Chìa khóa để tăng năng suất là phát triển hệ thống quản lý

Điện toán di động, dữ liệu theo ngữ cảnh và kiến ​​trúc mô-đun sẽ biến đổi giao diện của các hệ thống điều khiển và cải thiện năng suất tổng thể của nhà máy, giúp giảm nguy cơ sa thải công nhân có kinh nghiệm.

Các tổ chức đầu tư vào hệ thống quản lý với kỳ vọng rằng chúng sẽ hoạt động như mong đợi trong nhiều năm. Tốc độ thay đổi trong các hệ thống quản lý đang tăng nhanh và thập kỷ tới sẽ mang lại những thay đổi to lớn.

Hiểu những thay đổi này rất quan trọng đối với các tổ chức đang tìm kiếm hiệu suất tốt nhất và lợi tức đầu tư vào các hệ thống kiểm soát.

Trong nhiều thập kỷ, hệ thống điều khiển đã bị giới hạn ở phần cứng vật lý: đầu vào và đầu ra có dây, bộ điều khiển được kết nối và kiến ​​trúc có cấu trúc, bao gồm các mạng chuyên dụng và cấu hình máy chủ.

Giảm chi phí tính toán và cảm biến, sự phát triển của cơ sở hạ tầng mạng và không dây cũng như kiến ​​trúc phân tán (bao gồm cả đám mây) hiện đang mở ra những khả năng mới cho các hệ thống điều khiển.

Ngoài ra, các tiêu chuẩn sản xuất và bao gồm mới nổi, chẳng hạn như giao diện Lớp vật lý nâng cao (APL) và Gói loại mô-đun (MTP), sẽ thúc đẩy những thay đổi đáng kể trong thiết kế và sử dụng hệ thống quản lý doanh nghiệp trong thập kỷ tới.)

Ngay cả khi thời gian và công nghệ thay đổi, phương trình thành công vẫn không thay đổi: Chọn một hệ thống điều khiển đáng tin cậy và dễ sử dụng đồng thời cung cấp khả năng tiếp cận các công nghệ mới để cải thiện năng suất.

Tính linh hoạt của hệ thống quản lý làm giảm rủi ro liên quan đến việc nghỉ hưu của những người lao động có kinh nghiệm

Trong thập kỷ qua, ngành công nghiệp đã chứng kiến ​​sự nghỉ hưu của các chuyên gia và thực hiện các bước để giảm thiểu tác động của việc mất kinh nghiệm. Những thay đổi này đã dẫn đến việc giảm số lượng công nhân tại nơi làm việc trong một số ngành công nghiệp.

Đồng thời, với một loạt công nghệ quét mới và khả năng truyền dữ liệu băng thông cao, các doanh nghiệp đang thu thập nhiều dữ liệu hơn bao giờ hết và các tổ chức muốn nhận được nhiều giá trị hơn từ dữ liệu đó để giúp họ cải thiện hiệu suất kinh doanh và cải thiện sự khác biệt.

Điều này bao gồm các tùy chọn phân phối sản phẩm linh hoạt hơn, chất lượng được tối ưu hóa và khối lượng sản xuất nhất quán, cũng như cải thiện an toàn vận hành và tuân thủ môi trường.

Đáp lại, nhiều tổ chức sẽ mở rộng kiến ​​trúc quản lý của họ sang cơ sở hạ tầng phân bổ theo địa lý hơn, cho phép các nhóm chuyên gia nhỏ, tập trung cung cấp hỗ trợ trên toàn bộ đội ngũ của họ.

Dữ liệu quan trọng từ hệ thống kiểm soát sẽ hiển thị trên toàn doanh nghiệp, cho phép các nhóm nhỏ cung cấp hỗ trợ cho nhiều địa điểm phân tán về mặt địa lý. Tất cả hình ảnh lịch sự của Emerson

Các chuyên gia nội bộ này có thể được bổ sung bởi các chuyên gia OEM, những người được phép truy cập an toàn vào các khía cạnh liên quan của cơ sở hạ tầng này.

Một yếu tố của kiến ​​trúc phân tán này là đám mây, có thể là riêng tư, công khai hoặc kết hợp. Việc di chuyển dần dần các kiểm soát kiến ​​trúc không thiết yếu sang đám mây giúp các tổ chức dễ dàng làm việc hiệu quả hơn và đưa ra quyết định tốt hơn.

Người dùng đám mây nhận được nhiều giá trị hơn từ dữ liệu của họ bằng cách tận dụng kiến ​​thức chuyên môn từ khắp nơi trên thế giới, dù là trong doanh nghiệp của chính họ hay từ nhiều nhà cung cấp dịch vụ.

Ngoài ra, dữ liệu tập trung trong đám mây mang lại lợi thế về chi phí vòng đời thấp hơn, yêu cầu bảo trì thấp hơn và loại bỏ các đảo dữ liệu bị cô lập.

Việc chuyển sang kiểm soát tập trung sẽ yêu cầu thay đổi chiến lược hệ thống quản lý, ngay cả khi kiểm soát chính thực tế không được chuyển giao từ cấp độ vận hành.

Các công cụ mà các chuyên gia dựa vào (cấu hình hệ thống, giám sát thiết bị, quản lý cảnh báo, dữ liệu thời gian thực và lịch sử sự kiện, bản sao kỹ thuật số, hệ thống quản lý sửa chữa, v.v.) là các yếu tố của hệ thống quản lý.

Nhiều công cụ trong số này không ảnh hưởng đến công việc quản lý hàng ngày, nhưng được gắn với hệ thống quản lý, hệ thống này lại được gắn với một vị trí thực tế trong doanh nghiệp. Trong tương lai, việc lưu trữ các thành phần này trên đám mây sẽ hợp lý hơn.

Dữ liệu tập trung và kiến ​​trúc đám mây cũng sẽ tạo điều kiện triển khai nhanh chóng các công nghệ mới.

Tập trung hóa dữ liệu giúp các tổ chức dễ dàng thực hiện truy cập di động an toàn một chiều vào dữ liệu hệ thống quản lý, cho phép nhân viên doanh nghiệp theo dõi dữ liệu ở bất cứ đâu

Tích hợp dễ dàng tăng hiệu quả

Chìa khóa thành công là tìm kiếm các nền tảng cho phép giới thiệu các công nghệ mới với chi phí kỹ thuật và tích hợp tối thiểu. Tân tiến nhất bộ điều khiển có thể hoạt động như các bộ điều khiển độc lập và có khả năng tích hợp vào một hệ thống quản lý lớn hơn, cho phép các tổ chức phát triển kiến ​​trúc và khả năng quản lý liên quan đến các quy trình và sản phẩm.

Các công ty công nghiệp hàng đầu cũng đang giảm nhu cầu sản xuất mô-đun bằng các công nghệ plug-and-play mới.

Công nghệ MTP do NAMUR (Hiệp hội những người sử dụng công nghệ tự động hóa trong quy trình sản xuất) phát triển, sử dụng các công nghệ hiện có để tạo giao diện nhằm tích hợp theo công thức của các hệ thống khác nhau và đơn giản hóa thiết kế của các hệ thống mô-đun.

MTP chuẩn hóa sự tương tác giữa các mô-đun sản xuất và hệ thống điều khiển, cho phép doanh nghiệp kết hợp các thành phần.

Hệ thống điều khiển sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong việc quản lý và tối ưu hóa các hệ thống mô-đun đa dạng nhưng tích hợp hơn này.Sử dụng các tiêu chuẩn tích hợp này là một yếu tố quan trọng để đạt được kết quả tốt nhất có thể.

Điều khiển nâng cao và cặp song sinh kỹ thuật số cải thiện hiệu quả công việc

Các hệ thống điều khiển hiện bao gồm nhiều công cụ phân tích và hỗ trợ quyết định hơn để giúp người vận hành đưa ra quyết định sáng suốt hơn trên phạm vi rộng hơn.

Thay vì đưa ra quyết định, đưa ra quyết định và hy vọng chúng là lựa chọn đúng đắn, người vận hành sẽ sử dụng mô phỏng để xác thực các quyết định quan trọng trong môi trường tự trị.

Ví dụ, một người vận hành trong nhà máy có thể nhận thấy rằng một biến quy trình đang có xu hướng xấu. Người vận hành sử dụng bản sao kỹ thuật số để kiểm tra thói quen mới và sau đó phát hiện ra rằng nó quá gần với giới hạn ngắt.

Để tránh kịch bản này, nó sẽ sử dụng cặp song sinh kỹ thuật sốđể thử các giải pháp thay thế khác và tìm cách thương lượng một cách an toàn các thông số quy trình.

Người điều hành giúp đưa ra quyết định đúng đắn mà không cần thử nghiệm bất cứ điều gì trên các quy trình và thiết bị thực.Song sinh kỹ thuật số sẽ có sẵn tại nơi làm việc và trên đám mây và sẽ trở thành một phần tiêu chuẩn của hầu hết các dự án.

Trí tuệ nhân tạo (AI) có thể là giai đoạn tiếp theo trong quá trình phát triển các hệ thống điều khiển không?

Hệ thống điều khiển đã phát triển liên tục trong nhiều thập kỷ. Các công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) đang giúp phát triển thế hệ tiếp theo của một số hệ thống điều khiển.

Bộ điều khiển đạo hàm tích phân tỷ lệ (PID) có thể được hiểu là sự tách biệt của các khả năng: phần tử tỷ lệ hiển thị tín hiệu, phần tử tích phân tiếp cận điểm đặt và phần tử vi phân có thể giảm thiểu độ vọt lố.

Mặc dù hệ sinh thái quản lý có thể là một mạng lưới phức tạp gồm các công nghệ được kết nối với nhau, nhưng nó cũng có thể được đơn giản hóa bằng cách xem nó như một nhánh không ngừng phát triển của cây phả hệ. Mỗi công nghệ hệ thống điều khiển cung cấp các tính năng độc đáo riêng mà các công nghệ trước đó không có.

Ví dụ, feedforward cải thiện điều khiển PID bằng cách dự đoán đầu ra của bộ điều khiển và sau đó sử dụng các dự đoán để cô lập các lỗi do biến dạng quá trình khỏi nhiễu tín hiệu.

Kiểm soát dự đoán mô hình (MPC) bổ sung thêm các khả năng này bằng cách phá vỡ các dự đoán về kết quả can thiệp kiểm soát trong tương lai và kiểm soát nhiều đầu vào và đầu ra tương quan.

Tiến bộ mới nhất trong các chiến lược kiểm soát là sự ra đời của các công nghệ trí tuệ nhân tạo đưa các hệ thống kiểm soát công nghiệp lên một tầm cao mới.

Công nghệ trí tuệ nhân tạo có thể được mở rộng để giải quyết bất kỳ vấn đề phức tạp nào có thể được mô hình hóa, chẳng hạn như để quản lý việc ngừng sản xuất không liên tục trong các nhà máy cung cấp cho ngành dầu khí, cũng như để tối ưu hóa và quản lý hoạt động của các nhà máy lọc dầu và hóa chất.

Để tận dụng tối đa các giải pháp mới này, các tổ chức cần các nền tảng tự động hóa phi tiêu chuẩn và dễ sử dụng để giúp họ phát triển với các điều kiện thị trường và ngành đang thay đổi.