Kỷ nguyên mới của kiến trúc tự động hoá và ý nghĩa đối với người dùng

Bill Lydon, Biên tập viên tại tạp chí Automation.com đã có một số nhận định về kỷ nguyên kiến trúc mới của ngành tự động hoá và ý nghĩa của chúng qua bài viết sau.

Không phải là tin tức rằng ngành tự động hóa công nghiệp đang trong giai đoạn thay đổi cơ bản và sâu rộng. Tôi đã viết trong nhiều năm về những thay đổi sắp tới đối với kiến ​​trúc hệ thống tự động hóa công nghiệp và bây giờ chúng ta cuối cùng cũng thấy rằng sự tiến hóa bắt đầu xảy ra. Việc áp dụng các khái niệm và công nghệ mới mang tính cách mạng, bao gồm Internet vạn vật (IoT), các tiến bộ về cảm biến, bộ điều khiển nhúng và các cải tiến công nghệ khác, đang thúc đẩy nhanh chóng sự phát triển này. 

5 năm trước, tôi đã viết bài báo: Đơn giản hóa việc phân cấp hệ thống tự động hóa, trong đó đã thảo luận về những thay đổi tiềm ẩn trong kiến ​​trúc tự động hóa công nghiệp, do sự phát triển mạnh mẽ và dòng chảy của các khái niệm hệ thống và tiến bộ công nghệ, khi đó mới ở giai đoạn sơ khai. 

Bài báo thảo luận thêm về sự sụp đổ đang chờ xử lý của mô hình kiến ​​trúc năm lớp, một mô hình đã được phản ánh trong hầu hết các cấu hình hệ thống tự động hóa công nghiệp truyền thống. Các cải tiến tự động hóa mới nhất đã cho phép người dùng tạo ra các kiến ​​trúc hệ thống đáp ứng nhanh hơn, giúp tăng độ tin cậy và hiệu suất, ngoài ra còn giảm chi phí bảo trì phần mềm. Mỗi cải tiến mới cung cấp nhiều khối xây dựng hơn nữa để phát triển hơn nữa kiến ​​trúc hệ thống và tạo ra sự đổi mới gần như theo cấp số nhân trong tự động hóa công nghiệp. 

Sự tiến hóa này có ý nghĩa gì đối với người dùng?

Các hệ thống hiện tại sẽ từ từ mờ đi

Đây không phải là một quá trình trong một sớm một chiều. Các hệ thống đã cài đặt chắc chắn sẽ được giữ nguyên miễn là chúng hoạt động hiệu quả, các khoản đầu tư khả thi về mặt tài chính giống như các máy tính lớn và máy tính mini vẫn ở nguyên vị trí khi chúng vẫn còn hợp lý. 

Tuy nhiên, những cải tiến mới hơn chắc chắn có thể giúp mở rộng và cải thiện các hệ thống này, như những tiện ích bổ sung giúp tăng chức năng và giá trị. Nhiều nhà cung cấp đã thành lập có xu hướng xem các bổ sung công nghệ mới là không hấp dẫn, vì nhiều lý do, cho đến khi họ ra mắt phiên bản của riêng mình. 

Gần đây, chúng ta cũng đã nhận thấy xu hướng này, thông qua sự phản kháng ban đầu của các nhà cung cấp truyền thống trong việc thay thế phần cứng và phần mềm HMI độc quyền bằng PC và phần mềm dựa trên Windows.

Rút ngắn đường cong vòng đời

Dòng công nghệ mới cũng có khả năng rút ngắn đáng kể đường cong vòng đời của các hệ thống hiện có, nếu chúng tăng thêm giá trị và giảm chi phí sở hữu liên tục. Khi đạt đến điểm giới hạn này, nó sẽ đẩy nhanh việc áp dụng công nghệ mới và giảm vòng đời của các giải pháp đã cài đặt hiện có. 

Một lần nữa, ngành công nghiệp máy tính cung cấp một ví dụ khả thi. Mô hình điện toán doanh nghiệp cũ yêu cầu các lập trình viên viết mã máy tính cho các báo cáo và phân tích dựa trên yêu cầu của người dùng, một quá trình tốn nhiều công sức và mất quá nhiều thời gian để đạt được kết quả. Người dùng cuối thực hiện phân tích trên PC bằng bảng tính có thể giảm đáng kể chi phí hoàn thành các tác vụ này trong khi vẫn cung cấp kết quả có thể thực hiện ngay lập tức. Tác động của việc giảm chi phí này, cả về thời gian và tiền bạc cho cộng đồng doanh nghiệp, báo hiệu sự kết thúc của các bộ phận xử lý dữ liệu lớn. 

Bạn thậm chí có thể tìm thấy một ví dụ nổi bật trong nhà riêng của bạn. Có bao nhiêu người không còn sử dụng máy ảnh, trước sự tiện lợi của công nghệ máy ảnh trên điện thoại thông minh ngày nay và khả năng chia sẻ tức thời?

Dữ liệu lớn, Phân tích, Điện toán Edge & Fog

Dữ liệu lớn & phân tích là một trong những lĩnh vực có tiềm năng lớn nhất để cải thiện hoạt động của các nhà máy sản xuất và chế biến rời rạc. Tuy nhiên, những tiến bộ này cũng yêu cầu các mô hình máy tính mới.

Server

Các ứng dụng không cần đồng bộ với hoạt động của nhà máy trong thời gian thực có thể nằm trong các máy chủ on-premise và / hoặc các Cloud Service cung cấp thông tin chi tiết mới về hoạt động và bảo trì dự đoán. Chức năng này có thể được gia tăng giá trị một cách dễ dàng cho các hệ thống hiện có.

Điện toán Edge & Fog

Chúng ta chỉ mới bắt đầu tìm kiếm lợi nhuận tiềm năng về hiệu quả và lợi nhuận cho các nhà máy sản xuất và chế biến rời rạc, thông qua việc áp dụng dữ liệu lớn và phân tích, được đồng bộ hóa trong thời gian thực với các hoạt động. Ứng dụng này được thực hiện bằng cách sử dụng tính toán biên tại các cảm biến và bộ truyền động, để thực hiện phân tích thời gian thực và đưa ra quyết định thay đổi các thông số vận hành. 

Một khối xây dựng khác cho các kiến ​​trúc này là điện toán sương mù, nằm giữa các thiết bị biên và đám mây. Điện toán sương mù được thiết kế để đưa ứng dụng hiệu suất cao của dữ liệu lớn và phân tích đến gần hơn. Ngày nay, các chức năng này đang bắt đầu được thực hiện trong các bộ điều khiển và PC công nghiệp mới hơn, mạnh hơn, trong các môi trường khắc nghiệt hơn, mang lại những hiểu biết sâu sắc hơn về hoạt động.

Truyền thông kết nối đến mọi thứ

Các kiến ​​trúc tự động hóa công nghiệp mới đang cho phép các thiết bị biên giao tiếp với bất kỳ cấp nào trong hệ thống phân cấp. Ngoài ra, các cảm biến và bộ điều khiển có thể truyền thông tin đến tất cả các cấp bằng các phương pháp và giao thức thích hợp. 

Tuy nhiên, mô hình điện toán phân cấp đa cấp ngày nay vẫn yêu cầu dữ liệu trường phải đi qua nhiều máy tính và các lớp phần mềm trung gian trước khi đến được doanh nghiệp và các chuyên gia từ xa. Điều này tạo ra các kiến ​​trúc giòn phức tạp, có thể dẫn đến sự gia tăng đáng kể về chi phí, rủi ro, kiểm soát cấu hình liên tục và đầu tư vòng đời. Ngược lại, mô hình phân tán mới mang điện toán đến điểm sử dụng, hợp lý hóa kiến ​​trúc hệ thống với chi phí vòng đời thấp hơn đáng kể.

Sản xuất toàn diện & thích ứng

Công nghiệp 4.0 và các sáng kiến ​​liên quan tạo ra sản xuất toàn diện và thích ứng, mang lại bước tiếp theo hợp lý cho các hệ thống tự động hóa công nghiệp nhằm đạt được sản xuất đáp ứng và hiệu quả hơn.

Khả năng cạnh tranh của tổ chức đang ở mức đầu tư vào công nghệ mới

Các công ty không nghiên cứu và tận dụng những đổi mới đột phá thích hợp có khả năng trở nên trì trệ và thấy mình bị các đối thủ cạnh tranh tiên tiến hơn nhảy vọt. Ngược lại, các công ty tận dụng những đổi mới đột phá đang định vị mình để trở thành những người dẫn đầu trong ngành của họ. 

Có rất nhiều ví dụ lịch sử cho thấy mọi người và công ty chấp nhận rủi ro để tận dụng tư duy đổi mới và công nghệ và cách mạng hóa không chỉ doanh nghiệp của họ mà còn cả ngành công nghiệp nói chung. 

Những ví dụ này bao gồm:

Henry Ford – Ford đã thống trị ngành công nghiệp ô tô thời kỳ đầu với dây chuyền lắp ráp chuyển động đầu tiên trên thế giới.

Andrew Carnegie – Sản xuất thép hiệu quả hơn bằng cách sử dụng công nghệ bao gồm quy trình Bessemer và hệ thống xử lý vật liệu sáng tạo.

Federal Express – Mã vạch và công nghệ máy tính tận dụng để đạt được sự tăng trưởng mạnh mẽ.