自動(dòng)化架構(gòu)的新時(shí)代對用戶有何意義？

　  工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域正在經(jīng)歷一場巨大的變革。多年來我一直在寫關(guān)于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)即將到來的變革，如今我們終于看到演變開始發(fā)生。革命性新概念和技術(shù)的應(yīng)用，包括物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、傳感器發(fā)展、嵌入式控制器和其他技術(shù)改進(jìn)，正在迅速推動(dòng)這一演變。
5年前，我撰寫了一篇文章《簡化自動(dòng)化系統(tǒng)層次》，該文章討論了工業(yè)自動(dòng)化架構(gòu)中即將發(fā)生的變化，由于系統(tǒng)概念和技術(shù)進(jìn)步的急劇增長和大量涌入，這些變化隨后便開始萌芽。該文章進(jìn)一步討論了普杜（Purdue）五層架構(gòu)模型的即將崩塌，這種模式已經(jīng)反映在大多數(shù)傳統(tǒng)工業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)配置中。最新的自動(dòng)化創(chuàng)新使用戶能夠創(chuàng)建更靈敏的系統(tǒng)架構(gòu)，這不僅提高了其可靠性和性能，而且降低了軟件維護(hù)的成本。每次創(chuàng)新都為系統(tǒng)架構(gòu)增加了更多的構(gòu)建模塊，并在工業(yè)自動(dòng)化中產(chǎn)生近乎指數(shù)的創(chuàng)新。本文將進(jìn)一步討論這些不斷變化的系統(tǒng)架構(gòu)的結(jié)果，以及其他一些描述了此類變化帶來的產(chǎn)品和發(fā)展的文章。這種演變對用戶有何意義？

現(xiàn)有系統(tǒng)將慢慢消失
這不是個(gè)一蹴而就的過程。只要安裝的系統(tǒng)還能生產(chǎn)，它們肯定會被保留。諸如大型計(jì)算機(jī)和小型計(jì)算機(jī)等財(cái)務(wù)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(jià)值的附件，更新的創(chuàng)新肯定有助于擴(kuò)展和改進(jìn)這些系統(tǒng)。出于各種原因，在將把自己的版本投入市場前，許多成熟的供應(yīng)商都普遍認(rèn)為新技術(shù)附件沒有吸引力。通過傳統(tǒng)供應(yīng)商對用電腦和基于Windows的軟件替換專用HMI硬件和軟件的抵制，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(jià)值并降低持續(xù)的購置成本，新技術(shù)的大量涌入也可以顯著縮短現(xiàn)有系統(tǒng)的生命周期曲線。當(dāng)達(dá)到這個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，它將加速新技術(shù)的采用，并縮短現(xiàn)有安裝方案的生命周期。計(jì)算產(chǎn)業(yè)又一次提供了一個(gè)可行的例子。企業(yè)計(jì)算的舊模型需要程序員根據(jù)用戶需求報(bào)告和分析編寫計(jì)算機(jī)代碼，這是一個(gè)勞動(dòng)密集型并且耗費(fèi)時(shí)間長的過程。使用電子表格在電腦上執(zhí)行分析的終端用戶能夠大大降低完成這些任務(wù)的成本，同時(shí)還可提供即時(shí)可操作的結(jié)果。這種為商界降低時(shí)間和金錢成本所帶來的影響，標(biāo)志著大型數(shù)據(jù)處理部門的終結(jié)。你甚至可以在自己家找到一個(gè)突出的例子。鑒于由當(dāng)今智能手機(jī)攝像頭技術(shù)和即時(shí)共享能力所帶來的的方便，有多少人不再使用相機(jī)？
大數(shù)據(jù)、分析、邊緣計(jì)算和霧計(jì)算
大數(shù)據(jù)和分析已成為改善離散制造和加工廠運(yùn)營的最大潛力領(lǐng)域之一。然而，這些技術(shù)還需要新的計(jì)算模型。
· 服務(wù)器
應(yīng)用不需要與工廠運(yùn)營實(shí)時(shí)同步，可以存在于現(xiàn)場服務(wù)器和/或云服務(wù)中，提供新的操作警報(bào)和預(yù)測性維護(hù)。此功能可輕松實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有系統(tǒng)的增值。
· 邊緣計(jì)算和霧計(jì)算
在通過大數(shù)據(jù)和分析的應(yīng)用，為運(yùn)行實(shí)時(shí)同步的離散制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(yīng)用通過在傳感器和執(zhí)行器處使用邊緣計(jì)算得以被實(shí)現(xiàn)，以便執(zhí)行實(shí)時(shí)分析并做出改變操作參數(shù)的決定。寄云物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算這些架構(gòu)的另一個(gè)構(gòu)建模塊是霧計(jì)算，它處于邊緣設(shè)備和云之間。霧計(jì)算旨在使大數(shù)據(jù)和分析的高性能應(yīng)用更接近邊緣。如今，這些功能開始在更新、更強(qiáng)大的工業(yè)控制器和電腦中實(shí)施，并在更惡劣的應(yīng)用環(huán)境中提供更進(jìn)一步的操作報(bào)警。這只有憑借高性能嵌入式計(jì)算和低成本高速通信才能成為可能。
萬物通信
新的工業(yè)自動(dòng)化架構(gòu)使邊緣設(shè)備能夠與層次結(jié)構(gòu)中的任意級別層通信。在邊緣的傳感器和控制器能夠使用適當(dāng)?shù)姆椒ê蛥f(xié)議直接向所有級別層傳送信息。然而，現(xiàn)今的多級分層計(jì)算模型仍然需要現(xiàn)場數(shù)據(jù)，在到達(dá)企業(yè)和遠(yuǎn)程專家之前，通過多個(gè)計(jì)算機(jī)和中間件軟件層。這構(gòu)建了復(fù)雜脆弱的架構(gòu)，該架構(gòu)可以導(dǎo)致成本、風(fēng)險(xiǎn)、持續(xù)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(jì)算達(dá)到使用點(diǎn)，顯著降低生命周期成本，簡化系統(tǒng)架構(gòu)。
整體與適應(yīng)性制造
工業(yè)4.0和相關(guān)舉措創(chuàng)造了整體和適應(yīng)性制造，為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)提供了合乎邏輯的下一步，以實(shí)現(xiàn)更具響應(yīng)性和更高效的生產(chǎn)。
組織競爭力處于險(xiǎn)境
未研究和利用適當(dāng)顛覆性創(chuàng)新的公司可能會停滯不前，并被更先進(jìn)的競爭對手超越。相反，利用顛覆性創(chuàng)新的公司正將成為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者并將此設(shè)為自己的目標(biāo)。有許多以往的例子見證了人們和公司冒險(xiǎn)使用創(chuàng)新的思維和技術(shù)，不僅徹底改革了他們的公司，而且改革了整個(gè)行業(yè)。這些例子包括：
Henry Ford——福特以世界上第一條流水裝配線主導(dǎo)了早期汽車產(chǎn)業(yè)。
Andrew Carnegie——使用包括Bessemer工藝和創(chuàng)新材料處理系統(tǒng)在內(nèi)的技術(shù)，更高效地生產(chǎn)鋼材。
聯(lián)邦快遞——利用條形碼和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了巨大的發(fā)展。
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