工業(yè)自動化技術(shù)每天都在發(fā)展和變化。企業(yè)利用先進(jìn)的技術(shù)來解決日常工作流程的挑戰(zhàn)。數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和集成不斷革新工業(yè)自動化市場。到2028年，工業(yè)自動化領(lǐng)域的規(guī)模將超過2950億美元。雖然工業(yè)自動化解決方案各不相同，但它們都依賴于共同的支持技術(shù)。隨著工業(yè)行業(yè)采用數(shù)據(jù)驅(qū)動的操作，對先進(jìn)技術(shù)的需求也在增加。這些技術(shù)最大限度地發(fā)揮了工業(yè)自動化系統(tǒng)的潛力和投資回報(bào)。

哪些技術(shù)和趨勢將塑造工業(yè)自動化系統(tǒng)的未來?該領(lǐng)域的參與者如何利用它們來提供更強(qiáng)大的產(chǎn)品?

軟件可編程邏輯控制器

可編程邏輯控制器(PLC)多年來一直在發(fā)展。它們提供了廉價(jià)和精確的方法來控制過程。軟件PLC是采用工業(yè)自動化硬件運(yùn)行在軟件上控制過程。軟件解決方案提高了PLC的性能、靈活性和可擴(kuò)展性。PLC是未來改變游戲規(guī)則的工業(yè)解決方案之一。它們在能源、智能制造、石化和其他過程工業(yè)中越來越受歡迎。PLC市場將在2023年至2028年間以4.23%的復(fù)合年增長率增長。

為什么軟件PLC具有優(yōu)勢?

•與傳統(tǒng)PLC相比，軟件PLC具有成本效益。

•它們可以根據(jù)配置執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。

•能夠非常準(zhǔn)確地重復(fù)任務(wù)。

•允許遠(yuǎn)程訪問和監(jiān)控。這改進(jìn)了性能跟蹤和故障排除。

•易于與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和工業(yè)手持設(shè)備集成。

•它們很容易修改。這意味著它們能夠適應(yīng)更新的技術(shù)，以滿足不斷變化的操作需求。

軟件PLC可以是一個(gè)可行的解決方案，現(xiàn)有的熟練勞動力短缺的挑戰(zhàn)。

另一個(gè)值得關(guān)注的趨勢是連接技術(shù)的進(jìn)步。這些技術(shù)將進(jìn)一步推動軟件PLC的發(fā)展。連接方面的創(chuàng)新包括5G和6G網(wǎng)絡(luò)的推出。高速網(wǎng)絡(luò)保證了機(jī)器和工業(yè)自動化系統(tǒng)之間的快速通信。邊緣計(jì)算還將提高軟件PLC的數(shù)據(jù)管理能力。適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)管理確保工業(yè)自動化解決方案是數(shù)據(jù)驅(qū)動的。

高級數(shù)據(jù)交換協(xié)議是另一個(gè)需要關(guān)注的領(lǐng)域。改進(jìn)的數(shù)據(jù)交換協(xié)議有利于跨平臺通信。它們簡化了控制或自動化解決方案與人工操作員之間的數(shù)據(jù)解釋。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)交換協(xié)議優(yōu)化了PLC與機(jī)械的功能和兼容性。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)

人工智能的成熟正在開啟工業(yè)自動化的新時(shí)代。人工智能在自動化領(lǐng)域的迅速擴(kuò)張是由于幾年的研究和創(chuàng)新。研究涉及的領(lǐng)域包括：

•計(jì)算機(jī)視覺

•實(shí)時(shí)圖像處理

•機(jī)器學(xué)習(xí)

•人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)在開發(fā)自主工業(yè)自動化系統(tǒng)是可能的。這些先進(jìn)的解決方案依賴于計(jì)算機(jī)算法和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。他們分析數(shù)據(jù)和操作條件，以優(yōu)化流程和機(jī)器性能。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案在工業(yè)自動化中的可能性是無窮無盡的。以下是它們改變運(yùn)營的一些方法：

•人工智能可以增強(qiáng)生產(chǎn)資產(chǎn)的預(yù)測性維護(hù)。這些系統(tǒng)跟蹤來自物聯(lián)網(wǎng)傳感器的數(shù)據(jù)，以檢測異常或機(jī)器缺陷。他們可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)預(yù)測故障何時(shí)可能發(fā)生。有了這些信息，企業(yè)可以及時(shí)收到維護(hù)警報(bào)，以減少停機(jī)時(shí)間。

•人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)可以為優(yōu)化流程和自動化解決方案提供見解。基于人工智能的自動化系統(tǒng)分析復(fù)雜的數(shù)據(jù)集。他們可以確定自動化系統(tǒng)最佳性能的理想條件。開發(fā)自動化解決方案的公司可以利用分析結(jié)果來改進(jìn)未來的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)在工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展過程中扮演著怎樣的角色?它們對于工業(yè)過程中自主機(jī)器人的發(fā)展至關(guān)重要。例如，自主移動機(jī)器人(AMR)和自動導(dǎo)引車(AGV)依賴于人工智能技術(shù)。人工智能促進(jìn)了能夠處理多個(gè)過程的機(jī)器人的發(fā)展。

隨著這些技術(shù)的進(jìn)步，各國政府和行業(yè)參與者正在制定人工智能法規(guī)。這是為了確保基于人工智能的自動化解決方案的安全性。對于企業(yè)來說，有必要密切關(guān)注新興的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)。這對于確保自動化解決方案滿足所需的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。

網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)

工業(yè)自動化系統(tǒng)從過程中收集大量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對于持續(xù)改進(jìn)和例行質(zhì)量檢查至關(guān)重要。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)傳感器使企業(yè)能夠開發(fā)互聯(lián)的操作環(huán)境。然而，它們增加了設(shè)施面臨網(wǎng)絡(luò)安全威脅的風(fēng)險(xiǎn)。這意味著企業(yè)必須在擴(kuò)大工業(yè)自動化規(guī)模的同時(shí)投資于網(wǎng)絡(luò)安全解決方案。針對工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)安全攻擊正在增加。這迫使行業(yè)制定應(yīng)對此類攻擊的措施。

企業(yè)應(yīng)該將重點(diǎn)放在減輕現(xiàn)有和潛在的網(wǎng)絡(luò)安全威脅上。它從內(nèi)部控制措施開始，升級到安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。一種方法是將安全作為工業(yè)自動化系統(tǒng)的一個(gè)組成部分來設(shè)計(jì)解決方案，而不是事后的想法。這意味著在軟件和硬件中嵌入安全功能。企業(yè)需要探索如何將這些功能集成到自動化系統(tǒng)中。

確保自動化系統(tǒng)安全的第二種方法是開發(fā)萬無一失的內(nèi)部控制。它可以包括限制對虛擬和物理網(wǎng)絡(luò)的訪問。考慮增強(qiáng)遠(yuǎn)程訪問流程和改進(jìn)認(rèn)證措施。發(fā)展先進(jìn)的信息通信體系結(jié)構(gòu)，培育零信任政策。此外，企業(yè)應(yīng)該監(jiān)控人工智能技術(shù)的趨勢。利用人工智能算法可以提高對可疑網(wǎng)絡(luò)活動的檢測和響應(yīng)。

設(shè)計(jì)和配置自動化系統(tǒng)以符合行業(yè)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。需要遵循的一些標(biāo)準(zhǔn)包括NIST網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)和IEC62443。

結(jié)語

未來的自動化解決方案將為各行業(yè)提供無限的可能性。這些解決方案將集成各種技術(shù)。這些技術(shù)為最終用戶創(chuàng)造了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。監(jiān)控新興技術(shù)、監(jiān)管框架和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)市場動態(tài)。考慮培訓(xùn)和提高工人的技能，以確保工業(yè)自動化系統(tǒng)的最佳利用。