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自動(dòng)化行業(yè)的十大發(fā)展趨勢

2018-09-06 點(diǎn)擊數:2176
隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)的出現,2016年制造業(yè)發(fā)生一新變化,工廠(chǎng)機器換人,設備互聯(lián)化,生產(chǎn)智能化等創(chuàng )新實(shí)踐給傳統產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了良好的啟示。同時(shí)給自動(dòng)行業(yè)帶來(lái)新的機遇和挑戰,一些控制廠(chǎng)商利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改進(jìn)他們的產(chǎn)品,同時(shí)研發(fā)一些新的技術(shù),那么2017年的自動(dòng)化行業(yè)將會(huì )有哪些趨勢?
      隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)的出現,2016年制造業(yè)發(fā)生一新變化,工廠(chǎng)機器換人,設備互聯(lián)化,生產(chǎn)智能化等創(chuàng )新實(shí)踐給傳統產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了良好的啟示。同時(shí)給自動(dòng)行業(yè)帶來(lái)新的機遇和挑戰,一些控制廠(chǎng)商利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改進(jìn)他們的產(chǎn)品,同時(shí)研發(fā)一些新的技術(shù),那么2017年的自動(dòng)化行業(yè)將會(huì )有哪些趨勢?
1、物聯(lián)網(wǎng)將降低自動(dòng)化成本。物聯(lián)網(wǎng)作為熱門(mén)概念,近年來(lái)對各行業(yè)影響正變得更加劇烈。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,一些高性能的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和驅動(dòng)芯片不斷推出,如處理器、傳感器、分析軟件、視覺(jué)系統、無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議和分布式系統架構等。這些技術(shù)產(chǎn)品的出現將使得自動(dòng)化系統具有更高的價(jià)值,自動(dòng)化廠(chǎng)商用更低的成本集成出更高性能的產(chǎn)品,造福業(yè)界。 最近,英特爾推出了一套新的模板化計算機平臺“計算卡”(ComputeCard),這張卡只有普通銀行卡的大少,卻集成了一套完整計算機的所有元素,包括IntelSoC處理器、內存、存儲、無(wú)線(xiàn)、I/O等等?;谶@種計算卡,硬件廠(chǎng)商可以靈活地優(yōu)化各種智能互聯(lián)解決方案,比如說(shuō)交互式冰箱、安全攝像頭、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),而且擁有簡(jiǎn)化設計、易于維護、用戶(hù)可升級等優(yōu)勢。
2、精益自動(dòng)化和扁平架構到來(lái) 。自動(dòng)化系統正在進(jìn)一步簡(jiǎn)化,從原來(lái)的五層系統模型轉變成2-3層,系統性能將得到進(jìn)一步提升同時(shí)降低未來(lái)的軟件維護成本,這也是自動(dòng)化行業(yè)多年來(lái)發(fā)展的趨勢。在新的系統模型中,控制器使用了適當的協(xié)議,如通過(guò)web服務(wù)直接把信息從0、1級傳遞到第4、5級。這種趨勢正在加速,計算被驅動(dòng)到更強大的控制器、智能設備和傳感器,并帶動(dòng)了工廠(chǎng)級計算機和云托管應用程序。如今的智能手機已經(jīng)是一個(gè)多核處理功能強大的計算機,可以利用它執行一些本地任務(wù),利用云和具有通信的功能的智能手機,可以尋找餐館預定或者確定最佳的出行路線(xiàn)。
3、開(kāi)放式工業(yè)自動(dòng)化架構 。過(guò)去一年里已經(jīng)看到圍繞著(zhù)邊緣計算的開(kāi)放式系統結構的出現,開(kāi)放式系統與業(yè)務(wù)系統緊密集成,滿(mǎn)足多廠(chǎng)商共同操作的需求。傳統的工業(yè)自動(dòng)化架構目前處于非開(kāi)放階段,但一些智慧社區控制系統和用戶(hù)提出了多廠(chǎng)商集成的問(wèn)題障礙。這種新的“開(kāi)放”的思維方式旨在創(chuàng )造更靈敏、高效、靈活的制造業(yè),緊密整合客戶(hù)、供應商、制造商和分銷(xiāo)物流生態(tài)系統。為了提高生產(chǎn)的性能和靈活性,制造現場(chǎng)的I/O(輸入/輸出)設備包括傳感器、執行器、分析器、驅動(dòng)器、視覺(jué)、視頻、和機器人等都需要連接通信。在這種環(huán)境下創(chuàng )建卓越的集成工業(yè)自動(dòng)化系統需要完全開(kāi)放的通信源代碼、數據定義、框架和應用程序交換標準。例如,工業(yè)4.0的思想主張整合制造業(yè)工廠(chǎng)和其它業(yè)務(wù)功能,包括進(jìn)貨物流、客戶(hù)服務(wù)、出貨物流。工業(yè)4.0發(fā)展的背景是廉價(jià)勞動(dòng)力的紅利不再存在,企業(yè)欲取得行業(yè)競爭優(yōu)勢和靈活性只能利用以自動(dòng)化為核心的先進(jìn)技術(shù),成功過(guò)渡智能化生產(chǎn)模式。德國推出了工業(yè)4.0戰略后引發(fā)了全球的呼應,包括中國制定的“中國制造2025”,日本工業(yè)價(jià)值鏈促進(jìn)會(huì ),印度制造等等。   一些知名的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始應用工業(yè)4.0概念來(lái)提高過(guò)程自動(dòng)化的效益,包括了ABB、巴斯夫、拜耳、比爾芬格-博格、E+H、贏(yíng)創(chuàng )、FESTO、科隆、朗盛、西門(mén)子、和弗勞恩霍夫化工技術(shù)研究所。在2015年發(fā)布的那慕爾過(guò)程傳感器4.0路線(xiàn)圖描述了智能網(wǎng)絡(luò )傳感器作為工業(yè)4.0進(jìn)程架構的基礎部分,這些傳感器將與控制系統和自動(dòng)化系統進(jìn)行通信,甚至可以直接與業(yè)務(wù)系統進(jìn)行對話(huà)。
4、自動(dòng)化廠(chǎng)商必需接受便攜式應用 。自動(dòng)化行業(yè)面臨著(zhù)一個(gè)極具挑戰性的問(wèn)題,必需改變缺乏兼容多廠(chǎng)商的便攜移動(dòng)應用。如果只是開(kāi)放自動(dòng)化架構而沒(méi)有開(kāi)放的生態(tài)系統,便攜式創(chuàng )新應用將被扼殺。在過(guò)去的技術(shù)中,為特定控制器應用程序通常不能運行在另一個(gè)品牌的控制器,要使用只能花費時(shí)間重寫(xiě)程序。??松梨谑紫こ處烡onBartusiak指出,每一次從不同廠(chǎng)買(mǎi)一臺電腦都要重寫(xiě)所有文件、電子表格和報告,在今天的工業(yè)環(huán)境里,非便攜式應用意味著(zhù)時(shí)間和資料的浪費。IEC-61131-3標準和PLCopen標準提供了兩個(gè)基本框架的支持,多廠(chǎng)商的便攜式應用??刂破髦g的結構化文本程序的交換最新的方法是用PLCopenXML交換標準,進(jìn)入2017,新的挑戰將讓供應商采用這些交換標準。廠(chǎng)商需要熱情地接受這些標準,或者新的工業(yè)控制應用開(kāi)放式架構的互換性和可重用性標準。這將填補傳統的計算機行業(yè)解決方案的空白,傳統的供應商已經(jīng)展示和銷(xiāo)售物聯(lián)網(wǎng)軟件產(chǎn)品。有一個(gè)這樣的例子,基于Node-Red開(kāi)源可視化編程已經(jīng)被供應商用于數據采集和控制的一些平臺,包括RaspberryPi。
5、信息技術(shù)(IT)和運營(yíng)技術(shù)(OT)融合 。IT和OT技術(shù)的逐步融合將不斷增加,處理實(shí)時(shí)事務(wù)的業(yè)務(wù)系統正在發(fā)展,以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)同步制造業(yè)務(wù)的需求。一些創(chuàng )新的供應商已經(jīng)提供了實(shí)現連接企業(yè)的愿景的產(chǎn)品方案。強大的自動(dòng)化控制器通過(guò)OPCUAWeb服務(wù)和其他物聯(lián)網(wǎng)傳輸機制直接與企業(yè)業(yè)務(wù)系統對接一些行業(yè)標準將被應用,包括OPCUA、B2MML、PLCopen、OPCUA和數據庫接口,在許多行業(yè)應用中實(shí)現這些功能只需要制造執行系統(MES)作出很小改變。此外,還有今天的系統集成商推出的新品種。這些集成商通過(guò)知識、經(jīng)驗和技術(shù),幫助企業(yè)匯聚IT和OT,協(xié)助客戶(hù)創(chuàng )建解決方案。通過(guò)定義業(yè)務(wù)挑戰、風(fēng)險評估,找出業(yè)務(wù)流程或技術(shù)能力差距。他們能夠設計、測試和實(shí)施系統,以提供使用最新的IT和OT概念和技術(shù)的結果。
6、邊緣自動(dòng)化設備將蓬勃發(fā)展。如今,物聯(lián)網(wǎng)我技術(shù)正在迅速崛起,包括高功率/低成本通信技術(shù),使新的智能節點(diǎn)實(shí)現網(wǎng)絡(luò )邊緣操作,以提高制造性能和效率。這將是一個(gè)新的增長(cháng)趨勢。例如,ABB開(kāi)發(fā)了一種緊湊型傳感器,該傳感器連接到低壓異步電動(dòng)機上,無(wú)需布線(xiàn)。智能傳感器使用車(chē)載算法把電機的健康信息(通過(guò)智能手機和互聯(lián)網(wǎng))傳輸到一個(gè)安全的服務(wù)器,以部署其它智能服務(wù)。還有,艾默生羅斯蒙特708無(wú)線(xiàn)聲波變送器使用超聲波聲學(xué)事件檢測,并通過(guò)精確的交流聲水平和溫度數據實(shí)現閥門(mén)的可視性。此外,監控傳輸設備的數據可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸,實(shí)現事件狀態(tài)和泄漏檢測。
7、基于邊緣/云的大數據分析。在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展推動(dòng)下,新一代云服務(wù)和工具來(lái)創(chuàng )建分析開(kāi)始為自動(dòng)化提供服務(wù)。過(guò)去,用于完成先進(jìn)的過(guò)程控制(APC)、優(yōu)化和預測分析的軟件大部分難以實(shí)現并且很昂貴,但這種情況正在改變。在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應用驅動(dòng)下,這些基于云的工具與集成設計環(huán)境平臺正在逐步推出,為用戶(hù)和行業(yè)專(zhuān)家創(chuàng )建和部署經(jīng)濟分析。這些平臺顯著(zhù)降低了實(shí)施成本,并有助于擴大應用分析的范圍,非常類(lèi)似于Excel電子表格授權用戶(hù)更有效地使用計算機。除了提高效率和生產(chǎn)力,更多的分析可以更好地告知決策者,如何改善和完善制造工藝。這些新例子包括谷歌分析和測量協(xié)議、微軟Azure和AWS物聯(lián)網(wǎng)平臺。 歷史數據已經(jīng)證明了他們的價(jià)值,在過(guò)程中的行業(yè)離散的應用程序,但最大的限制因素是初始成本和持續生命周期軟件維護。然而,商業(yè)云服務(wù)的使用提供了一種經(jīng)濟手段,為許多公司利用歷史數據和適用于適當的分析。這些主要廠(chǎng)家正在收集工廠(chǎng)數據,使用OPC、OPCUA和其他網(wǎng)關(guān),并提供數據的標準云應用程序,如亞馬遜Web服務(wù)(AWS)和微軟Azure云服務(wù),這種方法效率和靈活性更高。
8、智能傳感器將無(wú)處不在。智能傳感器和控制設備“即插即用”,它使用嵌入式智能頁(yè)不需要外部軟件。采用IO-Link技術(shù)的智能傳感器成本大幅下降,并在獲得迅速采用。也有使用工業(yè)和相關(guān)協(xié)議的以太網(wǎng)傳感器,使得自動(dòng)化數據直接與業(yè)務(wù)系統通信。如今,已經(jīng)可以看到那些通常在商業(yè)應用的藍牙傳感器也被用于工業(yè)。E+H公司去年推出的fmr10和fmr20雷達液位計,通過(guò)雷達傳送來(lái)測量?jì)抟何?,fmr10有4-20mA輸出,標配藍牙配置。APP軟件smartblue應用程序運行在任何支持藍牙的智能手機或平板電腦,通過(guò)APP實(shí)時(shí)查看測量數據。藍牙無(wú)線(xiàn)連接還有密碼保護功功能,防止不相關(guān)人員連接和執行不安全操作等風(fēng)險。
9、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將會(huì )更便宜。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,將促使出現更低成本的無(wú)線(xiàn)傳感器。目前,無(wú)線(xiàn)點(diǎn)安裝尚處于起步階段,這已經(jīng)限制了部署的應用程序的數量??紤]到巨大的連接數量,未來(lái)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將會(huì )越來(lái)越便宜。目前比較突出的工業(yè)無(wú)線(xiàn)標準有ISA100.11,IEC62591(無(wú)線(xiàn)HART)、IEC62601(在中國發(fā)展的WIA-PA)、ZigBee和802.11。10、協(xié)作機器人將變得更實(shí)惠。2016年,協(xié)作機器人取得了爆發(fā)式的發(fā)展,業(yè)內數據統計表明,協(xié)作機器人市場(chǎng)銷(xiāo)售量正在快速增長(cháng)。這些新推出的協(xié)作機器人具有輕巧、廉價(jià)的特點(diǎn),結合了先進(jìn)的視覺(jué)技術(shù),為工作提供更多感知功能。目前,協(xié)作機器人平均價(jià)值已經(jīng)大幅下降到40000美元以下,滿(mǎn)足大規模應用的需求。近年來(lái),全球機器人采用率正在加速上升,中國現在是世界上最大的機器人采購國。隨著(zhù)這些自動(dòng)化趨勢的發(fā)展,用戶(hù)和自動(dòng)化供應商將面臨著(zhù)新的風(fēng)險和機會(huì )。新技術(shù)的投入使用具有一定的風(fēng)險,要花時(shí)間去實(shí)踐和證明效果,這是一個(gè)過(guò)程也是一種挑戰。其次,如果不采用新技術(shù),有可能在未來(lái)的市場(chǎng)環(huán)境中輸給那些使用了新技術(shù)而變得強大的對手們。企業(yè)要考慮未來(lái)是否能適應消費者需求變化,企業(yè)面臨著(zhù)挑戰,技術(shù)趨勢一時(shí)間很難確定什么是有價(jià)值的,應該什么時(shí)候投資。能夠接受這些轉變,企業(yè)才將能在未來(lái)超過(guò)他們的競爭者。

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