прогноз

Автоматизация, управление, люди: прогноз на 2020-й

Опубликовано в номере:
PDF версия
В честь пятилетнего юбилея компании CFE Media редакция журнала Control Engineering USA обратилась к представителям трех лидирующих фирм в области системной интеграции по итогам 2015 г.— Maverick Technologies, Polytron и Malisko Engineering — с просьбой дать прогноз развития отрасли, глядя на 5 лет вперед. Эксперты поделились своим видением того, какими будут системы автоматизации и управления, как будет выглядеть «персонал будущего», какие сети свяжут людей и производство в 2020 г.

Malisko Engineering: связь, модульность и поддержка путем прогнозирования

Стивен Дж. Малышко (Stephen J. Malyzsko), президент и главный исполнительный директор компании Malisko Engineering, дал свой прогноз в таких областях, как стандарты подключения, проблемы развития производственных модулей, вспомогательные системы, встроенная кибербезопасность, инновации в технологиях и коммуникациях.

Универсальное подключение
Большие данные, «Интернет вещей» (Internet of Things, IoT) и мобильные устройства будут продвигаться к общему стандарту подключения. А именно к такому, который будет согласовываться с требованиями как потребительского рынка, так и коммерческого. Рыночный спрос на такое «универсальное подключение» заставит продавцов обеспечить доступ к приложениям, составляющим в настоящее время их интеллектуальную собственность.

Мобильные приложения и беспроводные сети станут общепринятой нормой. Сближение традиционных настольных персональных компьютеров и мобильных устройств (например, такое как включение Microsoft Continuum в Microsoft Windows 10) изменит процесс обработки данных. Сближение технологий и повсеместный сверхскоростной беспроводной доступ в сети приведут к созданию все большего числа облачных приложений. А очки дополненной реальности HoloLens от компании Microsoft привнесут в человеко-машинный интерфейс (Human-Machine Interface, HMI) и программируемые логические контроллеры дополнительные возможности в части программирования и визуализации.

Акцент на производство модулей
Чтобы удержать первые места на рынке и обеспечить быстрый выход своей продукции, продавцы будут продолжать процесс миграции и направлять свои усилия в область поставок клиентам ячеек типа Plug&Play. Такое производство модулей оставляет за системным интегратором функцию агрегирования данных и реализацию общей стратегии диспетчерского управления.

Поддержка системы
Поддержка системы будет распределяться так: 98% — прогнозирование, 2% — коррекция. Производственные системы автоматизации для оценки состояния оборудования будут содержать стандартные операционные контролирующие модули. Продавцы будут предоставлять обязательные к применению мандаты, содержащие математические модели с необходимыми статистическими данными и рекомендациями в части обслуживания оборудования, и задавать частоту его переналадки.

Встроенные системы безопасности и разрешений
Встроенные системы безопасности и разрешений будут основаны на отраслевых нормах, согласованных с универсальностью подключения. Это приведет к созданию общего стандарта кибербезопасности, унифицированного как с ИТ-рынком, так и с коммерческим.

Сдвиг технических ресурсов в область системной интеграции
Основная определяющая роль системного интегрирования будет сдвинута в область агрегирования систем из модулей. Расширенная визуализация, развитие контроллеров и инструменты тестирования ускорят сроки реализации систем управления для нижних уровней и, собственно, саму визуализацию задач, что позволит системным интеграторам уделять больше времени вопросам бесшовной интеграции.

Партнерство системных интеграторов и клиентов
Производители будут сильно зависимы от системы управления, поэтому первоочередной задачей для системных интеграторов станет помощь в построении основ и в обосновании проектов, связанных с автоматизацией.

 

Polytron: цифровая эра производства

60-70-2Брент Стромвел (Brent Stromwall), профессионал в управлении проектами и вице-президент компании Polytron Inc., уверен, что к 2020 г. производство полностью войдет в цифровую эру: «В последние годы в дискуссиях на темы индустрии появились такие понятия, как «разумное производство» (Smart Manufacturing), «промышленная революция 4.0» (Industrial Revolution 4.0), «передовые технологии» (Advanced Manufacturing), «интеллектуальное производство» (Intelligent Manufacturing), «промышленный Интернет» (Industrial Internet) и т. д. Чтобы оптимизировать и управлять производственным процессом от уровня цеха до уровня высшего руководства предприятия, в этой новой цифровой эре производства используется специальная технология, позволяющая использовать в системе 3D-визуализацию, анализ данных и многоуровневые средства совместной работы».

По его мнению, пять требований этой новой технологии управления производственными процессами уже сейчас реализуются на практике. Это:

  1. полная системная интеграция производства от его логистических цепочек снабжения предприятия до распределения его готовой продукции;
  2. визуализация в общезаводской системе высокого уровня операционной эффективности производства;
  3. прогнозная диагностическая система определения эксплуатационной стойкости оборудования, направленная на увеличение времени его безотказной работы и прогнозирование сроков технического обслуживания;
  4. более быстрый доступ к производственным данным в режиме реального времени;
  5. сети современного технического уровня с высокой пропускной способностью, беспроводные и с повышенным уровнем безопасности.

Брент Стромвел сделал следующие предсказания по поводу особенностей производства в 2020 г.

Способность к длительной безотказной эксплуатации
Производителям необходим доступ к данным конкретного приложения на момент принятия решения. Это особенно важно для систем мониторинга и контроля энергопотребления, оценки эффективности эксплуатации оборудования, безопасности рабочего персонала и операторов, а также для своевременного профилактического обслуживания оборудования. Достоверные данные от цехов должны поступать в режиме реального времени к нужному человеку и в нужное время.

Более широкая взаимосвязь людей и устройств
Развивающаяся производственная среда требует способности легко общаться и пользоваться встроенными технологиями, такими как IoT и «облака». Кроме того, она должна обладать мобильностью и адаптировать автоматизированный рабочий процесс к более быстрой и интеллектуальной производственной среде.

Ужесточение сетевой защищенности
С увеличением потока данных и доступа к ним через сети предприятия, которые становятся многоуровневыми, а также с ростом использования комплексных технологий для обеспечения их безопасной интеграции и такой же комплексной безопасности в точке их использования необходимо совершить переход к обеспечению безопасности, основанной не только на защите периметра предприятия.

Модернизация производственных сетей
«Умные» устройства, расширение использования беспроводных сетевых технологий и комплексное использование данных требуют надежной, масштабируемой и устойчивой производственной структуры. Обновление сетей, о котором идет речь, направлено на поддержку более интуитивного аппаратного и программного обеспечения, направленного на повышение автоматизации и более эффективного доступа к данным. Такие новые сети будут сочетать оптоволоконные линии и медные кабели, открытую архитектуру сетевых технологий и программного обеспечения, что позволяет для компьютерной сети, работающей в жестких условиях окружающей среды, получать и распределять данные среди оборудования по всем цехам завода и вплоть до уровня руководства предприятия.

Интуитивно понятный HMI, учет достигнутых показателей и учебные рабочие места
Процесс старения производственных кадров и отсутствие квалифицированных молодых рабочих для заполнения освобождающихся должностей является приоритетной проблемой для производителей. Поэтому крайне необходимы и соответствующие учебные рабочие места, организованные в рамках предприятия. Имееются в виду учебные компьютерные модули и модули помощи на базе HMI. При этом интуитивно понятный человеко-машинный интерфейс и наличие системы учета показателей эффективности будут иметь решающее значение.

Безопасность оборудования
Обновление технологии обеспечения безопасности оборудования будет приоритетным направлением для производителей в течение следующих нескольких лет. Для повышения общей эффективности производства в жестких условиях рыночной конкуренции интегрированная в оборудование технология обеспечения безопасности помогает снизить частоту инцидентов, уменьшить незапланированные простои оборудования, связанные с авариями и ошибками.

Прогнозный анализ данных
Упреждающее управление обеспечивает эффективную работу технологического оборудования и поддерживает необходимую гибкость и устойчивость предприятия. Более быстрая реакция на требования потребителей в части их обеспечения безопасными и надежными продуктами гарантирует, что производитель сможет по-прежнему оставаться в своем бизнесе. Спрос на повышение возможности оперативного контроля и качества данных растет все быстрее. Для этого требуется сочетание гибкой технологии производства с одновременным управлением затратами.

Моральный износ и модернизация
Моральное старение оборудования и технологий является важным вопросом для производственных структур, которые уже отработали большие сроки. Согласно оценкам, 75% заводов в США имеют возраст более 20 лет. Чтобы обеспечить сквозную операционную эффективность, компьютерная аппаратура и технологическое оборудование должны быть заменены на новые, выполненные на базе смарт-контроллеров и драйверов.

 

Maverick Technologies: тесная взаимосвязь, высокая коммуникативность и кибербезопасность

60-70-3Предположения Пола Галески (Paul Galeski), генерального директора компании Maverick Technologies, касаются вопросов стоимости систем автоматизации, сетей, нового персонала, коммуникативности и кибербезопасности.

Автоматизация создает стоимость
Пользователи должны ясно понять, как автоматизация за счет снижения издержек, повышения качества продукции, совершенствования производства или все вышесказанное вместе создает стоимость для их компаний. Поставщики систем автоматизации и представляющие свои услуги провайдеры могут очень долго и хорошо рассказывать о технологиях, но люди, которые являются владельцами и управляющими компаний, уже устали слушать о технологиях, они хотят знать, как новые устройства или открывающиеся новые сетевые возможности будут оказывать положительное влияние на нижних уровнях производства. Для нас же будет легче, если в основе проектов будут лежать правильные условия, основанные на базе точных фактов и цифр, касающихся эксплуатационных усовершенствований. Это будет возможным, если мы вернемся на основные базовые позиции использования автоматизации, т. е. будем решать проблемы вместо того, чтобы просто использовать автоматизацию как таковую. Мы должны изменить подход к этой ситуации и говорить с руководителями предприятий, используя те понятия, которые им близки (а они зачастую понимают термины исключительно из финансовой области). Этот подход начинает проявляться уже сейчас, и мы должны в следующие пять лет развить его еще более.

Более открытые сети, беспроводная коммуникация
Сети будут более открытыми, и все меньше устройство будет подключены путем проводного соединения. Стены, разделяющие протоколы связи, падают, а к 2020 г. вряд ли они останутся вообще. Новые контроллеры станут гораздо более многоязычными, чем в прошлые годы. Это необходимо, чтобы можно было одновременно общаться с помощью сочетания различных протоколов Ethernet, что характерно для современных ПЛК. Здесь можно упомянуть протокол Profinet, определенный стандартами IEC 61158 и IEC 61784, базирующийся на Industrial Ethernet и предназначенный для использования в системах промышленной автоматизации как протокол связи с одной группой устройств, протокол EtherNet/IP (открытый промышленный сетевой стандарт, поддерживающий неявный обмен сообщениями, явный обмен или оба вместе) — с другой, а Modbus (открытый коммуникационный протокол, основанный на архитектуре «ведущий–ведомый») — с третьей. Большая вычислительная мощность реализует все это намного проще и позволяет осуществлять перевод протокола буквально на лету. В то же время число и разнообразие беспроводных устройств также растет. Не важно, будь это Wi-Fi, ISA100, WirelessHART или какой-то новый протокол — беспроводные шлюзы будут общаться с помощью нескольких протоколов, и пользователь не почувствует разницы. Если информация может попасть туда, где она должна оказаться, мало кто будет интересоваться тем, как это делается. Все это похоже на действия в рамках сотовых сетей, где пользователей просто волнует их производительность, а не то, что лежит в их основе функционирования.

Новые люди — новые проблемы
К управлению предприятиями приступят новые люди. К 2020 г. число родившихся во время послевоенного демографического взрыва («бэби-бума») будет постепенно сокращаться, а потом резко снизится. Поколение миллениума (поколение двухтысячных), которое займет свои места на производстве, не так будут волновать вопросы функционирования технологических процессов, как их использование. Рожденное в послевоенные годы поколение, как правило, всегда имело врожденный скептицизм по отношению к технологии, а вот новое поколение не разделяет его в той же степени, оно доверяет технологии и тому, что она им сообщает. Новому поколению работников потребуется больше информации в различных видах и формах, чем было достаточно для уходящего в прошлое поколения. К тому же представители поколения миллениума по своей натуре более склонны к коммуникативности, при этом они уже привыкли, что сотрудничество не требует всем находиться в одном месте. Так же, как несколько человек могут играть в одну и ту же компьютерную игру, находясь в разных точках мира, операторы могут из разных мест одновременно сообща контролировать работу предприятия.

Создание этого типа взаимодействия зависит от получения в режиме реального времени всей необходимой информации для всего персонала, который в ней нуждается. К 2020 г. этот вид взаимосвязи будет уже обычным явлением.

Встроенная в систему кибербезопасность
Кибербезопасность будет встроена во все новые инфраструктуры с нуля, буквально «прикручена надежными болтами» к существующим системам и сетям. Мы постоянно слышим о новых векторах кибератак и их методах. Оборонительные стратегии и общий уровень осведомленности о ситуации в области безопасности среди пользователей и поставщиков оборудования для автоматизации, пусть постепенно, но начинает расти. Кибербезопасность пока не стала у нас приоритетом, и может потребоваться какой-либо достаточно крупный инцидент, чтобы в полной мере привлечь внимание к этой проблеме, но осознание этой опасности и упреждающие меры защиты будут продолжать развиваться. Пусть нет таких методов, которые позволили бы сделать все чуть ли не герметичным с точки зрения безопасности, но для обнаружения злоумышленников появляются все более новые инструменты. К 2020 г. киберпреступникам будет гораздо сложнее незаметно проникать в наши сети.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *