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從(cong)人類(lei)的(de)視角(jiao)，20/20被(bei)認為是完美(mei)的(de);那么，到(dao)2020年(nian)，自(zi)(zi)動(dong)化、控制和儀表的(de)實現途徑會接近完美(mei)嗎?來(lai)自(zi)(zi)于CONTROL ENGINEERING 2015年(nian)度系(xi)統集成商(shang)——Maverick技術(shu)(shu)公(gong)司、Polytron公(gong)司和Malisko工程(cheng)公(gong)司的(de)技術(shu)(shu)專家們(men)，分享了他們(men)對于2020年(nian)自(zi)(zi)動(dong)化、控制和儀表的(de)技術(shu)(shu)展(zhan)望(wang)。

互聯性、模塊化和預測支持

Malisko工(gong)程公司(si)的(de)(de)總裁和(he)首席執(zhi)行官Stephen J.Malyzsko，對2020年的(de)(de)自動化(hua)趨(qu)勢提出(chu)了(le)6個(ge)方面(mian)的(de)(de)展望：互聯性(xing)(xing)、模塊化(hua)生(sheng)產、系統(tong)支持、內置(zhi)安(an)全(quan)性(xing)(xing)、技術更替以(yi)及合作。他(ta)的(de)(de)解(jie)釋如下：

1.通用(yong)(yong)互聯(lian)性(xing)。大(da)數據、物聯(lian)網以(yi)及移動性(xing)都會(hui)推(tui)動工業領域使用(yong)(yong)通用(yong)(yong)的互聯(lian)標準(zhun);這將(jiang)會(hui)協(xie)調客(ke)戶和商(shang)業市場。工業領域對(dui)“通用(yong)(yong)互聯(lian)”的需求將(jiang)迫使供應商(shang)考慮提供對(dui)專(zhuan)有產品的接入(ru)。

移(yi)動應(ying)(ying)用(yong)和無線(xian)將會成為標準。隨著(zhu)傳(chuan)統臺式機和移(yi)動設(she)備(bei)(比如微(wei)(wei)軟的(de)Continuum，包(bao)括在(zai)微(wei)(wei)軟Windows 10中)功(gong)能(neng)(neng)的(de)趨(qu)同(tong)，計算也隨之(zhi)發(fa)生改變。功(gong)能(neng)(neng)的(de)趨(qu)同(tong)以及隨處(chu)可見(jian)的(de)超快無線(xian)接入，將會創造更多的(de)基于(yu)云的(de)應(ying)(ying)用(yong)。微(wei)(wei)軟的(de)HoloLens將大(da)大(da)增(zeng)強(qiang)HMI和PLC編程功(gong)能(neng)(neng)以及可視化程度。

2.模(mo)塊化生產(chan)。由于希望盡快投入市場，供應(ying)商會持(chi)續(xu)不斷(duan)的升級轉型(xing)，為生產(chan)客(ke)戶提供即(ji)(ji)插(cha)即(ji)(ji)用的過(guo)程(cheng)單元(yuan)和工作單元(yuan)。模(mo)塊化生產(chan)將系(xi)統集成商轉變(bian)為收集數據(ju)、實施整體(ti)監視(shi)控制(zhi)策略的角(jiao)色。

3.系統(tong)支持(chi)，98%預測，2%校(xiao)正。生產制(zhi)造(zao)自(zi)動化系統(tong)將(jiang)會利用標(biao)準的運行監(jian)控模塊來監(jian)視設備狀態。供應商將(jiang)提供基(ji)于(yu)統(tong)計(ji)數據的強制(zhi)性算法模塊，并推薦(jian)服務和重新校(xiao)驗的頻率。

4.內置系統安(an)全性(xing)(基于行(xing)業要求(qiu))。與(yu)通用連接(jie)性(xing)一起(qi)成(cheng)為(wei)通用安(an)全的標準，并和IT及商業市場保持(chi)一致。

5.系統集(ji)成技術角(jiao)色的(de)(de)轉變(bian)。系統集(ji)成商(shang)的(de)(de)首要(yao)角(jiao)色，將會轉變(bian)為模(mo)塊集(ji)成商(shang)。先進的(de)(de)可視化(hua)、控(kong)制器的(de)(de)發展以(yi)及測試(shi)工具，將會縮(suo)短低水平(ping)控(kong)制和(he)可視化(hua)任務(wu)的(de)(de)實施所需要(yao)的(de)(de)時間(jian)，并(bing)且使得系統集(ji)成商(shang)可以(yi)將更多的(de)(de)時間(jian)精力(li)用來提供無縫(feng)集(ji)成。

6.成為用戶的自動(dong)(dong)化(hua)伙伴。在涉及自動(dong)(dong)化(hua)的項目上，生產制造商將依賴控制系統(tong)集成商來(lai)提供幫助和認證。

生產(chan)制(zhi)造的數字化時(shi)代

Polytron公司的(de)副(fu)總裁(cai)Brent Stromwall認為，到2020年，生(sheng)(sheng)產(chan)制造(zao)將進入到一個(ge)真正的(de)數字化(hua)時代。一方面，“這(zhe)是一種必然的(de)趨勢，生(sheng)(sheng)產(chan)制造(zao)商必須提供(gong)更準(zhun)確(que)和更先進的(de)獲取(qu)技(ji)術(shu)和參考(kao)資料的(de)方式，這(zhe)樣運行人員和技(ji)術(shu)人員才可以更好的(de)實施運行及維護(hu)的(de)準(zhun)備工作(zuo)，無(wu)論(lun)是對(dui)現有技(ji)術(shu)還是新技(ji)術(shu)，都應如此。”Stromwall說到，“沒有觸手可及的(de)維護(hu)能力及技(ji)術(shu)知識，年輕一代的(de)工人，對(dui)當今工廠車間的(de)系統進行的(de)運行和維護(hu)將無(wu)法勝(sheng)任。”

2020年(nian)對當下提出的要求

在最近幾年，行業(ye)(ye)探(tan)討(tao)中已經包括了(le)諸如(ru)“智能(neng)制(zhi)造(zao)”、“工業(ye)(ye)4.0”、“工業(ye)(ye)互(hu)聯”、“先進生產制(zhi)造(zao)”等等詞匯(hui)。在這個數字化(hua)生產制(zhi)造(zao)時代，我們可以使用技術(shu)手(shou)段來交(jiao)付3D可視(shi)化(hua)系統、數據分(fen)析以及多層次的協作工作來優化(hua)和管(guan)(guan)理生產制(zhi)造(zao)過程(cheng)——從工廠車間到企業(ye)(ye)管(guan)(guan)理層。

為了更好地(di)迎接2020年數字化時代(dai)對生(sheng)產制造技術提出的需求，我(wo)們正在從如下5個方面(mian)著手(shou)準備：

1)從供應鏈到(dao)配送(song)，制造系統的完(wan)整集成(cheng);

2)為了達到最高水平的運行效率，在全廠(chang)范圍(wei)系統內引(yin)入可(ke)視化;

3)為了(le)實現設備的穩(wen)定運行和(he)提升系(xi)統(tong)運行時間(jian)，需要預測性維護系(xi)統(tong);

4)快(kuai)速獲取實時生產(chan)數(shu)據的能力;

5)最新的(de)網絡(luo)技術，可以實現更高的(de)帶寬、無(wu)線網絡(luo)以及更好(hao)的(de)安全性(xing)能。

2020年關于制造(zao)業的(de)8個預測

1.可持續性：生產制造商(shang)需要能夠獲(huo)取大數(shu)據的應(ying)用(yong)，以便在關于能源監視(shi)、運(yun)行(xing)效率、勞動力和(he)運(yun)行(xing)人(ren)員的安(an)全、預測維(wei)護等(deng)方(fang)面做決(jue)策時(shi)使用(yong)。正確的工廠(chang)數(shu)據應(ying)該是實時(shi)的，能在正確的時(shi)間(jian)傳遞給正確的人(ren)。

2.與人和設備(bei)更廣(guang)泛地互聯：不斷變化(hua)的制造(zao)環境需(xu)要能(neng)夠無縫溝通(tong)，并將先(xian)進(jin)的技術(shu)，如(ru)物聯網(IoT)、云計算、移動(dong)性(xing)等，與自動(dong)化(hua)工作流(liu)程(cheng)集成在一起，以適應更快、更智能(neng)的生產環境。

3.更(geng)嚴格的(de)(de)網(wang)絡安全(quan)：隨(sui)著數據流以(yi)及獲取權限遍及全(quan)廠，在用戶(hu)端(duan)多(duo)層(ceng)次、多(duo)層(ceng)面的(de)(de)集成，網(wang)絡安全(quan)正(zheng)在逐步從簡單的(de)(de)周邊(bian)防(fang)御(yu)向(xiang)更(geng)嚴格的(de)(de)縱深(shen)防(fang)御(yu)發展。

4.工業網絡(luo)(luo)升級：智能(neng)數(shu)(shu)據(ju)需要一(yi)個(ge)安全、可(ke)擴展并且穩定的(de)生產制造骨干網。強大的(de)網絡(luo)(luo)能(neng)夠支(zhi)持更多(duo)軟/硬件(jian)的(de)升級，以便提升自動化水平和數(shu)(shu)據(ju)獲取的(de)效(xiao)率。新(xin)(xin)的(de)網絡(luo)(luo)混合使用(yong)光(guang)纖和新(xin)(xin)一(yi)代(dai)銅導線，采用(yong)開放式的(de)網絡(luo)(luo)結構技術，軟件(jian)具有更高的(de)魯棒性，并允許計算(suan)機(ji)網絡(luo)(luo)接收或者發送數(shu)(shu)據(ju)到整個(ge)工廠車間(jian)的(de)機(ji)器上甚至企業管理層。

5.更直觀的(de)(de)(de)HMI：自(zi)帶記分(fen)(fen)卡(ka)和培訓(xun)工具(ju)，以便優(you)化勞動(dong)力(li)。勞動(dong)力(li)老齡化以及缺(que)乏合格的(de)(de)(de)工人來填補空缺(que)，是(shi)對生產制造商最大的(de)(de)(de)挑戰。正式(shi)的(de)(de)(de)內部培訓(xun)工具(ju)，比(bi)如基于計算機的(de)(de)(de)學習模塊(kuai)、基于HMI的(de)(de)(de)工作支持(chi)模塊(kuai)，這都是(shi)必須的(de)(de)(de)。直觀的(de)(de)(de)HMI和記分(fen)(fen)卡(ka)十(shi)分(fen)(fen)關鍵。

6.機器(qi)安(an)全(quan)：升級機器(qi)安(an)全(quan)技術(shu)(shu)，使舊機器(qi)滿足安(an)全(quan)標準的要求(qiu)，是生產制造商隨后幾年的首要任(ren)務。集成的機器(qi)安(an)全(quan)技術(shu)(shu)幫助保(bao)護年輕(qing)的勞動力，減(jian)少工人事故，降低由(you)此(ci)引起的非計劃停(ting)機時間，從而提高整體生產效(xiao)率，這在(zai)競爭激(ji)烈的市場十分關(guan)鍵(jian)。

7.預測數(shu)據分析(xi)：主(zhu)動管(guan)理(li)，可以(yi)確保(bao)生產制造設備高(gao)效運(yun)行，保(bao)持工(gong)廠的(de)靈(ling)活性和(he)穩定性。更快地(di)響(xiang)應消費者的(de)需(xu)求，同時保(bao)證安(an)全和(he)可靠的(de)產量，就可以(yi)使生產制造企(qi)業立于不敗(bai)之地(di)。對不斷增(zeng)(zeng)長的(de)可追溯性和(he)質量數(shu)據的(de)需(xu)求日(ri)益快速增(zeng)(zeng)加。需(xu)要利用(yong)柔性制造技(ji)術來管(guan)理(li)成(cheng)本。

8.淘(tao)汰(tai)與(yu)升級：硬件和(he)落后技術的(de)(de)淘(tao)汰(tai)是不(bu)斷老化工(gong)廠(chang)(chang)的(de)(de)一個主要議題。據估計(ji)，美國75%的(de)(de)工(gong)廠(chang)(chang)都運營超過20年了。硬件和(he)技術都需要更換為智(zhi)能控制(zhi)器(qi)和(he)驅動技術，以(yi)便實現端到端的(de)(de)運行(xing)效率提升。

自動化的價值(zhi)在于更多的連(lian)接(jie)、協(xie)作和安全

“在每天(tian)和(he)客(ke)戶一起(qi)工(gong)作時，無論大客(ke)戶還是小客(ke)戶，只要是我們所涉及(ji)的(de)是工(gong)業領(ling)域，我們都希望和(he)他們探討5個(ge)比較實際的(de)領(ling)域：自動化的(de)價值、網(wang)絡、新人(ren)類、協作以及(ji)網(wang)絡安全。”Maverick技術公司的(de)CEOPaulGaleski認為(wei)，“盡管改變已經開始(shi)，但是到2020年(nian)，實現(xian)這5個(ge)領(ling)域的(de)途(tu)徑仍然可能(neng)會有所差異。”

1.自動化創(chuang)造價值：用(yong)戶(hu)必須明白，自動化是如何通過降低成本、改善產品質量、提高產量等(deng)來為其(qi)公(gong)司(si)創(chuang)造價值的(de)。自動化供應商和服務提供商非(fei)常(chang)擅長談論(lun)技(ji)術，但(dan)是客戶(hu)早(zao)已厭倦了喋喋不休的(de)討論(lun)技(ji)術，他(ta)們希(xi)望知道某些新設(she)備(bei)或網(wang)絡功能是如何對其(qi)盈利水平(ping)帶來正面影響(xiang)的(de)。

如(ru)果換一種(zhong)思路(lu)，我(wo)們(men)用自動(dong)化(hua)技術(shu)來(lai)解決問(wen)題，而不(bu)是僅僅因(yin)為某種(zhong)新(xin)技術(shu)而使(shi)用自動(dong)化(hua)，那么我(wo)們(men)就可以基于鐵(tie)的(de)事實和(he)運營環境的(de)改善，比(bi)較容易的(de)給予工(gong)程效果以恰當的(de)描(miao)(miao)述。我(wo)們(men)必須改變(bian)描(miao)(miao)述問(wen)題的(de)方(fang)式，利用管理層能(neng)夠(gou)聽明白的(de)詞匯來(lai)描(miao)(miao)述工(gong)程，這就是財務數據。這種(zhong)情況已經(jing)開始發(fa)生，但(dan)是要(yao)(yao)運用得當，還得至(zhi)少(shao)需要(yao)(yao)5年的(de)時間(jian)。

2.更開放的(de)網(wang)絡(luo)(luo)，無線：網(wang)絡(luo)(luo)將會更加開放，只有非常少的(de)設(she)備需要通(tong)(tong)過(guo)電纜連接。區分不同(tong)通(tong)(tong)信協議(yi)(yi)的(de)壁壘(lei)將倒塌，在(zai)2020年有可(ke)能會不復存在(zai)。新的(de)控制(zhi)器(qi)(qi)比以往(wang)的(de)控制(zhi)器(qi)(qi)都將具(ju)有更多(duo)的(de)語言版(ban)本。對于現代(dai)的(de)可(ke)編程邏輯控制(zhi)器(qi)(qi)(PLC)來講，同(tong)時使用(yong)多(duo)種網(wang)絡(luo)(luo)通(tong)(tong)信協議(yi)(yi)進行通(tong)(tong)信是非常普遍的(de)事情。可(ke)能需要使用(yong)Profinet通(tong)(tong)訊協議(yi)(yi)和一(yi)組設(she)備通(tong)(tong)訊，使用(yong)EtherNet/IP和另外一(yi)組設(she)備通(tong)(tong)訊，Modbus和第三組設(she)備通(tong)(tong)訊。

更強大的(de)計算能力(li)使得(de)這一(yi)切變得(de)非常簡(jian)單，可以(yi)快速完成通(tong)訊協(xie)議的(de)轉換。同時，無(wu)(wu)線設(she)備的(de)數量和種(zhong)類也會(hui)不(bu)斷增加。不(bu)管是WiFi、ISA100、WirelessHART，還是某些新協(xie)議，無(wu)(wu)線網關(guan)將會(hui)使用多種(zhong)通(tong)訊協(xie)議進(jin)行通(tong)訊，用戶不(bu)會(hui)察覺到其中的(de)差別。如果信息能夠到達需要它的(de)地方，很少人會(hui)關(guan)心如何實現的(de)。正如蜂窩(wo)網絡一(yi)樣，用戶只(zhi)關(guan)心性能，而(er)不(bu)是底層的(de)處理機制。

3.年(nian)輕員工的新特點：將來，會(hui)由年(nian)輕的新員工來管理工廠。到2020年(nian)，嬰兒潮(chao)一代出生(sheng)的勞動力人(ren)員數(shu)量(liang)將會(hui)下降，并持(chi)續快速降低。千禧年(nian)出生(sheng)的一代人(ren)將會(hui)逐步取代他(ta)(ta)們的位置(zhi)，但是(shi)并不具有相關技術(shu)，更(geng)不要說去使用了。當然，這也有例外，但是(shi)總(zong)體(ti)來講，千禧年(nian)出生(sheng)的一代需要信息來幫助他(ta)(ta)們解(jie)決問題(ti)，他(ta)(ta)們并不像他(ta)(ta)們的前輩那樣關注技術(shu)基礎。

4.更多的(de)協作：相比老一(yi)(yi)代的(de)工(gong)人，新時代的(de)工(gong)人需要更多、不(bu)同類(lei)型(xing)的(de)信(xin)息，以及用不(bu)同的(de)表(biao)格和形式呈(cheng)現的(de)信(xin)息。千禧年出生的(de)一(yi)(yi)代相信(xin)技術，也相信(xin)技術所帶給他們的(de)信(xin)息。嬰(ying)兒潮出生的(de)一(yi)(yi)代則一(yi)(yi)般對(dui)技術抱有一(yi)(yi)種(zhong)與生俱來的(de)懷疑態度。

從天性上(shang)來講，千禧(xi)年出生的(de)一代更(geng)具有(you)(you)合作精(jing)神，他們更(geng)習慣這(zhe)種觀點：合作并不(bu)需要每(mei)個(ge)人都(dou)(dou)在(zai)同(tong)一個(ge)地(di)點。正如幾個(ge)人可以在(zai)不(bu)同(tong)的(de)區(qu)域，所有(you)(you)的(de)人都(dou)(dou)在(zai)播放同(tong)一個(ge)視(shi)頻游戲一樣，運(yun)行人員可以在(zai)不(bu)同(tong)的(de)區(qu)域，控(kong)制同(tong)一個(ge)工(gong)廠。完成該項工(gong)作，依賴于將所有(you)(you)的(de)信(xin)(xin)息(xi)收集并傳(chuan)送(song)給(gei)所有(you)(you)實時需要這(zhe)些信(xin)(xin)息(xi)的(de)人。到2020年，這(zhe)種通訊是每(mei)天都(dou)(dou)會發(fa)生的(de)事情。

5.內置網(wang)絡(luo)安(an)全特性：網(wang)絡(luo)安(an)全將(jiang)會被內置到(dao)所有新建(jian)基礎設施(shi)，并被“綁定”到(dao)現有系統和網(wang)絡(luo)上。我們總是聽說新的(de)(de)(de)網(wang)絡(luo)攻擊載體和方法(fa)，但(dan)是用戶(hu)和自動(dong)化(hua)供應商的(de)(de)(de)防(fang)御措施(shi)和對(dui)這(zhe)種境況的(de)(de)(de)整(zheng)體意識則在緩慢(man)的(de)(de)(de)提高。