Киберфизические системы:основа Индустрии 4.0

Основная идея внедрения решений для Индустрии 4.0 заключается в том, чтобы предоставить производственным компаниям возможность усилить сотрудничество между различными отделами. , делая нужную информацию доступной нужным людям в режиме реального времени. Цель состоит в том, чтобы способствовать принятию правильных решений в нужное время, тем самым повышая эффективность и производительность.

Киберфизические системы

Ключевым элементом реализации концепций Индустрии 4.0 является идея киберфизических систем (КФС). . Термин «киберфизические системы» был придуман Хелен Гилл из Национального научного фонда США.

Согласно специальной публикации NIST 1500-201 Структура киберфизических систем:том 1, обзор, киберфизические системы – это интеллектуальные системы, включающие в себя спроектированные взаимодействующие сети физических и вычислительных компонентов. . В публикации подчеркивается, что эти тесно взаимосвязанные и интегрированные системы обеспечивают новые функции для улучшения качества жизни и позволяют использовать технологические достижения в критически важных областях, таких как персонализированное медицинское обслуживание, реагирование на чрезвычайные ситуации, управление транспортными потоками, интеллектуальное производство, оборона и национальная безопасность, а также энергоснабжение. и использовать. Таким образом, CPS обладают большим потенциалом для внедрения инновационных приложений и воздействия на несколько экономических секторов мировой экономики.

Acatech (Национальная академия наук и инженерии, Германия) в своем отчете Кибер-физические системы описывает КФС следующим образом:киберфизические системы — это системы со встроенным программным обеспечением (в составе устройств, зданий, транспортных средств, транспортных путей, производственных систем, медицинских процессов, логистических процессов, процессов координации, процессов управления). Киберфизические системы:

• Прямая запись физических данных с помощью датчиков и воздействовать на физические процессы с помощью приводов

• Оценить и сохранить записанные данные и активно или реактивно взаимодействовать как с физическими, так и с цифровыми мир

• Подключены друг с другом и в глобальных сетях посредством цифровых средств связи

• Использовать глобально доступные данные и сервисы

• Разработайте серию специализированных мультимодальных интерфейсов человек-машина.

В результате появилось множество далеко идущих решений и приложений для всех областей нашей повседневной жизни.

Производственные и киберфизические системы

С точки зрения производственной отрасли, киберфизическая система – это физический объект, подключенный к Интернету. , такие как насос или компрессор, встроенные в компьютеры и компоненты управления, состоящие из датчиков и приводов. Такой объект, которому назначен IP-адрес, способен осуществлять самоконтроль, генерировать информацию о своем функционировании и связываться с другими связанными объектами или даже снаружи. Это саморегулирующаяся и автономная операция.

В ближайшие годы, по мере развития Четвертой промышленной революции, промышленные предприятия начнут все больше и больше использовать принципы CPS, чтобы помочь достичь операционного совершенства за счет повышения производительности, эффективного использования всех ресурсов. (в том числе материальные и человеческие), удовлетворение потребностей клиентов и повышение акционерной стоимости. Предвидя такое развитие событий, Клаус Шваб, основатель и исполнительный председатель Всемирного экономического форума, использовал термин «Четвертая промышленная революция» для описания этой тенденции.

Основа Индустрии 4.0 была заложена во время Третьей промышленной революции, которая характеризовалась широким применением электроники и компьютеров для автоматизации процессов промышленного производства. Расширение использования электроники и компьютеров способствовало снижению их цен, миниатюризации и надежности компьютеров, а также значительному увеличению вычислительной и вычислительной мощности. Цифровые и коммуникационные технологии начали конвергировать. Мы стали свидетелями первых этапов развития граничных/облачных вычислений, промышленного Интернета вещей (IIoT), искусственного интеллекта (ИИ), автономных роботов и т.д. Интеграция цифровых технологий с промышленными технологиями призвана преобразовать производство и помочь реализовать концепцию Индустрии 4.0.