Attīstība ārpus fiksētas aparatūras mūsdienu industriālajā automatizācijā
Gadu desmitiem tradicionālā industriālā automatizācija balstījās uz neelastīgiem kontrolleriem un patentētām aparatūras kopām. Šīs mantotās arhitektūras par prioritāti izvirzīja darbības stabilitāti, nevis elastību. Tāpēc rūpnīcu vadītājiem bija grūti pielāgoties mainīgajām tirgus prasībām. Mūsdienās industriālajiem operatoriem ir nepieciešamas elastīgas platformas, kas ātri reaģē uz tehnoloģiju jauninājumiem. Tādi vadošie piegādātāji kā Schneider Electric atbalsta uz programmatūru orientētu modeli. Šī pieeja rūpnīcu automatizāciju uztver kā nepārtraukti attīstāmu programmatūras platformu. Tādējādi uzņēmumi var nepārtraukti atjaunināt, paplašināt un optimizēt procesus, nenomainot fiziskās ierīces.
Vadības programmatūras atdalīšana no fiziskajām ierīcēm palielina elastību
Programmatūras definēta automatizācija atdala vadības programmatūru no fiziskās kontrolleru aparatūras. Vadības loģika darbojas standartizētās, virtualizētās izpildes vidēs, nevis piegādātāja ierobežotās mikroshēmās. Tāpēc inženieri var pakāpeniski modernizēt ražotnes, neizraisot dārgas ražošanas apturēšanas. Šāda atdalīšana novērš arī atkarību no viena piegādātāja aparatūras ekosistēmām. Ražotnes var viegli apvienot dažādu piegādātāju iekārtas, pēc pieprasījuma palielināt skaitļošanas resursus un aizsargāt agrākos ieguldījumus infrastruktūrā. Laika gaitā nepārtraukti programmatūras atjauninājumi aizstāj lielus kapitālieguldījumus.
Atvērtās platformas savieno mantoto PLC un SCADA infrastruktūru
Lielākā daļa ražotņu nevar vienas nakts laikā nomainīt funkcionējošas iekārtas augsto kapitāla izmaksu dēļ. Atvērtā pirmkoda ekosistēmas, piemēram, OSOLogic, kalpo kā tilti starp mantoto aparatūru un mūsdienu IT vidēm. Šīs platformas integrē esošās PLC, SCADA un HMI iekārtas ar mākoņdatošanas slāņiem. Tāpat atvērtas arhitektūras, piemēram, Rapid SCADA, atbalsta izkliedētus tīklus, kas aptver iegultās ierīces un mākoņplatformas. Turklāt OpenMES savieno ražošanas ceha darbības datus ar uzņēmuma sistēmām bez ierobežojošām licencēšanas maksām. Tādējādi rūpnīcu vadītāji saglabā mantotos aktīvus, vienlaikus iegūstot mūsdienīgas darbības atziņas.
Programmatūras definēti kontrolleri nodrošina nepārtrauktus pakāpeniskus jauninājumus
Programmatūras definēti kontrolleri dinamiski pārdala skaitļošanas resursus perifērajos tīklos. Vadības inženieri neparedzētu aparatūras kļūmju laikā pārdala apstrādes slodzes, lai nodrošinātu nepārtrauktu ražošanu. Turklāt komandas attālināti ievieš optimizētas vadības stratēģijas, izmantojot regulārus programmatūras labojumus. Procesu nozares, piemēram, ķīmiskā pārstrāde, enerģētika un ūdensapstrāde, no šīs elastības gūst ievērojamu labumu. Rūpnīcu operatori pakāpeniski modernizē kritiskās vadības sistēmas, nepārtraucot ikdienas ražošanu. Tādējādi ražotnes panāk augstāku darbības nepārtrauktību un lielāku darbības noturību.
Operacionālo tehnoloģiju un informācijas tehnoloģiju slāņu saplūšana
Programmatūras definēta automatizācija paātrina ilgi gaidīto OT un IT sistēmu saplūšanu. Mūsdienīga vadības programmatūra apvieno reāllaika deterministisku vadību ar uzņēmuma kiberdrošību un progresīvu datu analītiku. Inovatīvas platformas, piemēram, Rexroth ctrlX OS un rPLC, vada šo tehnisko pārmaiņu. ctrlX OS piedāvā uz lietotnēm balstītu programmatūras ekosistēmu modulārām rūpnīcu vidēm. Tikmēr rPLC vienā ietvarā apvieno perifēro programmēšanu, industriālos protokolus un programmatūras definētu tīklu. Tāpēc iekārtu ražotāji izveido vienotus tīklus, kas nevainojami sazinās ar uzņēmuma IT sistēmām.
Kapitālieguldījumu modeļu pārveide ilgtspējīgos ieguldījumos
Programmatūras definētas arhitektūras maina veidu, kā industriālie uzņēmumi sadala kapitālieguldījumus. Mantotās sistēmas modernizācijai bija nepieciešami reti, augsta riska un dārgi iekārtu nomaiņas projekti. Turpretī programmatūras vadītas vides veicina nepārtrauktus uzlabojumus, izmantojot modulārus programmatūras atjauninājumus. Rīku kopas, piemēram, OpenTAP, parāda, kā modulāri ietvari racionalizē automatizētas darbplūsmas un mākslīgā intelekta vadītus procesus. Rūpnīcu vadītāji tehnoloģiju jauninājumus tieši saskaņo ar tūlītējiem uzņēmējdarbības mērķiem, samazinot darbības dīkstāvi. Šī elastīgā stratēģija mūsdienu ražotājiem nodrošina lielāku ilgtermiņa ieguldījumu atdevi.
Nozares komentāri un ekspertu atziņas
Pāreja uz programmatūras definētu automatizāciju ir fundamentāla pārmaiņa rūpnīcu darbībā. Manuprāt, aparatūras piegādātāju radītā piesaiste pārāk ilgi ir kavējusi industriālās inovācijas. Lai gan atvērtu arhitektūru ieviešanai nepieciešami stingri kiberdrošības protokoli un standartizētas IEC 61499 programmēšanas prasmes, darbības ieguvumi ievērojami pārsniedz apgūšanas grūtības. Rūpnīcu vadītājiem nevajadzētu nekavējoties demontēt esošos kontrollerus. Tā vietā viņiem līdzās pašreizējiem PLC tīkliem vajadzētu ieviest programmatūras definētas perifērijas platformas, vispirms izmēģinot lietojumus ar augstu vērtību.
Lietojuma scenārijs: ražošanas līnijas pakāpeniska modernizācija
- Nozares konteksts: Lielas jaudas automobiļu detaļu ražotne, kurā darbojas mantoti PLC vadības paneļi.
- Problēma: Ražotājam jāievieš reāllaika datorredzes kvalitātes pārbaude, neapturot aktīvo ražošanas līniju un nenomainot esošos PLC.
- Risinājums: Inženieri perifērijas serverī ievieš programmatūras definētu automatizācijas platformu. Platforma nolasa telemetriju no mantotajiem PLC, izpilda reāllaika pārbaudes algoritmus un, izmantojot programmatūras definēta tīkla protokolus, nosūta ātruma korekcijas tieši atpakaļ piedziņas iekārtām.
- Rezultāts: Rūpnīca uzlabo produktu kvalitāti par 15 %, neradot dīkstāvi un nenomainot mantoto PLC aparatūru.