și-a vândut afacerea de PC-uri către Lenovo-o mișcare care semnalează sfârșitul epocii de aur a hardware-ului și zorii erei ascendente a software-ului.
În cadrul controlului industrial, softwareizarea hardware reprezintă o tendință cheie, exemplificată prin apariția PLC-urilor soft încorporate. În prezent, piața prezintă cel mai recent software CoDeSys V3.4 (un sistem încorporat soft PLC bazat pe platforma CoDeSys) inițiat de software-ul 3S din Germania. Susține conceptul de „automatizare deschisă, reconfigurabilă” centrat pe „reutilizare”. Acest software funcționează într-un mediu de dezvoltare IEC 61131, care acceptă mai multe limbaje standard de automatizare industrială, inclusiv logica ladder, diagrame de flux, diagrame bloc și limbajul ST avansat.
Reutilizarea software-ului reprezintă o metodologie și o teorie în cadrul ingineriei software de calculator, servind în esență ca o soluție pentru eliminarea eforturilor redundante în dezvoltarea de software. Constituie o abordare dovedită pentru îmbunătățirea productivității dezvoltării software și a calității produsului. Reutilizarea software-ului implică folosirea software-ului existent și a componentelor sale eficiente pentru a construi software sau sisteme noi, reducând astfel timpul de dezvoltare și costurile de întreținere. Este o tehnologie crucială pentru îmbunătățirea productivității și calității software-ului.
Factorii cheie (atât tehnici, cât și non{0}}tehnici) pentru reutilizarea software-ului cuprind în primul rând șapte aspecte: tehnologia componentelor software, arhitectura software, ingineria domeniului, reinginiera software-ului, procesele componente deschise, tehnologia CASE (Inginerie software asistată de calculator) și diverși factori non-tehnici. Beneficiile reutilizarii software-ului includ: (1) Productivitate mai mare (și reducerea costurilor în consecință); (2) Calitatea software îmbunătățită. (erorile pot fi corectate mai rapid); (3) Utilizarea adecvată a reutilizarii software-ului îmbunătățește mentenabilitatea sistemului.
Dincolo de beneficiile reutilizării software-ului, software-ul CoDeSys oferă și producție reconfigurabilă. Fabricația reconfigurabilă este un proces care ghidează managementul și controlul reconfigurarii sistemului de producție. Acesta permite sistemelor de producție să răspundă eficient la mediile în schimbare. Reconfigurabilitatea se referă la un sistem în care modulele sale hardware și/sau modulele software pot reconfigura (sau reseta) arhitectura și algoritmii sistemului pe baza modificării fluxurilor de date sau a fluxurilor de control. Aceasta include: reconfigurabilitatea organizațională, reconfigurabilitatea procesului de afaceri, reconfigurabilitatea produsului, reconfigurabilitatea sistemului de procesare a atelierului și platformele de informații reconfigurabile.
Cel mai proeminent avantaj al sistemelor reconfigurabile este capacitatea lor de a-și modifica arhitectura pentru a se potrivi cerințelor specifice aplicației. În fața pieței-în continuă schimbare, modul de a permite sistemelor de producție să răspundă rapid și economic la cerințele pieței în schimbare reprezintă o provocare semnificativă pentru industria de producție de astăzi. Liniile de producție automate mecanizate tradiționale oferă economii de scară pentru producția în loturi, dar le lipsește agilitatea în a răspunde schimbărilor pieței. În timp ce sistemele de producție flexibile pot scurta ciclurile de prototipare și producție ale produselor, ele necesită investiții substanțiale cu perioade lungi de amortizare. În consecință, este nevoie urgentă de o nouă paradigmă de producție care să combine beneficiile producției de masă cu adaptabilitatea rapidă la medii de producție dinamice și în schimbare, valorificând în același timp pe deplin resursele de producție existente. În acest context, sistemul de fabricație reconfigurabil propus recent prezintă o soluție eficientă pentru a răspunde acestor cerințe.
În plus, portalul TIA (博途) recomandat de Siemens reprezintă o platformă software de inginerie inovatoare dezvoltată de Siemens pe baza conceptului TIA (Totally Integrated Automation). Gestionează toate sarcinile de automatizare într-un singur mediu de configurare inginerească, simplificând munca designerilor, sporind eficiența și reducând costurile. Prin realizarea de comunicații unificate, programare unificată și date unificate, formează un sistem complet, integrat organic. Acest lucru îndeplinește așteptările industriei pentru o platformă complet integrată pentru a executa soluții de automatizare, permițând gestionarea centralizată a proiectării produselor, proiectării mecanice și a proiectării automatizării într-o singură suită de software. În consecință, este cea mai intuitivă, eficientă și fiabilă platformă software de tehnologie de inginerie disponibilă astăzi. Această dezvoltare merită atenție în sectorul controlului industrial.
X. Universalizarea simulării și modelării
Tehnologia de modelare și simulare în rețea reprezintă un punct fierbinte de cercetare actual în domeniu. Domeniul său tehnic și modelele de aplicație se extind și evoluează continuu, alături de progresele în tehnologia de rețea. Dezvoltarea rapidă a tehnologiilor de rețea și de calcul ne introduce în era computerului omniprezent. Calculul omniprezent stabilește un spațiu informațional compus din calcul și comunicare, fuzionand cu spațiul fizic al vieții umane pentru a forma un mediu inteligent.
În acest spațiu inteligent, persoanele pot accesa în mod transparent serviciile de calcul și informații oricând și oriunde. Tehnologia de modelare și simulare în rețea va evolua către universalizare. „Tehnologia de simulare universală”, care integrează calcularea omniprezentă, realizează convergența informațiilor și a spațiilor fizice, propulsând cercetarea, dezvoltarea și aplicarea de modelare și simulare modernă într-o nouă eră.
Pentru viitoarele medii de calcul omniprezente complexe, eterogene și dinamice, sistemele de simulare omniprezente prezintă următoarele caracteristici fundamentale:
⑴ Accesibilitate omniprezentă:Resursele de simulare sunt omniprezente. Folosind tehnologia rețelei, rețelele de simulare permit furnizarea orientată spre servicii-a diverse resurse de simulare software și hardware în viața de zi cu zi. Acest lucru protejează utilizatorii de medii de calcul omniprezente complexe, eterogene, făcând resursele de simulare disponibile universal și abordând problema „omniprezentei”.
⑵ Oricând, oriunde:Utilizatorii pot accesa servicii de simulare la locul lor de muncă sau de locuit fără a fi legați de un computer dedicat. Tehnologia Grid extinde terminalele de aplicații de simulare în fiecare colț al rețelei, eliberând complet utilizatorii de constrângerile temporale și spațiale. Orice dispozitiv în rețea poate accesa resurse și servicii de simulare în mediul de rețea, îndeplinind cerința de acces „oricând și oriunde”.
⑶ Adaptiv:Spațiul de informații de simulare oferă servicii de simulare coerente care se adaptează la condițiile în schimbare, oferind medii de calcul adaptate nevoilor utilizatorilor.
⑷ Transparent:Utilizatorii accesează serviciile de simulare cu un efort conștient minim. Interacțiunea este extrem de naturală-chiar neobservată de utilizator-întruchipând ceea ce se numește interacțiune implicită.
Integrarea conceptelor și tehnologiilor de calcul omniprezente în rețelele de simulare abordează în mod eficient cerințele emergente ale mediilor de simulare omniprezente-mobilitate, adaptabilitate, inteligență și modele de aplicații-permițând spațiilor de informații de simulare să ofere medii adaptabile și servicii consecvente adaptate nevoilor utilizatorilor. Tehnologia convergentă de calcul în rețea și calculul ubicuu-tehnologia rețelei de simulare omniprezentă-va apărea ca un nou punct focal în cercetarea și aplicațiile de modelare și simulare în rețea.
Pe scurt, primele zece tendințe actuale în tehnologia de automatizare dezvăluie că inovația în automatizare poate fi rezumată în mai multe cuvinte cheie: integrare, comunicare, colaborare, eficiență energetică, siguranță, standarde și deschidere. Acest lucru a dat naștere, de asemenea, la numeroase produse și concepte noi. Timp de mulți ani, noua automatizare a fost cea mai directă forță care conduce dezvoltarea rapidă a producției. Această forță, alimentată în mod inevitabil de forța motrice a „inovației”, va străluci, fără îndoială, cu brio în era producției inteligente!