Įterptųjų sistemų inžinerija: paslėptas gamyklų automatizavimo trukdis

Kaip įterptinių sistemų inžinerijos iššūkiai stabdo pramonės automatizavimo ir valdymo sistemas

Atotrūkis tarp pramonės automatizavimo siekių ir diegimo

Pramonės automatizavimas išlieka vienu svarbiausių šiuolaikinių gamintojų strateginių tikslų visame pasaulyje. Pažangioji robotika, dirbtinis intelektas ir susietosios sistemos žada smarkiai padidinti našumą. Tačiau faktinis šių technologijų diegimas gamyklose gamybos sektoriuje labai skiriasi. Pavyzdžiui, naujausiose pramonės ataskaitose nurodoma, kad 80 % JAV gamybos įmonių vis dar neturi net pagrindinio automatizavimo. Tuo tarpu daugiau nei 90 % vadovų išmaniąją gamybą laiko būtina būsimo konkurencingumo sąlyga. Taigi, įmonių strategiją ir sprendimų įgyvendinimą gamybos cechuose skiria didžiulė praraja.

Paslėpta šiuolaikinės gamyklų automatizavimo aparatinė įranga

Inžinieriai dažnai daugiausia dėmesio skiria akivaizdžioms automatizavimo technologijoms, pavyzdžiui, robotinėms rankoms ir regos sistemoms. Tačiau šie sudėtingi sprendimai visiškai priklauso nuo juos palaikančios įterptinės aparatinės įrangos ir žemo lygio programinės įrangos. Jutikliai turi veiksmingai rinkti realiojo laiko duomenis visoje gamybos linijoje. Valdikliai turi greitai apdoroti signalus, kad galėtų koordinuoti senesnes DCS ir šiuolaikines PLC platformas. Be to, kraštiniai kompiuteriai turi patikimai apdoroti didelius dirbtinio intelekto krūvius. Todėl realiojo laiko apdorojimo, kibernetinio saugumo ir integravimo su senosiomis sistemomis derinimas sukuria didžiulių inžinerinių kliūčių sistemų kūrėjams.

Įterptinių sistemų inžinierių trūkumo mažinimas

Specializuotų įterptinių sistemų inžinierių trūkumas labai lėtina pramonės automatizavimo pažangą. Norint kurti patikimas gamyklų automatizavimo sistemas, būtina išmanyti aparatinės įrangos projektavimą, mikrovaldiklius, įterptąją „Linux“ sistemą ir nestandartines įrenginių tvarkykles. Naujausios pramonės apklausos rodo, kad 65 % įterptinių technologijų įmonių sunkiai randa kvalifikuotų kūrėjų. Dėl to gamybos įmonės patiria didesnes kūrimo išlaidas, o projektai trunka ilgiau. Be to, inžinierių komandoms dažnai nepavyksta išplėsti sėkmingų automatizavimo sprendimų už pradinių laboratorinių prototipų ribų.

Gamybos spartinimas naudojant modulines sistemos modulio platformas

Modulinė skaičiavimo architektūra yra praktiškas sprendimas įterptinių sistemų inžinerijos kliūtims įveikti. Sistemos modulis (SOM) sujungia pagrindinius procesorius, atmintį ir maitinimo valdymą vienoje gamybai paruoštoje plokštėje. Todėl inžinieriams nereikia nuo nulio projektuoti sudėtingų didelės spartos skaičiavimo grandinių. Vietoj to sistemų integratoriai gali montuoti patikrintas SOM platformas į specialiai pritaikytas nešiklio plokštes, skirtas konkrečioms valdymo sistemoms. Taip šis modulinis metodas smarkiai sumažina kūrimo riziką ir sutrumpina pateikimo rinkai laiką.

Strateginės įžvalgos kuriant ateičiai pritaikytas valdymo sistemas

Sėkmingai gamyklos automatizacijai būtina tvirta architektūra, kurią reikia sukurti prieš diegiant pažangius DI modelius ar autonominius robotus. Inžinerijos vadovai turi iš anksto įvertinti kraštinio apdorojimo poreikius, realiojo laiko deterministinius reikalavimus ir ilgalaikę saugumo priežiūrą. Mano profesine patirtimi, pernelyg daug pramonės komandų švaisto svarbius išteklius iš naujo kurdamos standartines skaičiavimo platformas. Užuot tai dariusios, inžinierių komandos turėtų naudoti iš anksto patikrintus aparatinės įrangos modulius. Taip kūrėjai gali sutelkti savo technines žinias į nuosavus valdymo algoritmus ir konkurencingas programinės įrangos funkcijas.

Praktiniai modulinių įterptinių sistemų taikymo scenarijai

Modulinė įterptinių sistemų architektūra didina efektyvumą įvairiose pramoninės automatikos srityse. Pirma, įterptinių sistemų SOM moduliai naudojami išmaniuosiuose mašininės regos šliuzuose, kurie be delsos tikrina didelės spartos gamybos linijas. Antra, moduliniai valdikliai sujungia senas PLC tinklo sistemas su šiuolaikinėmis debesijos analitikos platformomis. Trečia, kompaktiški kraštiniai kompiuteriai tiesiogiai atšiaurioje pramoninėje aplinkoje vykdo realiojo laiko prognozinės priežiūros algoritmus. Taip gamintojai gali greitai bandomuosius projektus paversti keičiamo masto, įmonės lygio gamybos sistemomis.