На протяжении нескольких десятилетий задача управления безопасностью, надежностью и производительностью предприятий в обрабатывающей и энергетической отраслях решалась с помощью платформ DCS, которые, по сути, выполняют надзорную роль, координируя сложные производственные и другие промышленные процессы.По мере того как промышленность переходит от приоритета цифровых технологий к системам, построенным на основе человекоцентричного сотрудничества, роль автоматизации расширяется. Вместо просто более быстрых процессоров или более сложных интерфейсов, прогресс теперь отдает приоритет созданию интеллектуальных, адаптивных и гибких систем, и, что наиболее важно, разработанных для работы с людьми.Эволюция от Индустрии 4.0Концепция Индустрии 4.0 использует такие технологии, как Интернет вещей (IoT) и межмашинное взаимодействие, а также беспроводную и облачную аналитику данных, для реализации более автономных и взаимосвязанных производственных и технологических процессов.Системы автоматизации следующего поколения строятся на этих основах, используя передовые технологические тенденции, такие как гиперсвязность, ИИ/машинное обучение, цифровые двойники, робототехника и виртуализация. Если раньше движущими силами Индустрии 4.0 были в основном технологии и эффективность, то теперь дискуссия расширилась и охватывает социальные цели, а именно благополучие и устойчивое развитие. Как описывает ЕС, работник находится «в центре производственного процесса и использует новые технологии для обеспечения процветания, выходящего за рамки рабочих мест и роста, при этом уважая производственные возможности планеты».Сотрудничество, ориентированное на человека, является одним из столпов следующей эволюции промышленности. Изображение предоставлено компанией Adobe Stock.С точки зрения производственных операций, это переосмысливает ожидания относительно назначения и возможностей системы автоматизации, усиливая акцент на успешном взаимодействии человека и машины. Ранее ориентированная на скорость и эффективное выполнение задач, система DCS теперь рассматривается как интеллектуальная платформа для совместной работы. В этой новой среде приоритет отдается устойчивости и индивидуальной настройке, где передовые технологии сочетаются с человеческим творчеством и контролем для поддержки более гибкого принятия решений.Внедрение системной интеграции в масштабах всей системы.Эта постепенная эволюция роли и возможностей DCS характеризуется интеграцией данных и механизмов принятия решений по всему предприятию. Традиционно платформы автоматизации представляли собой кластеры, по сути, изолированных узлов управления, где данные и аналитические выводы внутри каждого функционального подразделения практически не влияли на соседние. Сегодня мы переосмысливаем отдельные ячейки автоматизации как составные части более крупного организма, где происходит непрерывный обмен обширными данными между полевыми устройствами, контроллерами, процессами, производственными линиями и корпоративными приложениями более высокого уровня.В этой усовершенствованной модели данные о процессах, мониторинге и техническом обслуживании в режиме реального времени и за прошедший период непрерывно поступают в мощные аналитические системы, работающие на основе ИИ/машинного обучения, а хранение и обработка данных осуществляются либо на периферийных устройствах в точке производства данных, либо в облаке. С точки зрения бизнеса, это позволяет владельцам предприятий выходить за рамки отдельных процессов и принимать более обоснованные, безопасные и ценные решения, сочетающие аналитические данные с человеческим суждением.Постепенная модернизация без сбоевСтремление извлечь коммерческую выгоду из передовых технологий и реализовать в полной мере концепцию большей человекоцентричности обусловлено практическими аспектами работы предприятий. Многие промышленные объекты представляют собой заброшенные промышленные территории, где установленные системы автоматизации представляют собой сочетание старого и нового оборудования. Современные контрольно-измерительные приборы часто сосуществуют со старыми, устаревшими устройствами, использующими различные протоколы связи и больше не имеющими поддержки от первоначального производителя. Главная задача, стоящая перед владельцами предприятий, заключается в том, как модернизировать, заменить или перепроектировать отдельные устройства и системы, минимизируя при этом потери прибыли из-за сбоев в производстве или угрозы для персонала.Как предполагают лидеры отрасли, такие как ABB, эволюция традиционных систем автоматизации позволит клиентам в обрабатывающей промышленности постепенно извлекать выгоду из технологических достижений, не ставя под угрозу свои текущие инвестиции. В этой новой модели постепенная модернизация становится быстрее, проще и менее рискованной благодаря «разделению задач», которое способствует инновациям, не влияя на непрерывность основных производственных процессов и приложений. Здесь систему автоматизации можно рассматривать как две отдельные, но тесно взаимосвязанные среды, каждая из которых выполняет совершенно разные, но взаимодополняющие роли.Основные проблемы, связанные с модернизацией существующих промышленных зон, заключаются в обеспечении минимальных перебоев в их работе. Изображение предоставлено компанией Adobe Stock.Система управления представляет собой надежное, стабильное и кибербезопасное ядро, на котором работают критически важные приложения автоматизации в реальном времени. Ее дополняет цифровая среда — гибкое облачно-ориентированное пространство, где данные о процессах, мониторинге и техническом обслуживании легко доступны для приложений более высокого уровня, включая мониторинг и оптимизацию, а также расширенную аналитику. В цифровой среде инновации могут процветать без ущерба для целостности основных функций управления процессами. Модернизация, добавление функций и оптимизация существующих активов и ресурсов могут быть смоделированы и протестированы с помощью виртуализации и моделирования цифровых двойников до развертывания. Что особенно важно, всего этого можно достичь без остановки производства, угрозы дорогостоящему оборудованию, подвергания систем дополнительным угрозам кибербезопасности или нарушения безопасности персонала.Как эффективнее использовать данные в режиме реального времениМониторинг технологических процессов, оптимизация и другие функции предприятия традиционно основывались на принятии решений с использованием исторических данных, генерируемых подключенными системами контрольно-измерительных приборов. Этот реактивный подход больше не соответствует требованиям современных отраслей промышленности, где конкурентное преимущество часто зависит от доступности параметров процесса и состояния оборудования в режиме реального времени. Эта потребность еще больше возрастает по мере того, как предприятия становятся все больше и сложнее, с большим количеством устройств, данных и протоколов для управления.Повсеместная цифровизация промышленных предприятий предоставляет операторам мощные инструменты для сбора, хранения, анализа и использования данных, полученных с помощью приборов на всех распределенных активах. Прогнозная аналитика на основе искусственного интеллекта может помочь выявить надвигающийся отказ подключенного устройства или обнаружить небольшие нестабильности в строго контролируемом процессе. Обработка данных в режиме реального времени непосредственно в точке их получения дополняется мощной аналитикой, размещенной в защищенном облаке или локально. Вместе они предоставляют владельцам предприятий беспрецедентные возможности для выявления тенденций, прогнозирования будущих событий и планирования корректирующих стратегий без прерывания производства и потери уверенности в работе.Человек в циклеХотя системы автоматизации стремительно развиваются, становясь все более автономными, вклад и ценность человеческого труда остаются такими же высокими, как и прежде.Усиление взаимодействия между людьми и машинами переосмысливает важность оператора-человека, оснащая его цифровыми «поручнями» для повышения собственных навыков и возможностей. Концепция «дополненного оператора» предполагает широкое использование работниками иммерсивных интерфейсов, аналитических данных, полученных с помощью искусственного интеллекта, и дополненной/расширенной реальности (AR/XR) для принятия собственных решений, что позволяет им работать безопаснее и эффективнее, с меньшей усталостью и меньшим количеством ошибок.Аналитические данные дополненной реальности позволяют операторам получать информацию в режиме реального времени. Изображение предоставлено компанией Adobe Stock.Например, инженер на объекте может общаться по телефону и видеосвязи с опытными коллегами на базе, совместно решая проблемы и обмениваясь визуализациями данных в реальном времени с помощью инструментов интерпретации на основе искусственного интеллекта. Традиционно также переосмысливаются режимы реактивного мониторинга и технического обслуживания, при этом аналитические данные помогают сотрудникам разрабатывать и внедрять более эффективные стратегии прогнозирующего технического обслуживания.Чувство безопасностиПо мере того как системы автоматизации становятся все более интеллектуальными, взаимосвязь между устройствами, системами, конвергентными ИТ/ОТ-сетями и приложениями повышает уязвимость предприятий к киберугрозам, которые могут угрожать непрерывности бизнеса, прибыльности и репутации компании. Соответственно, эволюция платформ управления отдает приоритет безопасности на этапе проектирования, создавая системы с изначально защищенными архитектурами и контейнерными модулями, которые минимизируют опасность бесконтрольного распространения угроз между различными функциональными областями. Сохранение целостности основных функций требует подхода к кибербезопасности, основанного на принципе «нулевого доверия», с надежными мерами по авторизации и непрерывной проверке сетевой активности.Приверженность принципам устойчивого развитияЭнергоэффективность и необходимость минимизации воздействия на окружающую среду тесно связаны с коммерческой конкурентоспособностью для каждой промышленной организации. Операторы предприятий внедряют электрификацию как часть более широкого энергетического перехода общества к низкоуглеродному будущему, обеспечиваемому чистыми и обильными источниками возобновляемой энергии. А по мере развития систем автоматизации они играют центральную роль в повышении энергоэффективности процессов, помогая сократить выбросы и отходы и позволяя компаниям выполнять все более строгие экологические, социальные и управленческие (ESG) требования.Обеспечение успехаЭволюция современных систем автоматизации играет центральную роль в том, чтобы помочь организациям успешно реализовать возможности более тесного взаимодействия человека и машины. Однако для производителей и других коммерческих предприятий крайне важно, чтобы их собственное технологическое развитие было тщательно спланировано. Внедряя инновации постепенно, организации могут объективно измерять преимущества, что послужит ориентиром для следующих шагов в их стратегии.Поскольку платформы автоматизации затрагивают практически все аспекты работы современных предприятий, потенциальные выгоды от модернизации огромны. Сотрудничая с таким опытным партнером, как ABB, организации, занимающиеся технологическими процессами, могут обеспечить плавную и устойчивую эволюцию, одновременно признавая и укрепляя непреходящую ценность человеческого опыта как движущей силы долгосрочного успеха бизнеса.
