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自动化行业的十大發展趨勢

来源:齊工智能裝備

随着物聯網、雲計算等新技術的出現,2016年制造业發生一新變化,工廠機器換人,設備互聯化,生産智能化等創新實踐給傳統産业帶来了良好的啟示。同時給自动行业帶来新的機遇和挑戰,一些控制廠商利用物聯網技術改進他們的産品,同時研發一些新的技術,那麼2017年的自动化行业将會有哪些趨勢?   
1、物聯網将降低自动化成本   物聯網作为熱門概念,近年来對各行业影響正變得更加劇烈。随着技術的進步,一些高性能的物聯網産品和驅动芯片不斷推出,如處理器、傳感器、分析軟件、視覺系統、無線通信協議和分布式系統架構等。这些技術産品的出現将使得自动化系統具有更高的价值,自动化廠商用更低的成本集成出更高性能的産品,造福业界。 超近,英特爾推出了一套新的模闆化計算機平台“計算卡”(ComputeCard),这張卡隻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、内存、存儲、無線、I/O等等。基于这種計算卡,硬件廠商可以靈活地優化各種智能互聯解決方案,比如說交互式冰箱、安全攝像頭、物聯網網關,而且擁有簡化設計、易于維護、用户可升級等優勢。   
2、精益自动化和扁平架構到来   自动化系統正在進一步簡化,從原来的五層系統模型轉變成2-3層,系統性能将得到進一步提升同時降低未来的軟件維護成本,这也是自动化行业多年来發展的趨勢。   在新的系統模型中,控制器使用了适當的協議,如通過web服務直接把信息從0、1級傳遞到第4、5級。这種趨勢正在加速,計算被驅动到更強大的控制器、智能設備和傳感器,并帶动了工廠級計算機和雲托管應用程序。   如今的智能手機已经是一個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,利用雲和具有通信的功能的智能手機,可以尋找餐館預定或者确定超佳的出行路線。   
3、开放式工业自动化架構   過去一年里已经看到圍繞着邊緣計算的开放式系統結構的出現,开放式系統與业務系統緊密集成,滿足多廠商共同操作的需求。傳統的工业自动化架構目前處于非开放階段,但一些智慧社區控制系統和用户提出了多廠商集成的問題障礙。   这種新的“开放”的思維方式旨在創造更靈敏、高效、靈活的制造业,緊密整合客户、供應商、制造商和分銷物流生态系統。   为了提高生産的性能和靈活性,制造現場的I/O(輸入/輸出)設備包括傳感器、執行器、分析器、驅动器、視覺、視頻、和機器人等都需要連接通信。在这種環境下創建卓越的集成工业自动化系統需要完全开放的通信源代碼、數據定義、框架和應用程序交換标準。   例如,工业4.0的思想主張整合制造业工廠和其它业務功能,包括進货物流、客户服務、出货物流。工业4.0發展的背景是廉价勞动力的紅利不再存在,企业欲取得行业競争優勢和靈活性隻能利用以自动化为核心的先進技術,成功過渡智能化生産模式。德國推出了工业4.0戰略後引發了的呼應,包括中國制定的“中國制造2025”,日本工业价值鍊促進會,印度制造等等。   一些知名的企业已经开始應用工业4.0概念来提高過程自动化的效益,包括了ABB、巴斯夫、拜耳、比爾芬格-博格、E+H、赢創、FESTO、科隆、朗盛、西門子、和弗勞恩霍夫化工技術研究所。   在2015年發布的那慕爾過程傳感器4.0路線圖描述了智能網絡傳感器作为工业4.0進程架構的基礎部分,这些傳感器将與控制系統和自动化系統進行通信,甚至可以直接與业務系統進行對話。   
4、自动化廠商必需接受便攜式應用   自动化行业面臨着一個極具挑戰性的問題,必需改變缺乏兼容多廠商的便攜移动應用。如果隻是开放自动化架構而沒有开放的生态系統,便攜式創新應用将被扼殺。   在過去的技術中,为特定控制器應用程序通常不能運行在另一個品牌的控制器,要使用隻能花费時間重寫程序。埃克森美孚首席工程師DonBartusiak指出,每一次從不同廠買一台電腦都要重寫所有文件、電子表格和報告,在本日的工业環境里,非便攜式應用意味着時間和资料的浪费。   IEC-61131-3标準和PLCopen标準提供了兩個基本框架的支持,多廠商的便攜式應用。控制器之間的結構化文本程序的交換超新的方法是用PLCopenXML交換标準,進入2017,新的挑戰将讓供應商采用这些交換标準。   廠商需要熱情地接受这些标準,或者新的工业控制應用开放式架構的互換性和可重用性标準。这将填補傳統的計算機行业解決方案的空白,傳統的供應商已经展示和銷售物聯網軟件産品。有一個这樣的例子,基于Node-Red开源可視化編程已经被供應商用于數據采集和控制的一些平台,包括RaspberryPi。   
5、信息技術(IT)和運營技術(OT)融合   IT和OT技術的逐步融合将不斷增加,處理實時事務的业務系統正在發展,以滿足實時同步制造业務的需求。一些創新的供應商已经提供了實現連接企业的願景的産品方案。強大的自动化控制器通過OPCUAWeb服務和其他物聯網傳輸機制直接與企业业務系統對接一些行业标準将被應用,包括OPCUA、B2MML、PLCopen、OPCUA和數據庫接口,在許多行业應用中實現这些功能隻需要制造執行系統(MES)作出很小改變。   此外,還有本日的系統集成商推出的新品種。这些集成商通過知识、经验和技術,幫助企业彙聚IT和OT,協助客户創建解決方案。通過定義业務挑戰、風險評估,找出业務流程或技術能力差距。他們能夠設計、測試和實施系統,以提供使用超新的IT和OT概念和技術的結果。   
6、邊緣自动化設備将蓬勃發展   如今,物聯網我技術正在迅速崛起,包括高功率/低成本通信技術,使新的智能節點實現網絡邊緣操作,以提高制造性能和效率。这将是一個新的增長趨勢。   例如,ABB开發了一種緊湊型傳感器,該傳感器連接到低壓異步電动機上,無需布線。智能傳感器使用車載算法把電機的健康信息(通過智能手機和互聯網)傳輸到一個安全的服務器,以部署其它智能服務。   還有,艾默生羅斯蒙特708無線聲波變送器使用超聲波聲学事件檢測,并通過準确的交流聲水平和溫度數據實現閥門的可視性。此外,監控傳輸設備的數據可以通過無線網絡傳輸,實現事件狀态和洩漏檢測。   
7、基于邊緣/雲的大數據分析   在廣泛的物聯網發展推动下,新一代雲服務和工具来創建分析开始为自动化提供服務。過去,用于完成先進的過程控制(APC)、優化和預測分析的軟件大部分難以實現并且很昂貴,但这種情況正在改變。在廣泛的物聯網應用驅动下,这些基于雲的工具與集成設計環境平台正在逐步推出,为用户和行业专家創建和部署经濟分析。这些平台顯着降低了實施成本,并有助于擴大應用分析的範圍,非常類似于Excel電子表格授權用户更有效地使用計算機。除了提高效率和生産力,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。这些新例子包括谷歌分析和測量協議、微軟Azure和AWS物聯網平台。   曆史數據已经证明了他們的价值,在過程中的行业離散的應用程序,但超大的限制因素是初始成本和持續生命周期軟件維護。然而,商业雲服務的使用提供了一種经濟手段,为許多公司利用曆史數據和适用于适當的分析。一些主要廠家正在收集工廠數據,使用OPC、OPCUA和其他網關,并提供數據的标準雲應用程序,如亚馬遜Web服務(AWS)和微軟Azure雲服務,这種方法效率和靈活性更高。   
8、智能傳感器将無處不在   智能傳感器和控制設備“即插即用”,它使用嵌入式智能頁不需要外部軟件。采用IO-Link技術的智能傳感器成本大幅下降,并在獲得迅速采用。也有使用工业和相關協議的以太網傳感器,使得自动化數據直接與业務系統通信。如今,已经可以看到那些通常在商业應用的藍牙傳感器也被用于工业。   E+H公司去年推出的fmr10和fmr20雷达液位計,通過雷达傳送来測量儲罐液位,fmr10有4-20mA輸出,标配藍牙配置。APP軟件smartblue應用程序運行在任何支持藍牙的智能手機或平闆電腦,通過APP實時查看測量數據。藍牙無線連接還有密碼保護功功能,防止不相關人員連接和執行不安全操作等風險。   
9、無線網絡将會更便宜   随着物聯網的發展,将促使出現更低成本的無線傳感器。目前,無線點安裝尚處于起步階段,这已经限制了部署的應用程序的數量。考慮到巨大的連接數量,未来無線網絡将會越来越便宜。目前比較突出的工业無線标準有ISA100.11,IEC62591(無線HART)、IEC62601(在中國發展的WIA-PA)、ZigBee和802.11。   
10、協作機器人将變得更實惠   2016年,協作機器人取得了爆發式的發展,业内數據統計表明,協作機器人市場銷售量正在快速增長。这些新推出的協作機器人具有輕巧、廉价的特點,結合了先進的視覺技術,为工作提供更多感知功能。目前,協作機器人平均价值已经大幅下降到40000美元以下,滿足大規模應用的需求。近年来,機器人采用率正在加速上升,中國現在是上超大的機器人采購國。   随着这些自动化趨勢的發展,用户和自动化供應商将面臨着新的風險和機會。新技術的投入使用具有一定的風險,要花時間去實踐和证明效果,这是一個過程也是一種挑戰。其次,如果不采用新技術,有可能在未来的市場環境中輸給那些使用了新技術而變得強大的對手們。企业要考慮未来是否能适應消费者需求變化,企业面臨着挑戰,技術趨勢一時間很難确定什麼是有价值的,應該什麼時候投资。能夠接受这些轉變,企业才将能在未来超過他們的競争者。
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