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La rivoluzione dell'automazione di processo

Rivoluzione dell'automazione di processo

ABB Corporate Research, Ladenburg, Germania

Guardando 30 anni fa, la tecnologia dell'informazione ha profondamente trasformato la vita di tutti i giorni. Internet, reti di computer e dispositivi mobili si sono rapidamente diffusi. Per molti adolescenti lo smartphone è ora la cosa più importante della loro vita. Questo è stato accompagnato da progressi tecnologici impressionanti. La produzione di massa di miliardi di dispositivi ogni anno significa che la potente tecnologia di base è ora disponibile a costi molto bassi.

Quando si confronta l'automazione del processo di un impianto 30 di un anno con quello di un impianto di nuova costruzione, si nota che è ancora relativamente simile. Naturalmente, il costo dell'automazione è diminuito in modo significativo e il livello di automazione è aumentato significativamente durante questo periodo. Ma nel complesso, i principi dell'automazione non sono davvero cambiati.

L'automazione dei processi ha diversi requisiti chiave come la sicurezza, l'affidabilità e la longevità che portano ad un più lento adattamento della tecnologia di rete e computer disponibile. Tuttavia, riteniamo che nel prossimo futuro l'automazione dei processi accelererà l'utilizzo di tecnologie informatiche all'avanguardia e cambierà quindi radicalmente.

Molti dei vincoli imposti dall'hardware, come la limitata potenza di elaborazione sui sistemi embedded, saranno notevolmente rilassati o addirittura svaniti. Sul lato software, tecnologie come la virtualizzazione renderanno il software di automazione portatile e più facile da implementare. I sistemi software in tempo reale possono effettivamente diventare agnostici rispetto a qualsiasi piattaforma specifica, sia che si tratti di sistemi operativi o di sistemi di comunicazione industriale. Questo apre il dominio per una pletora di tecnologie tra cui scegliere, aumentando la flessibilità ma anche la complessità.

Raspberry Pi, un computer a scheda singola con Linux.

Raspberry Pi, un computer a scheda singola con Linux. Immagine gentilmente concessa da Clive Darra su Flickr

Presto, la maggior parte degli attuatori e dei sensori comunicherà tramite una qualche forma di Ethernet. Ciò interromperà l'accoppiamento rigido ancora dominante dei controller e dei segnali di processo. Sebbene i requisiti industriali per i cavi e i connettori differiscano da quelli del mondo degli uffici, gli sforzi in corso porteranno a standard industriali, ad esempio per Ethernet su cavi a due conduttori. Lo stack di comunicazione Ethernet può essere eseguito su diversi supporti fisici come fibra, rame, WLAN, 4G o Bluetooth e può quindi essere ottimizzato per casi d'uso specifici.

Le tecnologie software per la virtualizzazione e la rapida implementazione dinamica permetteranno di eseguire programmi di automazione su molti host alternativi diversi: direttamente sul dispositivo, su una nuova classe di server di automazione industriale o persino nel cloud. Verranno sviluppati schemi completamente nuovi per la ridondanza. Il costo per l'ingegneria si ridurrà drasticamente poiché la maggior parte della configurazione verrà eseguita da plug & play.

Il compito di scegliere le tecnologie giuste per un'applicazione potrebbe essere inizialmente più difficile in quanto vi è poca esperienza in merito ai compromessi nel dominio dell'automazione. Un esempio è la possibilità di ridurre il numero di controller in un impianto in quanto un nuovo e più potente hardware del controller richiederebbe meno controllori per lo stesso lavoro di prima. Tuttavia, il miglior equilibrio tra costo, complessità e disponibilità deve essere trovato per un tale scenario in cui sono coinvolte molte variabili. La flessibilità e la scalabilità della produzione stanno diventando più importanti. I concetti di automazione modulare consentiranno di creare rapidamente nuovi impianti di produzione e di aumentarli o ridurli in base alla domanda. I concetti di automazione modulare standardizzeranno e incapsuleranno l'automazione di base. L'automazione di alto livello sarà comodamente orchestrata a livello astratto.

Tecnologia di schede perforate

Telaio a schede perforate al National Museum of Scotland. Immagine gentilmente concessa da Gnomonic su Flickr

Hardware con più capacità e sottosistemi di comunicazione con larghezza di banda più elevata consentiranno anche sistemi di diagnostica completamente integrati nei dispositivi di campo. La disponibilità di dati di diagnostica più dettagliati aprirà nuovi modi per gestire i sistemi di automazione riguardanti, ad esempio, la ridondanza e la manutenzione predittiva. Nuove funzionalità come una migliore diagnostica e resilienza sono essenziali per mercati come la perforazione di Deep See e altre operazioni in ambienti difficili.

Una delle conseguenze è che i modelli di business tradizionali cambieranno. Molti componenti hardware sono diventati commodity proprio come i sistemi operativi in ​​tempo reale in passato. Quindi cosa cambierà? Il valore verrà creato più di prima nei componenti software. Se non nei motori di esecuzione dei controllori, quindi nelle capacità diagnostiche di un sistema di automazione. Quando un fornitore può offrire un'affidabilità superiore e costi di manutenzione inferiori attraverso i servizi diagnostici, avrà il vantaggio rispetto alla concorrenza.

In alcune aree, tuttavia, vedremo una corsa verso il basso simile a quanto accaduto nel settore IT. Mercati precedentemente redditizi hanno sviluppato un'estrema pressione sui prezzi di hardware, software e servizi.

Alla fine il cliente trarrà vantaggio da questo sviluppo. Le funzionalità di base per l'automazione di una produzione diventeranno più economiche. Ci sarà anche più scelta nel software e nell'hardware. Ciò favorirà il basso, medio e alto livello del mercato. Oltre a ciò, vedremo funzionalità di livello superiore, ad esempio una diagnostica sofisticata, che beneficiano principalmente della fascia media e alta del mercato.

Dr Martin HollenderStephan Sehestedt

Di Martin Hollender e Stephan Sehestedt

Dr Martin Hollender

http://www.abb.de

Dr. Martin Hollender ([Email protected]) è un ricercatore nel gruppo Operations Management presso ABB Corporate Research in Germania. È redattore del libro "Collaborative Process Automatio

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