Эволюция үдерісі: автоматтандыру жүйелері операцияларды қалай икемді етеді

Автоматтандыру платформасы енді жай ғана басқару жүйесі емес

Ондаған жылдар бойы бөлінген басқару жүйелері технологиялық өндірістерде тұрақты өндірісті, қауіпсіз жұмысты және қолайлы тиімділікті қамтамасыз етіп, тасада жұмыс істеді. Олардың рөлі негізінен бақылаушы сипатта болды: жағдайларды бақылау, логиканы орындау және үздіксіздікті сақтау.

Бұл модель жылдам өзгеруде. Заманауи өнеркәсіптік операциялар енді икемділікті, жылдамырақ шешім қабылдауды және үздіксіз бейімделуді талап етеді. Автоматтандыру жүйелері оқшауланған басқару қабаттарынан адам тәжірибесін нақты уақыттағы цифрлық зердемен біріктіретін интеллектуалды операциялық экожүйелерге айналуда.

Энергетика, химия, су тазарту және өндіріс нысандарында әңгіме енді тек процестің үздіксіз жұмыс істеуі туралы емес. Зауыт иелері қазір автоматтандыру платформаларының тұрақты дамуды, жұмыс күшінің тиімділігін, киберқауіпсіздікті және болжамды шешім қабылдауды бір уақытта қолдауын күтеді.

1-сурет. Адам мен машинаның ынтымақтастығы жаңа буындағы өнеркәсіптік автоматтандыру платформаларының айқындаушы сипатына айналуда.

Industry 4.0 негіз қалады, бірақ міндет ауқымы кеңейді

Өнеркәсіптік цифрландырудың алғашқы кезеңі байланыс мүмкіндігіне баса назар аударды. IoT құрылғылары, шеткі есептеулер, бұлттық аналитика және машинааралық байланыс нысандарға бұрынғыдан да көп операциялық дерек жинауға мүмкіндік берді.

Бүгінгі эволюция мұнымен шектелмейді. Автоматтандыру жеткізушілері жасанды интеллектті, машиналық оқытуды, виртуалдандыруды, робототехниканы және цифрлық егіз технологияларын зауыттың бүкіл операциялық стратегияларына тікелей біріктіруде. Негізгі назар жекелеген тиімділік өсімдерінен операциялық икемділік пен ұзақ мерзімді орнықтылыққа ауысуда.

Бұл ауысым инженерлердің жұмыс күшінің рөлін қабылдауын да өзгертеді. Операторлар енді автоматтандыру жүйелерінен бөлек жұмыс істемейді. Оның орнына олар шешім қабылдауды жақсартатын және операциялық тәуекелді азайтатын интеллектуалды құралдармен қатар жұмыс істейді.

DCS басқару жүйелерін жаңғыртып жатқан нысандар нақты уақыттағы аналитиканы, киберқауіпсіздікті және кәсіпорын деңгейіндегі операциялық көрінуді біріктіре алатын платформаларға барған сайын басымдық беруде.

Заманауи автоматтандыру архитектурасын талдау

Тұрақты басқару өзегі

Маңызды басқару функциялары әлі де детерминистік әрі аса қауіпсіз орталарды қажет етеді. Автоматтандырудың негізгі қабаттары процесс контурларын, дабылдарды, реттіліктерді және апаттық логиканы ең жоғары сенімділікпен басқаруды жалғастырады.

Электр энергиясын өндіру, мұнай-газ және химиялық өңдеу сияқты салаларда бұл тұрақтылықтың маңызы өзгермейді. Тоқтап қалу немесе процестің тұрақсыздығы қауіпсіздік пен қаржыға елеулі зардаптар әкелуі мүмкін.

Икемді цифрлық орта

Тұрақты басқару қабатымен қатар өндірушілер жедел инновацияларға арналған икемді цифрлық орталарды құрып жатыр. Бұл орталар бұлттық және шеткі аналитика көмегімен контроллерлерден, алаңдық құрылғылардан және өлшеу жүйелерінен алынатын операциялық деректерді өңдейді.

Цифрлық егіздер мен виртуализация платформалары енді операторларға процестегі өзгерістерді өндіріске енгізбес бұрын модельдеуге мүмкіндік береді. Инженерлік топтар жаңартуларды имитациялап, жұмыс процестерін тексеріп, зауыт жұмысын тоқтатпай-ақ өнімділікті оңтайландыра алады.

2-сурет. Brownfield жаңғырту стратегиялары виртуализация мен қабатты автоматтандыру архитектураларына барған сайын көбірек сүйенеді.

Операциялық басқару мен цифрлық инновация арасындағы бұл бөлініс ескірген нысандарды қауіпсіз жаңғыртуға мүмкіндік береді. Көптеген зауыттар жүйені толық ауыстыруға тырысудың орнына, жаңа платформаларды бұрыннан бар жабдықпен қатар интеграциялап жатыр.

Инфрақұрылымы аралас орталарды басқаратын ұйымдар активтердің қызмет ету мерзімін ұзарту және операциялық барлау мүмкіндіктерін жақсарту үшін заманауи аналитиканы қолданыстағы PLC және PAC жүйелерімен жиі біріктіреді.

Нақты уақыттағы деректер неліктен операциялық валютаға айналды

Дәстүрлі техникалық қызмет көрсету стратегиялары көбіне тарихи есептер мен жоспарлы тексерулерге сүйенді. Бұл тәсіл қазіргі өнеркәсіптік операциялардың жылдамдығы мен күрделілігіне енді сай келмейді.

Бүгінгі автоматтандыру жүйелері датчиктерден, жетектерден, анализаторлардан, өлшеу құралдарынан және айналмалы жабдықтан алынатын жедел өндірістік деректерді үздіксіз өңдейді. Жасанды интеллектке негізделген аналитика процестің тұрақсыздығын анықтап, жабдықтың тозуын байқап, олар тоқтап қалуға әкелмей тұрып ақауларды болжай алады.

Шеткі өңдеу мен бұлттық аналитиканың үйлесуі анағұрлым жедел операциялық модель қалыптастырады. Нысандар ақауларға жауап берудің орнына, операциялық тәуекелдерді алдын ала болжап, техникалық қызмет көрсету кестелерін динамикалық түрде оңтайландыра алады.

Зауыттар ауқымы мен құрылғылар тығыздығын арттырған сайын, бұл мүмкіндік ерекше маңызды бола түседі. Байланысқан активтердің көбеюі деректер көлемін ұлғайтып, зияткерлік сүзгілеу мен контекстік талдауға деген қажеттілікті арттырады.

Адам операторының рөлі әлі де орталық орында

Автономия саласындағы жылдам ілгерілеуге қарамастан, өнеркәсіптік автоматтандыру әлі де адам пайымына едәуір тәуелді. Шын мәнінде, ең жаңа технологиялардың көпшілігі операторды алмастыру үшін емес, оның мүмкіндіктерін күшейту үшін арнайы әзірленуде.

Толықтырылған шындық интерфейстері, жасанды интеллект көмегімен жүргізілетін диагностика және қашықтан бірлесіп жұмыс істеу құралдары инженерлерге зауыттағы күрделі жағдайларды жылдамырақ түсіндіруге көмектеседі. Далалық техникалық мамандар әлемнің кез келген жеріндегі мамандармен қашықтан бірлесе отырып, операциялық деректерге нақты уақытта қол жеткізе алады.

3-сурет. Нақты уақыттағы визуализация құралдары операторлардың өнеркәсіптік жүйелермен өзара әрекеттесу тәсілін өзгертуде.

Адамға бағдарланған бұл тәсіл жұмыс күшінің тұрақтылығын да арттырады. Зияткерлік автоматтандыру қайталанатын міндеттерді азайтып, когнитивтік жүктемені төмендетеді және тәжірибесі аз операторларға қысым жағдайында жақсырақ шешім қабылдауға көмектеседі.

Киберқауіпсіздік енді жобалаудың негізгі талабы

Өнеркәсіптік жүйелер барған сайын өзара байланысып жатқандықтан, киберқауіпсіздік енді қосалқы мәселе ретінде қарастырыла алмайды. Әрбір қосылған контроллер, сенсор, жұмыс станциясы және қашықтан қол жеткізу нүктесі ықтимал осалдық туғызады.

Қазіргі автоматтандыру архитектураларында қауіпсіздік талаптарын жобалау кезеңінен енгізу қағидаттарына басымдық берілуде. Контейнерленген қолданбалар, сегменттелген желілер, нөлдік сенім шеңберлері және үздіксіз аутентификация маңызды инфрақұрылым нысандарында қалыпты тәжірибеге айналып келеді.

Мақсат — шабуылдардың алдын алу ғана емес, желінің бір бөлігі бұзылған жағдайда да операциялық үздіксіздікті сақтау.

Автоматтандыру мен тұрақты даму өзара тәуелді бола түсуде

Энергия тиімділігі мен қоршаған орта алдындағы жауапкершілік қазір өнеркәсіптік бәсекеге қабілеттілікпен тығыз байланысты. Автоматтандыру жүйелері нысандарға шығарындыларды азайтуға, энергияны пайдалануды оңтайландыруға және қалдықтарды барынша азайтуға тікелей көмектеседі.

Электрлендіру бастамалары, жаңартылатын энергия көздерін біріктіру және процестерді озық оңтайландырудың барлығы зияткерлік басқару инфрақұрылымына едәуір тәуелді. Заманауи автоматтандыру платформалары өнімділік мақсаттарын сақтай отырып, ESG бастамаларын қолдауға қажетті көрнекілік пен аналитиканы қамтамасыз етеді.

Энергияны басқарудан бастап болжамды техникалық қызмет көрсетуге дейін цифрландыру барған сайын операциялық стратегия әрі тұрақтылық стратегиясы ретінде қарастырылуда.

Кезең-кезеңімен жаңғырту неге жиі тиімді болады

Процестік өнеркәсіп салаларында қалыптасып келе жатқан ең маңызды сабақтардың бірі — табысты трансформацияның бір түнде жүзеге асырылатын ауыстыру жобалары арқылы өте сирек орын алатыны.

Ең тиімді жаңғырту стратегиялары әдетте инновацияларды кезең-кезеңімен енгізеді. Нысандар жаңа технологияларды бақыланатын кезеңдерде сынақтан өткізіп, операциялық әсерін өлшейді және енгізу ауқымын біртіндеп кеңейтеді.

Бұл тәсіл операциялық тәуекелді азайтып, инженерлік топтарға негізгі өндірістік жүйелерге деген сенімін сақтауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар ол ұзақ мерзімді ауқымдауды қамтамасыз ете отырып, қолданыстағы инфрақұрылымға салынған инвестицияларды қорғайды.

Практикалық тұрғыдан алғанда, икемді операциялар бір ғана технология арқылы құрылмайды. Олар деректерді, автоматтандыруды, адам сараптамасын және операциялық тәртіпті мұқият біріктіру нәтижесінде қалыптасады.

Келесі даму кезеңін ынтымақтастық айқындайды

Өнеркәсіптік автоматтандырудың болашағы тек өңдеу жылдамдығымен немесе жүйе күрделілігімен өлшенбейді. Негізгі өлшем автоматтандыру жүйелерінің адамдарға неғұрлым дұрыс операциялық шешімдер қабылдауға қаншалықты тиімді көмектесетіні болады.

Жасанды интеллект негізіндегі талдауларды, нақты уақыттағы аналитиканы, киберқауіпсіздікті және адам сараптамасын сәтті үйлестіретін зауыттар қатаң ескі жұмыс процестеріне әлі де сүйенетін бәсекелестеріне қарағанда төзімді әрі бейімделгіш жұмыс істейді.

Автоматтандыру жүйелері енді енжар инфрақұрылым емес. Олар сенімділікке, тұрақтылыққа және бизнес нәтижелеріне үздіксіз ықпал ететін белсенді операциялық серіктестерге айналып келеді.

Авторы: Дэниел Мерсер | Өнеркәсіптік жүйелер жөніндегі аға тілші

Дэниел Мерсердің өнеркәсіптік автоматтандыру, процестерді басқаруды жаңғырту және өндірісті цифрландыру стратегиялары саласында 14 жылдан астам тәжірибесі бар. Оның тәжірибесі энергетика және ауыр өнеркәсіп нысандарында ABB, Emerson, Honeywell және Siemens автоматтандыру платформаларын қамтитын далалық интеграция жобаларын қамтиды.