自動化架構的新時代 對用戶來說有何意義？

出於各種原因，在將把自己的版本投入市場前，許多成熟的供應商都普遍認為新技術附件沒有吸引力。通過傳統供應商對用電腦和基於Windows的軟體替換專用HMI硬體和軟體的抵制，我們最近也看到了這種趨勢。

工業自動化行業正在經歷一場天翻地覆的變革。多年來我一直在寫關於工業自動化系統架構即將到來的變革，如今我們終於看到演變開始發生。革命性新概念和技術的應用，包括物聯網(IoT)、感測器發展、嵌入式控制器和其他技術改進，正在迅速推動這一演變。

5年前，我撰寫了一篇文章《簡化自動化系統層次》，該文章討論了工業自動化架構中即將發生的變化，由於系統概念和技術進步的急劇增長和大量湧入，這些變化隨後便開始萌芽。該文章進一步討論了普杜(Purdue)五層架構模型的即將崩塌，這種模式已經反映在大多數傳統工業的自動化系統配置中。最新的自動化創新使用戶能夠創建更靈敏的系統架構，這不僅提高了其可靠性和性能，而且降低了軟體維護的成本。每次創新都為系統架構增加了更多的構建模塊，並在工業自動化中產生近乎指數的創新。本文將進一步討論這些不斷變化的系統架構的結果，以及其他一些描述了此類變化帶來的產品和發展的文章。這種演變對用戶有何意義？

現有系統將慢慢消失

這不是個一蹴而就的過程。只要安裝的系統還能生產，它們肯定會被保留。諸如大型計算機和小型計算機等財務上可行的投資，只要依然靈敏就會被保留。然而，作為增加功能和價值的附件，更新的創新肯定有助於擴展和改進這些系統。出於各種原因，在將把自己的版本投入市場前，許多成熟的供應商都普遍認為新技術附件沒有吸引力。通過傳統供應商對用電腦和基於Windows的軟體替換專用HMI硬體和軟體的抵制，我們最近也看到了這種趨勢。

縮短生命周期曲線

如果能夠增加價值並降低持續的購置成本，新技術的大量湧入也可以顯著縮短現有系統的生命周期曲線。當達到這個臨界點時，它將加速新技術的採用，並縮短現有安裝方案的生命周期。計算產業又一次提供了一個可行的例子。企業計算的舊模型需要程序員根據用戶需求報告和分析編寫計算機代碼，這是一個勞動密集型並且耗費時間長的過程。使用電子表格在電腦上執行分析的終端用戶能夠大大降低完成這些任務的成本，同時還可提供即時可操作的結果。這種為商界降低時間和金錢成本所帶來的影響，標誌著大型數據處理部門的終結。你甚至可以在自己家找到一個突出的例子。鑒於由當今智能手機攝像頭技術和即時共享能力所帶來的的方便，有多少人不再使用相機？

大數據、分析、邊緣計算和霧計算

大數據和分析已成為改善離散製造和加工廠運營的最大潛力領域之一。然而，這些技術還需要新的計算模型。

·伺服器

應用不需要與工廠運營實時同步，可以存在於現場伺服器和/或雲服務中，提供新的操作警報和預測性維護。此功能可輕鬆實現現有系統的增值。

·邊緣計算和霧計算

在通過大數據和分析的應用，為運行實時同步的離散製造和加工廠挖掘其在效率和盈利能力方面的潛在收益方面，我們才剛剛起步。該應用通過在感測器和執行器處使用邊緣計算得以被實現，以便執行實時分析並做出改變操作參數的決定。寄雲物聯網邊緣計算這些架構的另一個構建模塊是霧計算，它處於邊緣設備和雲之間。霧計算旨在使大數據和分析的高性能應用更接近邊緣。如今，這些功能開始在更新、更強大的工業控制器和電腦中實施，並在更惡劣的應用環境中提供更進一步的操作報警。這隻有憑藉高性能嵌入式計算和低成本高速通信才能成為可能。

萬物通信

新的工業自動化架構使邊緣設備能夠與層次結構中的任意級別層通信。在邊緣的感測器和控制器能夠使用適當的方法和協議直接向所有級別層傳送信息。然而，現今的多級分層計算模型仍然需要現場數據，在到達企業和遠程專家之前，通過多個計算機和中間件軟體層。這構建了複雜脆弱的架構，該架構可以導致成本、風險、持續配置控制和生命周期投資的顯著增加。相反，新的分布式模型使計算達到使用點，顯著降低生命周期成本，簡化系統架構。

整體與適應性製造

工業4.0和相關舉措創造了整體和適應性製造，為工業自動化系統提供了合乎邏輯的下一步，以實現更具響應性和更高效的生產。

組織競爭力處於險境

未研究和利用適當顛覆性創新的公司可能會停滯不前，並被更先進的競爭對手超越。相反，利用顛覆性創新的公司正將成為行業領導者並將此設為自己的目標。有許多以往的例子見證了人們和公司冒險使用創新的思維和技術，不僅徹底改革了他們的公司，而且改革了整個行業。這些例子包括：

Henry Ford——福特以世界上第一條流水裝配線主導了早期汽車產業。

Andrew Carnegie——使用包括Bessemer工藝和創新材料處理系統在內的技術，更高效地生產鋼材。

聯邦快遞——利用條形碼和計算機技術實現了巨大的發展。

顧問小組

這不是一件容易的事。需要由自動化專業人員組成顧問小組，研究並了解新技術，以確定是否可以有效地利用這些技術來改善公司的業績。

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