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2017年全球工業(yè)自動化行業(yè)十大趨勢

發(fā)布時間:2017-05-23 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù)的出現(xiàn),2016年制造業(yè)發(fā)生一新變化,工廠機(jī)器換人,設(shè)備互聯(lián)化,生產(chǎn)智能化等創(chuàng)新實(shí)踐給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來了良好的啟示。同時給自動行業(yè)帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),一些控制廠商利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改進(jìn)他們的產(chǎn)品,同時研發(fā)一些新的技術(shù),那么2017年的自動化行業(yè)將會有哪些趨勢?
 
1、物聯(lián)網(wǎng)將降低自動化成本
 
物聯(lián)網(wǎng)作為熱門概念,近年來對各行業(yè)影響正變得更加劇烈。隨著技術(shù)的進(jìn)步,一些高性能的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和驅(qū)動芯片不斷推出,如處理器、傳感器、分析軟件、視覺系統(tǒng)、無線通信協(xié)議和分布式系統(tǒng)架構(gòu)等。這些技術(shù)產(chǎn)品的出現(xiàn)將使得自動化系統(tǒng)具有更高的價值,自動化廠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(jì)算機(jī)平臺“計(jì)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(jì)算機(jī)的所有元素,包括IntelSoC處理器、內(nèi)存、存儲、無線、I/O等等?;谶@種計(jì)算卡,硬件廠商可以靈活地優(yōu)化各種智能互聯(lián)解決方案,比如說交互式冰箱、安全攝像頭、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),而且擁有簡化設(shè)計(jì)、易于維護(hù)、用戶可升級等優(yōu)勢。
 
2、精益自動化和扁平架構(gòu)到來
 
自動化系統(tǒng)正在進(jìn)一步簡化,從原來的五層系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)變成2-3層,系統(tǒng)性能將得到進(jìn)一步提升同時降低未來的軟件維護(hù)成本,這也是自動化行業(yè)多年來發(fā)展的趨勢。
 
在新的系統(tǒng)模型中,控制器使用了適當(dāng)?shù)膮f(xié)議,如通過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(jì)算被驅(qū)動到更強(qiáng)大的控制器、智能設(shè)備和傳感器,并帶動了工廠級計(jì)算機(jī)和云托管應(yīng)用程序。
如今的智能手機(jī)已經(jīng)是一個多核處理功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī),可以利用它執(zhí)行一些本地任務(wù),利用云和具有通信的功能的智能手機(jī),可以尋找餐館預(yù)定或者確定最佳的出行路線。
 
3、開放式工業(yè)自動化架構(gòu)
 
過去一年里已經(jīng)看到圍繞著邊緣計(jì)算的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),開放式系統(tǒng)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)緊密集成,滿足多廠商共同操作的需求。傳統(tǒng)的工業(yè)自動化架構(gòu)目前處于非開放階段,但一些智慧社區(qū)控制系統(tǒng)和用戶提出了多廠商集成的問題障礙。
 
這種新的“開放”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、供應(yīng)商、制造商和分銷物流生態(tài)系統(tǒng)。
 
為了提高生產(chǎn)的性能和靈活性,制造現(xiàn)場的I/O(輸入/輸出)設(shè)備包括傳感器、執(zhí)行器、分析器、驅(qū)動器、視覺、視頻、和機(jī)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)自動化系統(tǒng)需要完全開放的通信源代碼、數(shù)據(jù)定義、框架和應(yīng)用程序交換標(biāo)準(zhǔn)。
 
例如,工業(yè)4.0的思想主張整合制造業(yè)工廠和其它業(yè)務(wù)功能,包括進(jìn)貨物流、客戶服務(wù)、出貨物流。工業(yè)4.0發(fā)展的背景是廉價勞動力的紅利不再存在,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化為核心的先進(jìn)技術(shù),成功過渡智能化生產(chǎn)模式。德國推出了工業(yè)4.0戰(zhàn)略后引發(fā)了全球的呼應(yīng),包括中國制定的“中國制造2025”,日本工業(yè)價值鏈促進(jìn)會,印度制造等等。
 
在2015年發(fā)布的那慕爾過程傳感器4.0路線圖描述了智能網(wǎng)絡(luò)傳感器作為工業(yè)4.0進(jìn)程架構(gòu)的基礎(chǔ)部分,這些傳感器將與控制系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)進(jìn)行通信,甚至可以直接與業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行對話。
 
4、自動化廠商必需接受便攜式應(yīng)用
 
自動化行業(yè)面臨著一個極具挑戰(zhàn)性的問題,必需改變?nèi)狈嫒荻鄰S商的便攜移動應(yīng)用。如果只是開放自動化架構(gòu)而沒有開放的生態(tài)系統(tǒng),便攜式創(chuàng)新應(yīng)用將被扼殺。
 
在過去的技術(shù)中,為特定控制器應(yīng)用程序通常不能運(yùn)行在另一個品牌的控制器,要使用只能花費(fèi)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臺電腦都要重寫所有文件、電子表格和報告,在今天的工業(yè)環(huán)境里,非便攜式應(yīng)用意味著時間和資料的浪費(fèi)。
 
IEC-61131-3標(biāo)準(zhǔn)和PLCopen標(biāo)準(zhǔn)提供了兩個基本框架的支持,多廠商的便攜式應(yīng)用??刂破髦g的結(jié)構(gòu)化文本程序的交換最新的方法是用PLCopenXML交換標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)入2017,新的挑戰(zhàn)將讓供應(yīng)商采用這些交換標(biāo)準(zhǔn)。
 
廠商需要熱情地接受這些標(biāo)準(zhǔn),或者新的工業(yè)控制應(yīng)用開放式架構(gòu)的互換性和可重用性標(biāo)準(zhǔn)。這將填補(bǔ)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)行業(yè)解決方案的空白,傳統(tǒng)的供應(yīng)商已經(jīng)展示和銷售物聯(lián)網(wǎng)軟件產(chǎn)品。有一個這樣的例子,基于Node-Red開源可視化編程已經(jīng)被供應(yīng)商用于數(shù)據(jù)采集和控制的一些平臺,包括RaspberryPi。
 
2017年全球工業(yè)自動化行業(yè)十大趨勢
 
5、信息技術(shù)(IT)和運(yùn)營技術(shù)(OT)融合
 
IT和OT技術(shù)的逐步融合將不斷增加,處理實(shí)時事務(wù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)正在發(fā)展,以滿足實(shí)時同步制造業(yè)務(wù)的需求。一些創(chuàng)新的供應(yīng)商已經(jīng)提供了實(shí)現(xiàn)連接企業(yè)的愿景的產(chǎn)品方案。強(qiáng)大的自動化控制器通過OPCUAWeb服務(wù)和其他物聯(lián)網(wǎng)傳輸機(jī)制直接與企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)對接,使生產(chǎn)環(huán)節(jié)成為業(yè)務(wù)信息的一部份。
一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將被應(yīng)用,包括OPCUA、B2MML、PLCopen、OPCUA和數(shù)據(jù)庫接口,在許多行業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)這些功能只需要制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)作出很小改變。
 
此外,還有今天的系統(tǒng)集成商推出的新品種。這些集成商通過知識、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),幫助企業(yè)匯聚IT和OT,協(xié)助客戶創(chuàng)建解決方案。通過定義業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)、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(shè)計(jì)、測試和實(shí)施系統(tǒng),以提供使用最新的IT和OT概念和技術(shù)的結(jié)果。
 
6、邊緣自動化設(shè)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(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣操作,以提高制造性能和效率。這將是一個新的增長趨勢。
例如,ABB開發(fā)了一種緊湊型傳感器,該傳感器連接到低壓異步電動機(jī)上,無需布線。智能傳感器使用車載算法把電機(jī)的健康信息(通過智能手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng))傳輸?shù)揭粋€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無線聲波變送器使用超聲波聲學(xué)事件檢測,并通過精確的交流聲水平和溫度數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)閥門的可視性。此外,監(jiān)控傳輸設(shè)備的數(shù)據(jù)可以通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸,實(shí)現(xiàn)事件狀態(tài)和泄漏檢測。
 
7、基于邊緣/云的大數(shù)據(jù)分析
 
在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展推動下,新一代云服務(wù)和工具來創(chuàng)建分析開始為自動化提供服務(wù)。過去,用于完成先進(jìn)的過程控制(APC)、優(yōu)化和預(yù)測分析的軟件大部分難以實(shí)現(xiàn)并且很昂貴,但這種情況正在改變。在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用驅(qū)動下,這些基于云的工具與集成設(shè)計(jì)環(huán)境平臺正在逐步推出,為用戶和行業(yè)專家創(chuàng)建和部署經(jīng)濟(jì)分析。這些平臺顯著降低了實(shí)施成本,并有助于擴(kuò)大應(yīng)用分析的范圍,非常類似于Excel電子表格授權(quán)用戶更有效地使用計(jì)算機(jī)。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(shù)據(jù)已經(jīng)證明了他們的價值,在過程中的行業(yè)離散的應(yīng)用程序,但最大的限制因素是初始成本和持續(xù)生命周期軟件維護(hù)。然而,商業(yè)云服務(wù)的使用提供了一種經(jīng)濟(jì)手段,為許多公司利用歷史數(shù)據(jù)和適用于適當(dāng)?shù)姆治?。一些主要廠家正在收集工廠數(shù)據(jù),使用OPC、OPCUA和其他網(wǎng)關(guān),并提供數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)云應(yīng)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、智能傳感器將無處不在
 
智能傳感器和控制設(shè)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(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,使得自動化數(shù)據(jù)直接與業(yè)務(wù)系統(tǒng)通信。如今,已經(jīng)可以看到那些通常在商業(yè)應(yīng)用的藍(lán)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(dá)液位計(jì),通過雷達(dá)傳送來測量儲罐液位,fmr10有4-20mA輸出,標(biāo)配藍(lán)牙配置。APP軟件smartblue應(yīng)用程序運(yùn)行在任何支持藍(lán)牙的智能手機(jī)或平板電腦,通過APP實(shí)時查看測量數(shù)據(jù)。藍(lán)牙無線連接還有密碼保護(hù)功功能,防止不相關(guān)人員連接和執(zhí)行不安全操作等風(fēng)險。
 
9、無線網(wǎng)絡(luò)將會更便宜
 
隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,將促使出現(xiàn)更低成本的無線傳感器。目前,無線點(diǎn)安裝尚處于起步階段,這已經(jīng)限制了部署的應(yīng)用程序的數(shù)量??紤]到巨大的連接數(shù)量,未來無線網(wǎng)絡(luò)將會越來越便宜。目前比較突出的工業(yè)無線標(biāo)準(zhǔn)有ISA100.11,IEC62591(無線HART)、IEC62601(在中國發(fā)展的WIA-PA)、ZigBee和802.11。
 
10、協(xié)作機(jī)器人將變得更實(shí)惠
 
2016年,協(xié)作機(jī)器人取得了爆發(fā)式的發(fā)展,業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,協(xié)作機(jī)器人市場銷售量正在快速增長。這些新推出的協(xié)作機(jī)器人具有輕巧、廉價的特點(diǎn),結(jié)合了先進(jìn)的視覺技術(shù),為工作提供更多感知功能。目前,協(xié)作機(jī)器人平均價值已經(jīng)大幅下降到40000美元以下,滿足大規(guī)模應(yīng)用的需求。近年來,全球機(jī)器人采用率正在加速上升,中國現(xiàn)在是世界上最大的機(jī)器人采購國。
 
隨著這些自動化趨勢的發(fā)展,用戶和自動化供應(yīng)商將面臨著新的風(fēng)險和機(jī)會。新技術(shù)的投入使用具有一定的風(fēng)險,要花時間去實(shí)踐和證明效果,這是一個過程也是一種挑戰(zhàn)。其次,如果不采用新技術(shù),有可能在未來的市場環(huán)境中輸給那些使用了新技術(shù)而變得強(qiáng)大的對手們。企業(yè)要考慮未來是否能適應(yīng)消費(fèi)者需求變化,企業(yè)面臨著挑戰(zhàn),技術(shù)趨勢一時間很難確定什么是有價值的,應(yīng)該什么時候投資。能夠接受這些轉(zhuǎn)變,企業(yè)才將能在未來超過他們的競爭者。
 
 
 
 
 
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